Параллельно с разработкой и совершенствованием холодильных машин происходило развитие оборудования для обработки воздуха (теплообменники для охлаждения, осушения, увлажнения) и перемещения воздуха и жидкостей (вентиляторы и насосы).
Во многих случаях повышенная относительная влажность воздуха в помещении приводит к накоплению в ограждающих конструкциях влаги, что вызывает их повреждение и разрушение в условиях отрицательных температур наружного воздуха, пониженная относительная влажность воздуха способствует электризации гигроскопичных материалов. Она также неблагоприятно сказывается на хранении материалов и изделий, следствием чего является коррозия металлических изделий, плесень на текстильных материалах и мехах, потеря окраски и появление пятен на упаковках и готовой продукции, слеживание сыпучих пищевых продуктов, разрушение музейных экспонатов и книг в хранилищах. Поддержание заданного значения относительной влажности воздуха в помещениях со значительными влаговыделениями (плавательные бассейны, бани, прачечные, моечные, подвальные помещения с плохой гидроизоляцией, влажные цеха текстильной промышленности, цеха полиграфической промышленности, гальванические цеха, водохозяйственные и гидротехнические помещения, склады материалов, чувствительных к изменению относительной влажности воздуха, зоомагазины и т.д.) вызывает необходимость осушения наружного воздуха в теплое время года, а иногда, по требованию технологического процесса, и круглогодично.
В холодное и переходное время года возникает необходимость в увлажнении наружного воздуха для доведения его до состояния приточного, иногда это требуется для технологического процесса и круглогодично. Для увлажнения воздуха используются: способ механического распыления воды в потоке воздуха, способ, основанный на испарении воды со смоченной поверхности, способ образования тумана путем введения насыщенного пара в поток воздуха, способ создания тумана с использованием ультразвуковых колебаний. К устройствам механического распыления относятся: форсуночные камеры орошения, камеры орошения с воздушно-водяным распылением, камеры орошения с водяным распылением под высоким давлением.
Первое устройство для поддержания заданного значения относительной влажности воздуха путем его осушения было изобретено в 1902 г. Уиллисом Кэрриером по заказу полиграфической фирмы в городе Бруклине. Полиграфист никак не мог напечатать цветное изображение приличного качества, поскольку изменяющаяся температура и относительная влажность воздуха в помещении цеха вызывали изменение размеров бумажного листа и смещение красок при многоцветной печати. Это устройство представляло собой оросительную камеру форсуночного типа, в которой распылялась холодная вода. При контакте воздуха с холодной водой содержащиеся в воздухе водяные пары конденсировались, и воздух осушался. Кэрриер проводил эксперименты в течение 1902-1903 гг.: использовал раствор хлористого кальция вместо чистой воды, режим рециркуляции чистой воды в оросительной камере. Это позволило ему выяснить, что при контакте воздуха с водой в зависимости от значения ее начальной температуры, возможно осушать или увлажнять воздух, а при контакте воздуха с раствором хлористого кальция (абсорбента) интенсивность осушения выше по сравнению с чистой водой. В сентябре 1904 г. Кэрриер получил патент на «Устройство для обработки воздуха», а в мае 1907 г. — на «Устройство для контроля состояния воздуха методом «точки росы»». Компания «Buffalo Forge», в которой работал Кэрриер, начала производить оросительные форсуночные камеры в 1905 г. Последующие два десятилетия изобретение Кэрриера, позволившее на научной основе регулировать температуру и относительную влажность воздуха внутри помещений, применялось для создания требуемых условий для технологических процессов и оборудования. Южные текстильные фабрики США были первыми, где использовалась новая система Кэрриера. Недостаточная относительная влажность воздуха на хлопкоперерабатывающей фабрике в Белмонте, штат Новая Каролина, создавала повышенную электризацию в помещении, делающую волокна хлопка рыхлыми и плохо поддающимися обработке. Система кондиционирования воздуха Кэрриера позволила увеличить и стабилизировать относительную влажность воздуха и повысила качество хлопкового волокна. Первая система обработки воздуха Кэрриера за пределами США была использована в Японии в 1907 г. для шелковой фабрики в Иокогаме.
Рекомендуем почитать
Tags: вода, воздух, давление, система, теплообменник