СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

   Главная - Разное - Расчёт эффективности использования увлажнителя воздуха в качестве кондиционера

Расчёт эффективности использования увлажнителя воздуха в качестве кондиционера

Предисловие

Сначала - немного о теории применения увлажнителя воздуха в качестве кондиционера для снижения температуры в помещении.

Как известно из физики, при испарении вода отнимает тепло от жидкости. Это происходит из-за того, что жидкость покидают наиболее быстрые (т.е. горячие) молекулы, и температура оставшейся жидкости падает. Причём и эти "горячие" молекулы при отрыве теряют энергию, так что в результате охлаждается всё и сразу. Закон сохранения энергии при этом не нарушается: кинетическая энергия молекул переходит в потенциальную энергию пара (она снова может выделиться, если пар начнёт конденсироваться на какой-либо поверхности).

Причём, для воды теплота парообразования - просто огромна, и составляет 2.44 МегаДжоуля на килограмм (при температуре воздуха 25 градусов)!

Грешно было бы не воспользоваться этим физическим эффектом для охлаждения помещения в жаркий день.

Но насколько будет заметен эффект охлаждения по сравнению с обычным кондиционером?! Поскольку чувства нас часто обманывают, не будем им доверяться, а сделаем научно-обоснованный расчёт.
 

Расчёт эквивалентной мощности охлаждения при применении увлажнителя в качестве кондиционера

Сразу надо сказать, что расчёт будет проведён для ультразвукового увлажнителя, дающего холодный пар. Увлажнители, дающие горячий пар (нагревательные), естественно, будут нагревать помещение, а не охлаждать его.

Общая методика такова.

Рассчитываем, сколько тепла отнимет испарившаяся вода за час (исходя из производительности увлажнителя). Затем пересчитываем это тепло в мощность (просто поделив на число секунд в часе). Затем вычитаем из этой величины мощность, потребляемую увлажнителем из сети (ибо она не охлаждает воздух, а нагревает его).

После сравниваем полученную мощность охлаждения с мощностью типового кондиционера для комнат среднего размера (20 - 30 кв. м). В результате будем знать, насколько увлажнитель можно сравнить по эффекту с кондиционером - существенно, или же пренебрежимо мало.

Идём по пунктам. В качестве увлажнителя использован аппарат, изображенный на первом фото в статье, это - Boneco 7135 (в настоящее время снят с производства, но в продаже есть множество других моделей).

1. Оцениваем производительность увлажнителя. Паспортная производительность составляет 400-550 г/час. Учитывая склонность производителей техники к завышению характеристик, для расчётов возьмём нижнюю границу - 400 г/час (вряд ли ошибёмся).

2. Теплота образования пара за час составляет, таким образом, 0.4 кг * 2440000 Дж/кг = 976000 Дж (т.е. умножили массу пара на удельную теплоту его образования).

3. Определяем эквивалентную мощность охлаждения, для этого делим полученную в предыдущем пункте теплоту образования пара за час на количество секунд в часе:  976000 Дж / 3600 с = 271.1 Вт.

4. Измеряем ваттметром мощность, потребляемую увлажнителем, она составила 38 Вт.

5. Вычитаем из мощности охлаждения потребляемую мощность, получаем реальную эффективную мощность охлаждения в 233 Вт.

6. Находим по техническим характеристикам кондиционеров для комнат средней площади их мощность охлаждения. Она для большинства моделей составляет 2 кВт.

7. Определяем, что мощность охлаждения увлажнителя составляет от мощности охлаждения кондиционера величину 233 Вт / 2000 Вт = 11.6%.

Итак, эффективность увлажнителя составляет примерно 12% от эффективности типового кондиционера, т.е. по производству холода увлажнитель примерно в 8-9 раз слабее кондиционера. Это - немного, но и пренебрегать такой величиной тоже нельзя. Явная польза есть!

Тепловой снимок показывает, что, действительно из "носика" увлажнителя идёт поток прохладного воздуха:

Измерение температуры в потоке тумана из увлажнителя показало, что он на 5 градусов прохладнее, чем воздух в помещении. Возможно, результат был бы лучше, если засыпать в резервуар воды в увлажнителе кубики льда из морозильника; но эффект этот был бы краткосрочным (пока кубики не растают).

В следующей главе разберёмся, почему же не всегда есть смысл пользоваться увлажнителем вместо кондиционера.
 

Почему не всегда можно пользоваться увлажнителем для охлаждения помещения

Небольшой экскурс в биологию.

Для твёрдых предметов совершенно безразлична влажность воздуха. Какова температура окружающего воздуха, такова и температура твёрдых тел в установившемся режиме.

Но человек и домашние животные - не твёрдые тела, а жидкие! Мы примерно на 70% состоим из воды; водный обмен является необходимым для нашего функционирования. В том числе и водный обмен путем потообразования участвует в температурной регуляции организма.

Если становится жарче, то потовыделение усиливается, следом увеличивается испаряемость с поверхности тела, и тело охлаждается (в точности, как работает охлаждение с помощью увлажнителя, описанное в этом материале!).

Теперь - внимание! Испарение воды (пота в данном случае) идёт тем быстрее, чем суше окружающий воздух (это закон физики).

Метеорологи даже ввели такую характеристику - ощущаемая температура воздуха. Чем выше влажность воздуха, тем выше и ощущаемая температура. В Сети есть даже калькулятор "ощущаемой" температуры, учитывающий её зависимость от влажности.

И вот здесь мы вспоминаем, что увлажнитель воздуха не только охлаждает воздух в помещении, но и работает по своему прямому назначению - увлажняет его!

И эта его работа действует в противоположном направлении - повышает ощущаемую температуру.

В большинстве публикаций оптимальная для человека влажность указывается в пределах 40-60%. Соответственно, если в результате работы увлажнителя влажность повысится выше 60%, то его работа из полезной превратится в бесполезную: охлаждение воздуха будет снижать ощущаемую температуру, а повышение влажности - увеличивать. Повышение влажности может создать реальный дискомфорт: даже небольшая физическая активность будет приводить к обильному потовыделению, который уже не будет испаряться, а будет растекаться по телу. Оно нам надо?!

Мораль: при использовании увлажнителя в качестве кондиционера надо контролировать влажность в помещении; и при высокой влажности, увы, таким способом пользоваться нельзя.

Идеальное время суток для такого использования увлажнителя - это вечерне-ночное проветривание помещения. В этом случае образовавшаяся дополнительная влажность будет выходить на улицу; а помещение будет охлаждаться двумя способами сразу - и за счёт притока прохладного воздуха с улицы, и за счёт работы увлажнителя.
 

Окончательный диагноз

При низкой и средней влажности воздуха в помещении увлажнитель, действительно, может работать в качестве кондиционера. Его действие будет в разы слабее, чем типового кондиционера; но в периоды жаркой погоды даже таким не слишком большим эффектом пренебрегать нельзя.

При высокой влажности воздуха таким способом охлаждения нет смысла пользоваться: ощущение духоты воздуха никуда не денется. По этой же причине нет смысла включать сразу несколько увлажнителей воздуха: они слишком быстро поднимут влажность воздуха со всеми описанными выше последствиями (по крайней мере, так будет в небольшом или плохо проветриваемом помещении).

Кстати, в продаже есть даже серийно выпускаемые комбинированные аппараты "вентилятор - кондиционер - увлажнитель воздуха", например, этот или этот . Реклама. ООО «Яндекс Маркет», ИНН 9704254424.

Но производительность этих аппаратов в разы ниже, чем у увлажнителей, подобных рассмотренному здесь в качестве примера. Так что они подойдут только для создания персонального микроклимата вблизи пользователя; а для охлаждения всего помещения в целом не подойдут.

Всем спасибо за внимание!

Дополнительно - статья: Охлаждение без кондиционера в помещении (о других способах охлаждения в помещении без применения кондиционера)
 

Перейти на Главную

  Ваш Доктор.
 11 июня 2025 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!  Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них