Рекуперация влаги из удаляемого воздуха

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Вынужден обратить еще раз ваше внимание на то, что на мой давний вопрос про паропроницаемость полиуретана вы так и не ответили, зато мою ссылку на стандарт, в котором эта паропроницаемость приведена, вы теперь назвали флудом и троллингом. Видимо, потому, что эта величина вам не нравится? Ну так перестаньте отбрыкиваться и разъясните, каким образом возникают такие разрекламированные вами различия в паропроницаемости полиуретановых мембранн в ваших рекуператорах и в стандарте, который предназначен для расчета пароизоляции в ограждающих конструкциях при помощи таких же пленок. Если, конечно, они существуют.

 

Посмотрите таблицу по ссылке, которую я привёл, если Вы её ни разу не видели, там указана именно паропроницаемость. Величину этой паропроницаемости я приводил чуть менее чем 10 раз. Свяжитесь с представительством производителя и получите разъяснения.
Вы пытаетесь получить величину паропроницаемости полиуретана расчётным путём и оперируете безразмерными относительными величинами, а занятие это глупое на мой взгляд. Её все правильные люди получают экспериментальным путём.

Причина Вашего заблуждения, которое Вы представляете осенившей Вас истиной, заключается в ошибочном выборе метода поиска ошибок.

Физику и химию паропроницаемости полиуретана здесь обсудили достаточно, если остались неудовлетворёнными то можете углублять свои знания независимо от меня.

 

А, давайте, действительно посмотрим на паропроницаемость этой мембраны по вашей ссылке. 2-5 литров в сутки через квадратный метр? При 38 градусах и 90% влажности? То есть, производитель продвигает этот материал для одежды? В конце концов, действительно, может быть, производитель наполнил этот полиуретан чем-то гидрофильным, что делает его очень паропроницаемым, плюс, пленка очень тонкая...

Но, знаете, во сколько раз меньше парциальное давление водяного пара при 20 градусах и 50% влажности, чем про 38 градусах и 90% влажности? В пять раз. Если допустить, что поток влаги пропорционален разности парциальных давлений пара, это даст 0.4-1 литра влаги в сутки через квадратный метр мембраны или 4-10 литров через 10 квадратных метров, и то, при 100% перепаде влажности, что совершенно недопустимо для рекуператоров. Вы, кажется, раньше считали, что вам нужно рекуперировать 38 литров воды в сутки?

Замечательно. Но пойдем дальше. Утверждаете, что эта диффузия водяного пара через мембрану осуществляется за счет химических реакций гидратации? То есть, к этой диффузии применимо еще и правило Вант-Гоффа? И какую же скорость диффузии водяного пара мы с вами получим не при 38 градусах, а при нуле? Еще на порядок меньше?

То есть, 10 квадратных метровдаже этой вашей пленки очень сильно недостаточно для эффективной рекуперации влаги?

 

В стандарте приведена справочная экспериментальная величина. Она величина безразмерная по отношению к воздуху, потому что такую величину удобнее использовать в расчетах и она нагляднее. Вы с ней не знакомы, потому что стандарт буржуйский, а не российский. Но физика везде одна.

 

Действительно, этот материал позиционируют в качестве мембраны для дышащей одежды. Я нашёл его поиском, можете найти любой другой.
И когда писал о свойствах этого материала при Ваших условиях я подразумевал то что реально работает он в рекуператорах не при 38 градС.
Это очевидно.
Прикиньте точку росы для воздуха +20 градС и 50%тной относительной влажности при этой температуре. Когда воздух достигнет того места на мембране, вдоль которой он движется, где он достигнет температуры конденсации, там будет та самая 100%тная относительная влажность, влажность же нагреваемого воздуха будет низкой, очень низкой и градиент влажности будет просто отличным для транспорта.
Площади тетрадного листа не хватит чтобы продышать через неё дом площадью 100-200 кв метров, однако площадь реального рекуператора чудовищной не будет. Чем больше она тем эффективнее рекуперация, это тоже очевидно.
И уменьшите толщину плёнки, я писал о 25-22-18 мкм, 50 мкм это явный перебор.
Желаете убедиться в этом натурно?

 

+9

Относительная влажность в случае конденсации - да, будет 100%. Но с какой стати влажность нагреваемого воздуха будет очень низкой, если вы влагу рекуперируете? Перепад влажности на мембране не должен быть существенным, если только рекуператор эффективный.

Куда девается избыток влаги с пленки, да еще при отрицательных температурах - это отдельный вопрос.

"Чудовищной" - это сколько? 10 квадратов всё же явно мало, по приведенной выше оценке.
Так сколько всё же нужно пленки для эффективной рекуперации 38 литров в сутки, за которые вы тут ранее агитировали? Стадион?

Пленка по вашей ссылке уже 15 микрон. Куда еще дальше уменьшать?

У меня нету приборов для измерения паропроницаемости.

Да, если уменьшить толщину пленки и учесть меньшую температуру, паропроницание становится сравнимым у этой пленки с числом из стандарта.

 

Вы можете представить себе распределение перемещаемой через мембрану влаги вдоль её длины от температуры наружного воздуха до температуры внутреннего воздуха?
Я считаю что максимум перемещаемой влаги будет находиться в точке росы уходящего воздуха. На мембране в этом месте будет жидкая вода с одной стороны и очень сухой воздух с другой стороны.

Посмотрите характеристики рекуператоров Цендер и иже с ними. Материал мембраны полиуретан, площадь мембраны значительна но до площади стадиона явно не дотягивает, характеристики документированы, опыт применения изложен.

 

Температура точки росы зависит от остаточной влажности воздуха. По мере приближения к выходу она будет уменьшаться. Таким образом, выпадающая влага распределится некоторым образом по поверхности пластин.

Представить детально распределение влаги мне сложно, так как система сильно нелинейная. Можно попробовать рассчитать численно, хоть эта задача не так проста для численных расчетов, как кажется на первый взгляд, из-за своей внутренней неустойчивости. Или оценивать в предположении малого влияния переноса влаги на температуру. С влагой сложность рекуперации еще та, что проходящий в обратную сторону в зоне конденсации воздух более холодный и, поэтому, он может принять меньше воды при 100% своей влажности. Поэтому, думаю, там должен накапливаться избыток влаги на стороне воздуха из дома, какой бы проницаемой пленка ни была.

С другой стороны, уличный воздух всё равно не может насыщаться до 100% влажности, так как тогда перепад влажности внутри полимера будет нулевым. Наверное, КПД по воде обязан быть существенно меньше КПД по теплу.

В общем, откровенно говоря, кинетика диффузии водяного пара в полимерах мне до конца не понятна.

 

Естественно, образование росы не будет проходить в 1 точке, а будет размазано по листу. Через этот лист перемещается не только влага, а ещё тепло. При этом источниками тепла является не только сам воздух как смесь газов, но и конденсирующаяся с 1 его стороны часть воздушной влаги. Испаряющаяся часть влаги с другой стороны листа не только увлажняет входящий сухой воздух, но и является приёмником теплоты конденсации, которая тут же расходуется на её испарение. Всё одно к одному.

Разумеется, не нужно упускать из виду то что машины, КПД которых приближается к 100% имеют очень большие размеры. С ростом их размеров растёт их стоимость, а удельный прирост КПД уменьшается с приближением к 100%. Поэтому на практике конструкции являются компромиссом между КПД и ценой.

Если есть эффективный геоконтур или, что лучше, переливные скважины, то открывается возможность увлажнять теплом грунта входящий воздух. Прикидки показали что 98% относительной влажности при 8 градС достаточно чтобы простым нагревом получить 45% относительную влажность при 20 градС. Это комфортный воздух.
В этом случае от полиуретана можно отказаться и заменить его на металлическую фольгу.
Рекуперироваться будет не сама влага, а только её теплота.

 

Думаю, что зона конденсации на стороне выходящего воздуха будет сплошной от границы температуры точки росы в комнате и (почти) до выхода. То есть, в ней будет на поверхности пленки жидкая вода или иней.

Коэффициент диффузии влаги в полимере зависит от энергии активации воды в нем и температуры. Нужно будет узнать величину энергии активации для полиуретана, чтобы можно было прикинуть зависимость скорости диффузии от температуры.

С противоположной стороны поверхность пленки должна иметь влажность менее 100%, чтобы был поток влаги через пленку. Соответственно, относительная влажность входящего воздуха будет везде меньше 100% и будет определяться потерями влажности на диффузию пара через пленку.

Разумеется, наибольший коэффициент диффузии воды будет при максимальной температуре, то есть, в районе границы выпадения росы на пластинах, и вблизи этой границы должен быть максимальный влагоперенос. Но разность температур воздуха в таких рекуператорах непостоянна по поверхности пластин и зависит от точки на пластине. Соответвтенно, многое зависит от того, попадет эта граница температуры точки росы в зону большой или малой разности температур между потоками.

 

Всех с Новым Годом.
Вопрос к тем кто может рассчитать теплообмен: можно ли рассчитывать на ощутимую пользу от самодельного рекуператора по принципу "труба в трубе",как я нарисовал?
Длинна воздуховода планируется 19м. Диаметр внутренней (впускной) трубы100-150мм. Материал -оцинковка.

Скажу сразу что покупной рекуператор использовать смысла не вижу из за большой запыленности помещения (столярный цех)

 

Вот здесь народ очень неплохо ваяет перекрестные рекуперы из сотового поликарбоната, возможно вам подойдет: https://www.forumhouse.ru/threads/147709/

 

В моем случае все мелкие каналы забьются пылью через 1-2дня. К тому же эта пыль намокнет из за конденсата и ее даже копресором вряд ли удалишь, Нужна более дубовая схема, пускай громоздкая и с более низким КПД.

Добавлю что при 19м и D трубы 100мм площадь съема тепла составит 5,7 м2 скорость движения воздуха 2-3м\сек.

 

Попробуйте посчитать сами.
Теплоёмкость воздуха примерно 1КДж/(кг*С)
Масса 1м3 воздуха при 760 мм. рт. ст = 1,2 кг
Теплопередача через тонкую и гладкую стенеку воздух-стенка - воздух при скорости потока до 3м/сек около 5 Вт/(м2*градус), при скорости больше 3 м/сек = 12 - 15 Вт/(м2*С)
Нагрев или охлаждение потока 1 литр/сек на 1 градус - примерно 1 Вт
Например, 160 м3/час - это примерно 44 литра/сек. Т. е нагрев этого потока на 1 градус - 44 Вт.
Труба 100мм и длинной 19 метров имеет площадь 0,1*3,14*19=5,9 м2
При скорости потока < 3 м/сек через эту площадь передастся 5,9 (м2)*5 (Вт/(м2*С) = 29,5 Вт/С
Для передачи 44 Вт нужна разность температур = 44/29,5= 1,5 градуса
Т. е. температура выходящего из такого рекуператора воздуха будет на 1,5 градуса выше воздуха на улице.

 

Прошу прощения за тупость, При каких условиях разница в 1,5 градуса? интересует при средней разнице температур зимой в 30градусов (+20 помещение -10 улица)