O wilgoci, wilgotności i komforcie

Na początku tygodnia miałem ciekawy telefon od klienta.
– Jaki mam wybrać wentylator do salonu 8 x 4 m?
– ??? Ale w czym jest problem, pytam.
Mam chyba słabą wentylację, bo na ścianie szczytowej zbiera mi się wilgoć
No i co tu poradzić?

Za nim rozwiążemy problem, to na początek trochę teorii o wilgotności powietrza.
Powietrze w zależności od swojej temperatury, może w sobie pomieścić większą lub mniejszą ilość wilgoci, czyli pary wodnej. Może być mniej lub bardziej nasycone.
Im cieplejsze powietrze i wyższa temperatura, tym więcej można w nim zmieścić pary wodnej. A im zimniejsze powietrze – tym mniej.
Jednak ilość ta dla każdej temperatury jest inna i ograniczona.
Więcej pary do powietrza o określonej temperaturze nie da się wpuścić.
Pojawiają się dwa rodzaje wilgotności.

Bezwzględna – to faktyczna ilość pary wodnej w gramach, która mieści się w 1m3 powietrza
Względna – określana w % możliwego w danej temperaturze nasycenia.

Na skutek ogrzewania i chłodzenia powietrze podlega przemianom temperaturowym, a jego wilgotność zmienia się.
Zależności te ilustruje tzw. wykres Molliera. Nazwa pochodzi od nazwiska niemieckiego profesora, który opublikował go na początku XX wieku, dając podwaliny pod klimatyzację i szereg innych nauk.
Wykres poniżej.


Zacznijmy od chłodzenia.
Załóżmy, że mamy ciepłe powietrze o temp. +25 stopni i wilgotności względnej 60% i zaczynamy je schładzać. Schodzimy z temperaturą pionowo w dół.
Im bardziej spada temperatura, tym mniej wilgoci jest w stanie pomieścić powietrze.
W pewnym momencie dochodzimy do krzywej nasycenia 100%, a odpowiadająca temu temperatura wynosi +17 stopni. To tzw punkt rosy.
Skoro przy +17 stopniach powietrze ma wilgotność 100%, a my dalej będziemy obniżać temperaturę, to coś z tą parą wodną w powietrzu musi się stać.
I stanie się.
Para ta w postaci mgiełki i rosy wykropli się na najbliższej chłodnej powierzchni. Np. na szybie okiennej, zimnej rurze wodociągowej czy płytkach w łazience.
Dalsze obniżanie temperatury odbywa się już po krzywej nasycenia.

Inaczej sytuacja wygląda przy ogrzewaniu
Załóżmy, że zimą mamy mroźne powietrze zewnętrzne o temperaturze -10 stopni.
Przez system wentylacji powietrze to wprowadzamy do domu i ogrzewamy do + 20 stopni.
Jak widać na wykresie, powietrze mroźne jest bardzo suche. Mimo, że jego wilgotność względna wynosi 100% , to ilość pary wodnej, którą może pomieścić jest niewielka.
Ogrzewając je przesuwamy się na wykresie pionowo w górę.
Co się dzieje z wilgotnością względną? – spada do 10-20%.

Jaki wpływ ma to wszystko na nasze życie codzienne i poczucie komfortu?

W okresie letnim mamy wysokie temperatury np. 25-30 stopni. Wilgotność sięga 60-80 czy nawet 100% i ilościowo pary wodnej w takim powietrzu jest dużo. Jest nam duszno i gorąco. Do powietrza o 100% wilgotności skóra nie może ze swojej powierzchni odparować potu, pojawiają się jego kropelki. Rozwiązaniem jest nie tylko obniżenie temperatury, ale również zmniejszenie wilgotności powietrza. Lepiej czujemy się w pomieszczeniu nawet z 2-3 stopnie wyższą temperaturą i wilgotnością 40-60% niż w chłodniejszym pomieszczeniu, ale o wilgotności 80-100%.
Powietrze należy osuszyć i ochłodzić. Robi to za nas klimatyzacja.
Ciepłe powietrze trafia na chłodnicę, gdzie na jej zimnej powierzchni, oprócz obniżenia temperatury następuje wykroplenie się wody, która jest ona odprowadzana rurką skroplin do kanalizacji lub na zewnątrz domu.
I tu ciekawa informacja. Jak pokazałem na wykresie, schładzanie powietrza odbywa się jakby dwuetapowo. Z wykropleniem wilgoci i bez.
W danych urządzeń klimatyzacyjnych często spotykamy taką wielkość, jak moc chłodnicza.
Mamy moc chłodniczą całkowitą, na którą składa się utajona i jawna.
Otóż jedna część mocy chłodniczej idzie na wykroplenie pary wodnej z powietrza na chłodnicy, bez zmiany temperatury (to ta utajona), a druga część mocy idzie na obniżenie temperatury (to ta jawna).
Jeśli rozumiemy już to zjawisko, to łatwo jest wyjaśnić funkcje osuszania powietrza w urządzeniach klimatyzacyjnych.
Np. sprężarka urządzenia inverterowego i wentylator jednostki nawiewnej pracują tylko z tak mocą, by dochodziło do wykroplenia pary na chłodnicy, a nie dochodziło do obniżenia temperatury w pomieszczeniu.

W okresie zimowym, świeże powietrze po podgrzaniu ma bardzo niską wilgotnością względną, rzędu 10-20%. Jest ono suche, cierpią nasze drogi oddechowe, dzieci zaczynają chorować. Ten okres jest wyraźnie odczuwalny z obniżeniem temperatury na zewnątrz i rozpoczęciem sezonu grzewczego.
Powietrze należy wtedy nawilżać. I najlepiej robi to centralny nawilżacz, będący częścią systemu nadmuchowego czy też urządzenia klimatyzacyjne z funkcją nawilżania.
W naszej ofercie stosujemy nawilżacze obejściowe lub dyszowe, montowane na krótkim kanale spinającym nawiew z powrotem. Do zaworu nawilżacza doprowadzona jest pod ciśnieniem woda z sieci. Zawór sterowany jest higrostatem, którego czujnik montujemy np. w kanale.
Jeśli wilgotność spada poniżej zadanej, to zawór się otwiera i wkład nawilżacza nasiąka wodą. Wkład ten jest omywany gorącym powietrzem z kanału nawiewnego w rezultacie czego woda odparowuje i nawilża powietrze do momentu, aż wilgotność osiągnie zadany poziom i zawór się zamknie. Prosty układ, ale niesamowicie skuteczny i dający wspaniały komfort.
Można też , zastosować urządzenia takie jak Daikin Ururu-Sarara lub oczyszczacze Ururu z funkcją nawilżania. Ulotki tych urządzeń można pobrać tutaj.
Na rynku jest również szereg nawilżaczy przenośnych.

A co z naszym salonem i mokrą ścianą?
W dalszej rozmowie okazało się, że ściana szczytowa jest słabo ocieplona. Do tego temperatura w salonie jest na poziomie 18 stopni, bo ciężko jest go ogrzać.
Skoro na ścianie pojawia się punkt rosy, to mamy tylko dwie możliwości.

Pierwsza – podnieść temperaturę ściany, czyli ocieplić ją od zewnątrz lub wewnątrz.
Druga – zmienić wilgotność względną powietrza, a tutaj znowu mamy 2 sposoby.
Albo podniesiemy temperaturę w pokoju, albo wprowadzimy do niego bardziej suche powietrze z zewnątrz czyli usprawnimy wentylację.
Przy słabej wentylacji wilgotność względna powietrza rośnie, bo dokładamy do niego wilgoć, tzw bytową, którą wytwarzamy sami. Oddychamy, myjemy się, pierzemy, gotujemy itd. W pewnym momencie osiągniemy nasycenie 100%.
By wybrać właściwe rozwiązanie wystarczy przeprowadzić proste pomiary.
Higrometrem trzeba zmierzyć wilgotność – znajdziemy go w większości stacji pogodowych
Pirometrem trzeba zmierzyć temperaturę ściany – można go już kupić za 100-200 zł
Termometrem trzeba zmierzyć temperaturę w pokoju.
I te dane trzeba nanieść na wykres Molliera.
Rozwiązanie pojawi nam się samo 🙂

13 myśli nt. „O wilgoci, wilgotności i komforcie

  1. Teves

    Bardzo ciekawie pisany blog – podoba mi się takie podejście do biznesu: “Nie boje się, że się czego ode mnie nauczysz, bo prócz wiedzy mam doświadczenie. Jeśli zaś klient bezie wyedukowany mnie też będzie łatwiej przekonać go do moich rozwiązań”
    BTW
    Mogę prosić o jakiegoś linka do tych prostych nawilżaczy ?

    Odpowiedz
  2. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Cieszę się, że moje podejście Ci odpowiada, bo dokładnie tak rozumiem relacje z klientem.
    Wiedza instalacyjna nie jest wiedzą tajemną. Od stwierdzenia “wiem jak się montuje grzejnik” do faktu “umiem zamontować grzejnik” droga jest daleka.
    A co do “prostych” nawilżaczy – jeśli chodzi o urządzenia obejściowe stosowane w układach kanałowych, to muszę odesłać na stronę konkurencji http://www.eurohvac.com; (w wyszukiwarce tej stronki wpisz nawilżacz); ale pomyślę też o jakiejś stronce u nas 🙂
    Natomiast rynek nawilżaczy przenośnych zdominowany jest przez markety. To chińskie tanie urządzenia od 100 zł wzwyż. Przeważnie 100-200 zł
    Można wejść na http://www.euro.com.pl/nawilzacze.bhtml czy też znaleźć dowolny sklep internetowy. Każdy market ma je w ofercie.

    Odpowiedz
  3. Pingback: Koszt odzysku ciepła czyli po co jest potrzebna nagrzewnica w centrali | PORTALINSTALACYJNY.pl

  4. wp44

    Kolego, jest mi bardzo przykro, ale proces chłodzenia niezupełnie wygląda tak, jak to opisałeś. Przede wszystkim należy rozróżnic dwa przypadki: a) kiedy temp. ścianki chłodnicy jest wyższa od tr powietrza (tsc > tr) – wtedy mamy tzw. chłodzenie suche i rzeczywiście na wykresie obrazuje to linia pionowa w dół, ale… b) kiedy temp. ścianki chłodnicy jest niższa od tr powietrza (tsc < tr) – wtedy mamy do czynienia z chłodzeniem mokrym, czyli takim, w którym procesowi towarzyszy wyrkaplanie wilgoci, a w konsekwencji osuszanie powietrza. I taki proces nie wygląda jak ten łamaniec, który narysowałeś, lecz jest realizowany po prostej łączącej punkty Ppokój i tść/RH100 %.

    Przy takim chłodzeniu przy tść < tr mamy de facto do czynienia z mieszaniem dwóch strumieni powietrza – jednym, który ma bezpośredni kontakt ze ścianką chłodnicy i drugim, który niejako omija chłodnicę wewnętrznym by-passem bez zmiany stanu.

    Mamy tu dwa wskaźniki przemiany chłodzenia: CF (contact factor), który odzwierciedla udział powietrza mającego kontakt z chłodnicą w całej masie powietrza oraz BF (by-pass factor) – obrazuje udział powietrza omijającego chłodnicę w tej masie. Jak się nietrudno domyślić, jeden współczynnik jest odwrotnością drugiego.

    Podsumowując, taki proces, który nakreśliłeś, jest niemożliwy do zrealizowania w praktyce. Musiałyby być dwie chłodnice, jedna za drugą, gdzie ta pierwsza schłodziłaby powietrze dokładnie do stanu nasycenia (pionowo w dół do linii fi=100%), a następnie druga chłodnica, gdzie byłoby wykraplanie wilgoci. Ale nawet wtedy to by nie wyglądało tak, jak narysowałeś, tylko znowu po prostej łączącej punkt stanu powietrza z tść, co oznacza, że linia przechodziłaby przez obszar zamglony.

    OWK!
    A raczej HOWK!

    Odpowiedz
    1. wp44

      Aha, precyzując: taka chłodnica, która mogłaby idealnie schłodzić powietrze do stanu nasycenia również nie istnieje w praktyce, bo zawsze powietrze przepływające będzie się składało niejako z dwóch strumieni: w warstwie przyściennej chłodnicy i omijającego tę warstwę przyścienną. Jeśli nawet zapewnimy tścianki dokładnie w tr.

      Pozdr.

      Odpowiedz
  5. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Hey, dzięki za komentarz, ale nie musi Ci być przykro 🙂 Oczywiście, że realne procesy zachodzące wewnątrz urządzeń  wyglądają nieco inaczej. Podobnie jest z wykresem pracy pompy ciepła, który pokazałem w innym wpisie (przegrzanie, przechłodzenie itd). Ale ten blog, to nie jest akademicki podręcznik klimatyzacji. Cel tego wpisu jest taki, by przeciętny czytelnik czy użytkownik klimatyzatora zrozumiał, co to jest wilgotność powietrza, co to jest punkt rosy i na czym w każdym klimatyzatorze polega funkcja osuszania powietrza oraz że wilgotność (względna) jest funkcją temperatury powietrza. I ten wykres to świenie ilustruje, bez wprowadzania pojęć CF czy BF.

    pzdr

    Odpowiedz
    1. wp44

      Ja rozumiem, że blog piszesz nie dla fachowców z branży, którzy przecież nie potrzebują Twojego bloga, lecz dla – że tak to ujmę – szerokiej publiczności. Moja wzmianka o współczynnikach była komentarzem dla Ciebie, a nie dla Twoich czytelników, więc nie ma obawy, że coś się tu zmieni w podręcznik, czy wykład akademicki.

      Niemniej, napisałeś w tekście: “Jak pokazałem na wykresie, schładzanie powietrza odbywa się jakby dwuetapowo. Z wykropleniem wilgoci i bez.” ilustrując to przebiegiem przemiany na i-x (albo h-x, jak kto woli). Otóż ani to zdanie nie jest prawdziwe, ani przebieg tej przemiany nie jest taki, jak go nakreśliłeś.

      Blog nie jest podręcznikiem akademickim klimatyzacji, a jednocześnie kreślisz przemiany powietrza na wykresie Molliera, nie wiadomo po co. Chyba nie oczekujesz, że tzw. “zwykli” klienci od momentu przeczytania Twojego tekstu teraz będą kupować urządzenia wentylacyjne/klimatyzacyjne na podstawie szczegółowych analiz procesów przemiany powietrza wilgotnego i z Mollierem pod pachą?

      Niezależnie od wszystkiego, czy to jest podręcznik akademicki, czy popularny tekst dla szeroko rozumianego odbiorcy, to przecież informacje w nim zawarte powinny być prawdziwe. Nie czepiałbym się na Twoim miejscu współczynników bf, czy cf, bo równie dobrze mogłem o nich w ogóle nie wspominać i nie zmieniłoby to sensu mojego komentarza. A wtedy czego byś się czepił, miły Kolego?

      Nie mieszałbym tu również różnych zagadnień, typu wykres pracy pompy ciepła. Nie czytałem wpisu, który przywołujesz, nie planuję też rozczytywać się w Twoich wpisach. W ogóle trafiłem w to miejsce przypadkowo, wyszukując czegoś zupełnie innego i tak po spojrzeniu na powyższy wykres trochę mi “zgrzytnęło”. Nic więcej.

      Pozdrawiam.

      Odpowiedz
  6. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Jeszcze raz. Masz oczywiście rację. Rzeczywista przemiana powietrza tak w chłodnicy nie wygląda i jest o wiele bardziej skomplikowana. Rozumiem też, że odbierasz to jako nierzetelność i podawanie nieprawdy. Posypuję głowę popiołem. BTW, jeśli prześlesz mi szkic pełnej przemiany powietrza, to chętnie go na blogu zamieszczę wraz z twoim komentarzem. 
    Pytasz po co ten wykres i do tego nie taki jak ma być? Czy na podstawie tego wykresu ludzie kupią klimatyzator? Oczywiście, że nie. Ale spójrz na to nieco inaczej. Ludzie użytkują urządzenia klimatyzacyjne.
    Ten „łamaniec”,  jak go określiłeś, choć odbiega w środku od rzeczywistości, to w bardzo prosty tłumaczy co to jest punkt rosy, skąd się bierze i dlaczego na szybach w kuchni pojawia się para. A każdy, kto rozumie, czym jest wykres w ogóle, patrząc na tego „łamańca”, będzie wiedział, dlaczego pojawia się punkt rosy i kiedy pojawi się u niego. I bez tego wykresu, trudno jest to pokazać.
    Zdziwiłbyś się, ale użytkownicy zadają pytania, odpowiedzi na które, wydawać się mogą dla osoby z branży oczywiste. A dla pytającego, takie już nie są. I trzeba je w prosty sposób wyjaśnić.
    Np. rozciekła? mi się podłogówka i mam na posadzce wodę (a posadzką chłodzi). A skoro tak, to jak mam nią chłodzić, żeby wody nie było?
    Popsuła mi się klima – bo z niej cieknie. 
    Popsuła mi się klima – jeszcze tydzień temu normalnie pracowała i stale kapała z niej woda, a teraz prawie wcale nie kapie.
    Na czym polega w pilocie funkcja osuszania. A co w ulotce klimatyzatora znaczy moc jawna, a co całkowita, a co elektryczna. 
    Policzyłem sobie na formularzu w sieci, że do pokoju potrzebuję klimę 2670 Wat – to którą moc mam brać. itd, itp.
    Razi Cię moje wyjaśnienie i to uproszczenie, które zrobiłem – wybacz proszę, masz rację i pełne prawo do takiego komentarza. 
    Ale powtarzam, prześlij szkic  – od razu go zamieszczę 🙂

     

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.