Как работает увлажнитель воздуха? Как контролировать влажность, обзор моделей + видео

Как работает увлажнитель воздуха, рассказываем простыми словами. Как правильно выбрать увлажнитель воздуха и сэкономить деньги, краткий обзор увлажнителей + видео.

Оптимальная влажность воздуха в жилых помещениях дома или квартиры – не менее важная составляющая комфортного микроклимата, чем температура, качественное освещение и постоянный воздухообмен. Многие упускают это из виду, тем самым допуская очень серьезную ошибку.

Что делать, если уровень относительной влажности не соответствует даже нижней границе нормы? Терпеть? – это не выход, так как последствия такого бездействия могут быть весьма серьезными. Значит, этот уровень необходимо повышать каким-то «искусственным» способом. Для этого существуют специальные приборы – бытовые увлажнители.

Что такое увлажнитель воздуха?

Увлажнитель воздуха — климатический прибор, использующийся в первую очередь для повышения влажности воздуха в помещениях. Функциональность увлажнения также может присутствовать в сложных приборах кондиционирования воздуха и вентиляции. В свою очередь, в увлажнителях может присутствовать дополнительная функциональность — нагревание или охлаждение воздуха, очистка воздуха от нежелательных примесей, обогащение воздуха желательными компонентами, удержание заданного уровня влажности и др. Wikipedia

Для чего необходимо поддерживать нормальный уровень влажности?

Нормальные показатели влажности 

В воздухе, который нас окружает, всегда содержится определение количество водяного пара. Именно его концентрация и предопределяет показатель влажности.

Измерять влажность можно в абсолютных и относительных величинах.

• Абсолютная – это не что иное, как плотность водяного пара, то есть его масса на единицу объёма воздуха. Соответственно, и единицами измерения являются граммы на кубометр (г/м³). Но в практическом приложении значение абсолютной влажности неудобно – оно ни о чем простому человеку не скажет.
• Относительная влажность показывает, какое на текущий момент содержание водяного пара в воздухе наличествует по отношению к максимально возможному (насыщенному). Дело в том, что накопление пара в воздухе не может быть беспредельным. Существует так называемый порог насыщения, выше которого начинается конденсация, то есть превращения пара в воду (выпадение росы). Этот порог насыщения зависит от температуры воздуха и атмосферного давления.

Само по себе определение «относительная» говорит о том, что исчисляется такая влажность в долевых единицах, а конкретно – в процентах. Вот с такой величиной иметь дело очень просто – сразу понятно, соответствует ли она границам оптимального уровня влажности.

А какой он, этот уровень оптимальной влажности?

Эти границы установлены путем многолетних исследований и наблюдений специалистами в области физики, медицины, физиологии, климатологии и других смежных дисциплин. И в настоящее время оптимальные показатели прописаны в нескольких документах. В частности, их можно найти в санитарных и строительных правилах и нормах (СанПиН и СНиП).

Для жилых помещений в зимнее время нормальным считается диапазон относительной влажности от 30 до 45% (допустимый верхний предел – 60%), летом — от 30 до 60% (65%).

Надо заметить, что физиологи и медики все же критикуют эту нижнюю границу в 30%, считая такой уровень влажности недостаточным для комфортного микроклимата. И их рекомендации сводятся к тому, что в течение всего года желательно поддерживать стабильный уровень в рамках 40÷60%.

Некоторые особенности может иметь этот показатель в детских комнатах. Малыши, особенно на первых годах развития, очень уязвимы к недостаточной влажности – в таких условиях велик риск пересыхания слизистых оболочек в носоглотке ребенка, что часто вызывает развитие инфекций. Поэтому в комнате малыша оптимальной будет влажность в 50÷60%. А некоторые педиатры советуют для заболевшего ребенка поднимать влажность даже до 65÷70% при температуре в комнате не выше +23÷24 ℃.

И повышенная и недостаточная влажность по-своему негативно влияет на комфортность микроклимата. Но в разрезе настоящей публикации нас волнует больше именно ее недостаточность.

Влажность ниже 30% создает в помещениях некое подобие «пустынных» условий.  Со всеми вытекающими последствиями:

Цены на увлажнители воздуха

• У людей отмечается сухость во рту, постоянное ощущения жажды.
• Значительно снижается усвоение организмом кислорода, что сказывается на затруднённости дыхания, быстрой утомляемости.
• Из-за сухости воздуха могут отмечаться разрежения на слизистой оболочке глаз, вплоть до появления ощущений рези.
• Велика вероятность появления головных болей, раздражительности, снижения внимания, хронического недосыпания. Дети могут реагировать на недостаток влажности приступами труднообъяснимой капризности.
• Особо опасна недостаточная влажность для людей, страдающих хроническими заболеваниями органов дыхания или предрасположенных к аллергическим реакциям. Причина банальна – сухой воздух всегда провоцирует повышение запылённости помещений.
• Плохо развиваются или вовсе погибают комнатные растения.
• Ничего хорошего не несет низкая влажность и для предметов мебели, деревянных изделий, в том числе напольных покрытий – паркета, натуральных досок, ламината. Такие условия вызывают пересыхание с последующей возможной деформацией, растрескиванием, расхождением соединительных узлов и т.п.
• Сухая атмосфера в комнате – это условия для накопления значительных электростатических зарядов.

Надо сказать, что пониженная влажность – явление нередкое. Особенно в зимнее время, когда «законопачены» окна, вовсю «жарят» радиаторы отопления, а иногда им на помощь включаются еще и электрические обогреватели. В такой «Сахаре» создание комфортного микроклимата превращается в немалую проблему.

Как контролировать уровень влажности в помещениях?

Об этом вкратце тоже стоит упомянуть.

Чтобы предпринимать те или иные меры для достижения оптимального микроклимата, необходимо, как минимум, знать исходные условия. То есть текущие показания уровня относительной влажности.

В наше время проблем с этим быть не должно. В продаже представлено великое разнообразие приборов-гигрометров, различающихся принципом действия, размерами, формами и внешним оформлением, индикацией показаний, точностью, стоимостью. Наличие этого полезного устройства в квартире или доме (а лучше – в каждой из жилых комнат) должно быть нормой, так же, как наличие термометра. Кстати, эти два прибора очень часто объединяются в одном.

Наиболее точные показания влажности дают приборы психрометрического типа, несмотря на предельную простоту своего устройства. Это – два обычных расположенных рядом спиртовых или ртутных термометра. Причем, у одного из них колба открытая, то есть он показывает реальную температуру в помещении. А у второго – колба всегда в увлаженном состоянии, обернута в тканевый чехол, опущенный в емкость с водой.  

Испарение воды всегда сопровождается охлаждением поверхности. А интенсивность естественного испарения зависит от температуры, атмосферного давления и, главное, от уже имеющейся влажности воздуха. То есть, имея показания «сухого» и «мокрого» термометров, можно очень точно определить уровень влажности. Для этого имеются специальные психрометрические формулы и готовые таблицы.

Если в доме или квартире нет прибора измерения относительной влажности, то вполне можно очень точно найти ее значение, используя эту психрометрическую схему. Достаточно иметь два одинаковых термометра, которые следует выложить на столе (не на сквозняке и не в секторе попадания прямых солнечных лучей из окна) на 15 минут. Один – с открытой колбой, второй – с обёрнутой кусочком намоченной в воде комнатной температуры ткани.

По большому счету, можно обойтись даже одним термометром. Сначала просто измерить температуру воздуха в комнате. А затем, оставив термометр на том же месте, обернуть его колбу во влажную ткань, и через 15 минут снять второе значение.

Имея эти два показателя температуры, можно определить и относительную влажность. Значение будет максимально точным, если принять в расчет еще и атмосферное давление (по барометру, если он имеется, или по текущей метеосводке для своего населенного пункта – несложно найти на специальном сайте).

А провести точный расчет поможет предлагаемый онлайн-калькулятор:

Калькулятор для определения относительной влажности по самодельному психрометру

Перейти к расчётам

Если измерения проведены правильно, то за точность подученного значения влажности можно не переживать – вплоть до десятых долей процента.

Приборы для поднятия относительной влажности – увлажнители воздуха

Итак, если в помещении по всем признакам ощущается или же показаниями приборов выявлена недостаточность относительной влажности, следует принимать адекватные меры.

Существует немало способов борьбы с пересушенным воздухом. Так, издавна практикуется развешивание мокрой ткани на радиаторах отопления или даже просто на натянутых веревках. Около батарей или на подоконниках над ними устанавливаются на ночь открытые сосуды, наполненные водой. Некоторые электрические обогревательные приборы имеют в своей конструкции специальную емкость для испарения воды.

Помогают в деле нормализации влажности крупные аквариумы. Способствует этому и увеличение количества комнатных растений.

Но очень часто все перечисленное – не более чем полумеры. И добиться такими способами оптимального уровня влажности все же не удается. Да и не слишком эстетично, наверное, выглядят развешенные мокрые тряпки или расставленные банки и ведра. Значит, нужно всерьез задуматься о приобретении специального прибора – увлажнителя воздуха.

Такие приборы представлены в продаже в немалом разнообразии. Причем, это касается не только, да и не столько каких-то внешних данных. Прежде всего разница кроется в принципе работы увлажнителя воздуха. И по этому критерию различают несколько групп:

• Приборы, работающие по принципу естественного испарения воды.
• Увлажнители с термическим парообразованием.
• Ультразвуковые приборы.
• Увлажнители – мойки воздуха.
• Сложные климатические приборы, сочетающие увлажнение с глубокой очисткой воздуха.

Давайте познакомимся с принципом работы разных типов увлажнителя, с их достоинствами и недостатками.

Увлажнители с естественным испарением (традиционные)

Это – наиболее простые по конструкции приборы. В них не предусмотрено никакого парогенератора – испарение воды осуществляется обычным путем и при комнатной температуре.

Формы, размеры, компоновка могут быть разными. Но всегда выдерживается базовый принцип устройства и работы, который можно рассмотреть на следующей схеме.

Вся конструкция скомпонована в корпусе прибора (поз. 1), которому очень часто придается какая-то оригинальная форма и внешнее оформление. Так, чтобы прибор одновременно служил и своеобразным декоративным предметом интерьера.

Внутри корпуса располагается бак для заливки чистой воды (поз. 2). В бак опускается блок поплавочного типа (поз. 3), на котором закрепляются фильтрующие элементы — картридж или сменные вкладыши из пористого, воздухопроницаемого гигроскопичного материала (поз. 4). Поплавочный блок устроен таким образом, что эти фильтры постоянно примерно на одну треть погружены в воду. Таким образом, за счет капиллярности они всегда находятся во влажном состоянии.

Снизу размещен вентилятор (поз. 5). Его задача – создание потока воздуха, который поступает через заборные отверстия в нижней части корпуса (поз. 6). Далее, этот поток проходит сквозь губчатый влажный материал фильтра, где довольно эффективно очищается от пыли. После этого, уже получив увлажнение в фильтрующих элементах, воздух дополнительно подхватывает водяной пар из емкости с водой (где происходит естественное испарение), и через выходные сопла или отверстия (поз. 7) поступает в помещение.

Таким образом, одновременно происходит и увлажнение, и  какая-никакая очистка воздуха.

Кроме того, такие приборы могут дополнительно оснащаться ионизаторами и (или) ароматизаторами воздуха, фильтрам или картриджам нередко обеспечивается антисептическая пропитка, позволяющая успешно противостоять распространению некоторых патогенных бактерий.

Так как парообразование происходит естественным путем, уровень относительной влажности в комнате невозможно поднять выше определенного предела, порядка 60%. По сути, работает принцип саморегуляции. То есть по мере поднятия уровня производительность прибора падает, и в определенный момент, даже включённый в сеть, он начинает практически работать вхолостую.

Очень часто такие увлажнители устанавливают неподалеку от обогревательных приборов – для активизации процесса испарения воды.

Что можно сказать о достоинствах и недостатках приборов такого принципа работы:

Одним словом, подобные приборы будут хороши для постоянной работы для поддержания относительной влажности на оптимальном уровне в достаточно благоприятных исходных условиях. Например, отлично подойдут для детской комнаты, тем более что они обеспечивают максимальный уровень безопасности.

А вот справится ли такой прибор с выраженно низкой, «пустынной» влажностью – еще очень большой вопрос…

Увлажнители с тепловой генерацией пара

Как функционирует такой увлажнитель — легко понять, просто посмотрев на работу электрического чайника или даже просто на кастрюлю с водой, поставленную на плиту. Генерация пара происходит вследствие термического воздействия на воду, проще говоря – ее нагрева до стадии кипения.

Смотрим на несколько упрощенную схему:

В корпусе прибора (поз. 1) размещен достаточно объёмный бак для воды (поз. 2). Оттуда вода через ниппельное устройство (поз. 3) самотеком поступает в расположенный снизу поддон (поз. 4), откуда постепенно перетекает в камеру парообразования, где расположен нагревательный элемент (поз. 5). Устройство этого нагревателя может быть различным.

Нагрев постоянно пополняющегося в камере, но при этом — всегда небольшого объёма воды происходит очень быстро и сопровождается вскипанием с активным переходом ее в парообразное состояние. Полученный пар поднимается по вертикальной направляющей камере (поз. 6), несколько теряя в своей небезопасной температуре, и через направляющее сопло или отверстие (поз. 7) поступает в помещение.

Принудительного воздействия не требуется – движение воды и пара происходит исключительно по законам термодинамики. Схема очень эффективна и производительна – даже небольшие по габаритам приборы подобного класса способны испарить не менее 700 мл воды в час. Нет никаких ограничений по верхнему пределу влажности – такой прибор вполне справится с задачей даже в оранжерее с тропическими растениями.

Поговорим о достоинствах и недостатках этой группы приборов.

К их очевидным преимуществам и недостаткам можно отнести следующее:

Эта проблема решается во многих моделях наличием гигростата – встроенного прибора, отслеживающего уровень влажности в комнате и дающего команду на включение-выключение питания в зависимости от предварительно выставленных значений. Такое усовершенствование, правда, делает увлажнитель дороже.

• Работа нагревательных элементов требует немалого расхода электроэнергии.
• Нагрев воды до высоких температур сопровождается появлением накипи. То есть придётся или использовать прошедшую подготовку воду, или, если заливается обычная водопроводная — довольно часто проводить очистку от таких отложений. Наче накипь забьёт внутренние каналы, выведет из строя нагревательные элементы.
• Такая схема не предусматривает возможности очистки воздуха.
• При работе парогенератора может издаваться довольно чувствительный шум – бурление вскипающей воды.
• Приборы небезопасны, особенно для любопытных детей. Есть вероятность обжечься паром или горячей водой в случае случайного опрокидывания увлажнителя.

Одним словом, такой увлажнитель в большей мере подойдёт для специфических условий, например, оранжереи. Или же, если он устанавливается в жилой комнате – требуется наличие гигростата, иначе можно потерять контроль над создаваемым уровнем влажности.  Такое устройство – датчик влажности, можно приобрести и отдельно.

Однозначно не стоит приобретать подобный увлажнитель для детской комнаты – по причине немалой потенциальной опасности, о чем говорилось выше.

Ультразвуковые увлажнители воздуха

Приборы такого типа в настоящее время – наиболее распространенные. Это и неудивительно – в них сочетается компактность, высокая производительность, экономичность в работе.

Как устроен и работает ультразвуковой увлажнитель?

Цены на ультразвуковые увлажнители воздуха

Прибор обычно состоит из двух разъёмных частей. Верхняя (поз. 1) в обязательном порядке включает емкость для заливки воды (поз. 2), необходимой для генерации пара.

В качественных моделях вода, прежде чем попасть в парогенератор, проходит через картридж-фильтр, умягчающий ее, то есть избавляющий от солей жесткости. Кроме того, могут предусматриваться и иные фильтрующие и очистные устройства, например, производящие обеззараживание воды.

Профильтрованная, прошедшая через картридж вода поступает через клапанное устройство (поз. 4) в нижнюю часть прибора (поз. 5). Там организованы каналы для ее постепенного перетекания в камеру генерации пара (поз. 6).

Основным элементов этого генератора является специальная мембрана (поз. 7), которая при подаче питания начинает вибрировать с частотами, сравнимыми с практически не воспринимаемым органами чувств человека ультразвуком. Такое воздействие на воду оборачивается тем, что она из жидкого состояния взбивается в густой туман из мельчайших раздробленных капелек.  Этот плотный пар подхватывается воздушным потоком, создаваемым расположенным снизу вентилятором (поз. 8) с очень незначительными показателями мощности.

Ультразвуковой увлажнитель со снятым верхним баком. Хорошо показана работа мембраны – над ней образуется плотный туман из распылённой на мельчайшие капельки воды.

Паровоздушная смесь проходит по предусмотренному для нее каналу (поз. 9) и через одно или несколько сопел (поз. 10) отдается в помещение. В итоге работа такого увлажнителя очень хорошо видна визуально – из него выходит струя пара, которым, впрочем, невозможно обжечься, так как его температура мало отличается от комнатной.

К преимуществам и недостаткам подобных приборов для увлажнения воздуха относят следующее:

Уже говорилось, что дорогостоящие модели часто оснащаются целым каскадом фильтров, в число которых входит и умягчитель. Но подобные картриджи при постоянной эксплуатации увлажнителя довольно быстро вырабатывают свой ресурс и требуют регулярной замены. И при этом – стоимость у них немалая. То есть эксплуатационные расходы тоже станут весьма значительными.

В недорогих моделях и такого может не быть. Просто производитель дает рекомендации использовать дистиллированную воду. Но она тоже – недешевое удовольствие.

Альтернативой в качестве источника воды может стать фильтрующая система с модулем обратного осмоса. Такая вода действительно подойдет, но забирать ее для наполнения увлажнителя необходимо не на самом выходе, а до минерализатора, который обычно стоит финишным модулем в подобных системах.

Одним словом, хлопот с заправкой такого увлажнителя может быть немало.

Кстати, судя по отзывам пользователей, просто смягчение воды, например, в ионообменной колонне, иногда не дает нужного результата. И даже более того – отмечены случаи, что при использовании такой воды у предрасположенных людей проявились очень серьезные астматические приступы. Так что – или дистиллированная вода, или прошедшая глубокую очистку.

• Стоимость качественных ультразвуковых увлажнителей – весьма высокая. Немало в продаже и дешевых, симпатичных внешне моделей, но они, как правило, не имеют качественных встроенных фильтров – смотри выше. Кроме того – у них имеется и еще один «недуг».
• Эту претензию высказывают некоторые владельцы недорогих ультразвуковых увлажнителей. Бак для воды во многих моделях представляет собой неразборную конструкцию с узким заливным отверстием, которую чрезвычайно сложно обслуживать. Имеется масса «потаённых уголков», куда добраться трудно или вовсе невозможно. А ведь это со временем может стать очагом развития плесени. И ее споры, вместе с сопутствующими всегда в этом деле бактериями, вместе с водной дисперсией распространяются по помещению.

Казалось бы, от такого поражения нужно применять специальные составы — все эти участки обработать фунгицидами, а затем, после оттирания налета – обильно прополоскать кипяченой или дистиллированной водой. Но туда – просто не добраться, даже если применяется причудливо изогнутый ершик. А ведь если после обработки не выполнить такого гарантированно качественного полоскания, то вместе с паром в атмосферу комнаты будут выбрасываться и эти самые фунгициды, в чем тоже мало радости.

Одним словом, есть над чем подумать при выборе.

Мойки воздуха

Такие приборы – это уже не столько увлажнители, сколько очистители воздуха. Да, они способны поднимать уровень относительной влажности, но только за счет естественного испарения воды.

Их иногда с иронией сравнивают в плане увлажнения с обычным «ведром воды», поставленным в помещении. Это, конечно, не так. Если площадь испарения просто в открытой емкости ограничивается «зеркалом» воды, то здесь особая конструкция существенно повышает эту площадь. И такая мойка, не используя никаких принципов принудительного парообразования, способна испарить в течение дня от 8 до 12 литров воды. Немало!

Смотрим на принцип устройства и работы.

Прибор собран в разборном корпусе (поз. 1). В верхней его части расположен электропривод с довольно мощным вентилятором (поз. 2). Его предназначение – забор воздуха их помещения и его нагнетание в камеру для очистки и увлажнения.

Эта камера расположена в нижней части корпуса (поз. 3), в которой внутри имеется объемный поддон для воды (поз. 4). А главным рабочим узлом прибора является барабан кассетного типа (поз. 5), набранный из множества пластиковых дисков, имеющих особый рельеф поверхностей, способствующий максимальному захвату воды при вращении. Этот барабан расположен на оси, таким образом, чтобы примерно нижняя его треть была погружена в заполненный водой поддон.

При включении электропривода вращение передаётся на вентилятор и одновременно, через кинематическую передачу – на барабан.

Нагнетаемый сверху воздух проходит между вращающимися пластинами барабана. За счет того, что эти диски-пластины при  вращении активно захватывают воду, достигается очень большая площадь контакта воздуха с водой. Влага, во-первых, связывает пылевые частицы, которые остаются в емкости. Именно за это качество подобный прибор и получил название «мойки воздуха». А во-вторых – за счет естественного испарения происходит насыщение прогоняемого воздуха влагой, что способствует повышению общего уровня относительной влажности в комнате. Очищенный и увлажненный воздух выбрасывается через боковые окна (поз. 6) в пространство помещения.

Схема – очень проста и надежна в работе. Судя по отзывам, многие пользователи, опробовав ранее ультразвуковые увлажнители, впоследствии предпочли все же подобную мойку воздуха как более надежную и простую в эксплуатации и уходе.

К достоинствам  и недостаткам таких приборов можно отнести следующее:

Многофункциональные климатические комплексы

Эта категория приборов рассчитана также не столько на увлажнение, сколько на глубокую очистку воздуха. Но и функция повышения влажности в ней заложена, правда, тоже без использования каких бы то ни было парогенераторов – просто за счет прохождения прогоняемого воздуха через влажную среду.

Но зато такой прибор оснащен целым каскадом фильтров, позволяющих очень качественно очищать воздух от загрязнений различной природы.

Климатические комплексы всегда по максимуму автоматизированы, оснащены датчиками, реагирующими на появление признаков загрязнения или иных аномалий, в том числе – на дым обычный или сигаретный, на повышенную запылённость, на падение уровня влажности. То есть при выявлении подобных признаков блок управление автоматически запустит очистку и увлажнение воздуха.

Компоновка таких очистителей-увлажнителей может быть разной. Просто для примера – приведем схему, чтобы показать принцип выполнения очистки.

В корпусе прибора (поз. 1) расположен вентилятор (поз. 2), обеспечивающий циркуляцию воздуха через систему очистки. Воздух засасывается из помещения через заборные окна или решетку (поз. 3) и сразу попадает в НЕРА-фильтр (поз. 4), очищающие его от частиц пыли и других взвешенных загрязнений. Фильтры обеспечивают очень тонкую очистку, задерживают даже пыльцу растений и споры грибка или плесени.

Далее, воздушный поток проходит через увлажнитель (поз. 6) – пористый фильтр, который опущен в ёмкость с водой (поз. 5). После увлажнения, уже практически на выходе, воздух пропускается через угольный фильтр (поз. 7), устраняющий запахи. И наконец, уже на выходе, может устанавливаться еще и капсула с ароматизаторами воздуха (поз. 8).

Этот каскад может быть еще дополнен ультрафиолетовой обеззараживавшей обработкой, ионизатором или озонатором воздуха.

Преимущества и недостатки таких приборов:

Цены на недорогие увлажнители воздуха

Нет слов, аппаратура очень хорошая и нужная. Другое дело – если требуется только увлажнение воздуха, то приобретение подобного комплекса может показаться роскошью.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, в соответствии с темой публикации были рассмотрены принципы работы различных бытовых приборов, служащих для увлажнения воздуха.  

Безусловно, каждая из разновидностей увлажнителей имеет массу нюансов, которые следует учитывать при выборе подходящей модели. В масштабе одной публикации рассказать про все тонкости, охватить вниманием популярные модели приборов – просто нереально. Правильнее, наверное, было бы каждому из типов посвятить отдельную статью, с обзором топ-новинок, со вдумчивым анализом оставленных пользователями отзывов. Надо полагать, такая информация появится на страницах нашего портала.

А пока, для завершения публикации, посмотрите видеосюжет, в котором предлагают вниманию несколько популярных моделей бытовых увлажнителей.

Видео: краткий обзор популярных моделей увлажнителей воздуха