Mitä on isoterminen kostutus?

Höyrykostutinin toimintaperiaate

Toisin kuin haihdutuskostuttimissa, vesihöyry tuotetaan ennen sen sekoittamista ilmaan. Höyry voidaan sitten syöttää suoraan huoneilmaan ilmanvaihtolaitteen kautta tai sekoittaa ilmaan ilmastointijärjestelmän sisällä ilmastointiprosessin aikana. Höyry otetaan joko keskitetyltä höyryntuotantojärjestelmältä tai tuotetaan paikallisesti ilmastoinnin ilmankostutuspisteessä.

Kun ilmaa kostutetaan keskuslähteestä peräisin olevalla painehöyryllä, käytetään termiä ”painehöyrykostutit”. Tämän tyyppistä höyrykostutinta käytetään yhdessä LVI-järjestelmien (lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmät) kanssa. Kostutin koostuu lianerottimesta, kiertoventtiilistä, painemittarista ja kondensaattorista.

Jos höyry on tarkoitus tuottaa suoraan käyttöpaikalla, sähkökäyttöiset höyrykostutit ovat usein järkevä valinta.

Sähkökäyttöinen höyrykostutin toimii joko elektrodi- tai vastusperiaatteella. Elektrodikostuttimissa verkkomaiset metallielektrodit upotetaan vesisäiliöön ja hyödynnetään veden sähkönjohtavuutta. Virta kulkee suoraan veden läpi, jolloin vesi haihtuu. Tässä järjestelmässä höyryn tuotantoa säädetään höyrysylinterin vesitason avulla. Vastustyyppisessä höyrykostutuksessa vesi lämmitetään uppolämmittimen periaatteella.

Kyllästynyt höyry

Niin kauan kuin höyry on suorassa kosketuksessa veden kanssa, se on ”kyllästynyt”, mikä tarkoittaa, että se ei voi enää imeä nestettä ja siksi sitä kutsutaan myös ”kyllästyneeksi höyryksi”.

Kyllästymätön höyry

Kyllästymätöntä höyryä syntyy, kun höyryn tilavuus kasvaa, mutta lämpötila pidetään vakiona lämmön syöttämisestä huolimatta. Tärkeä ominaisuus tässä yhteydessä on lauhde. Kun höyryä jäähdytetään, siihen siirretty höyrystymislämpö poistuu, sen olomuoto muuttuu ja muodostuu kondensaatiota.

Kalkkikiven muodostuminen haihtumisen aikana

Miksi kalkkikiveä muodostuu?

Kalsium on maankuoren viidenneksi yleisin alkuaine. Sitä ei useinkaan esiinny puhtaassa muodossaan, vaan se on yleensä sitoutunut muihin aineisiin, kuten kalkkikiveen, tai liuennut veteen. Kalkkikivi koostuu pääasiassa kalsiumkarbonaatista (CaCO₃).

Määrittämällä veden kovuuden voidaan ennustaa myös kalkkikiven muodostumisen voimakkuus Veden kovuus on sovelletun kemian käsitteellinen viitekehys, joka on kehittynyt luonnonveden ja sen liuenneiden aineosien käytön käytännön tarpeista. Tarkemmin sanottuna veden kovuudella tarkoitetaan veteen liuenneiden maa-alkalimetallien ionien ekvivalenttipitoisuutta, mutta tietyissä yhteyksissä myös niiden anionikumppaneita. ”Kovuutta muodostaviin alkuaineisiin” kuuluvat pääasiassa kalsium ja magnesium sekä pieniä määriä strontiumia ja bariumia. Liuenneet kovuutta muodostavat alkuaineet voivat muodostaa liukenemattomia yhdisteitä, pääasiassa kalkkikerrostumia ja niin sanottuja kalkkisaippuoita. Tämä taipumus muodostaa liukenemattomia yhdisteitä on syy sille kiinnostukselle, joka on johtanut veden kovuutta koskevan käsitteellisen ja teoreettisen viitekehyksen kehittämiseen.

Pehmeä vesi sopii paremmin kaikkiin käyttötarkoituksiin, joissa vettä lämmitetään, kuten pesuun, huonekasvien kasteluun jne. Pehmeää vettä on saatavilla alueilla, joilla esiintyy graniittia, gneissiä, basalttia ja liusketta. Myös sadevesi on pehmeää vettä.

Kova vesi aiheuttaa kalkkikertymiä kodinkoneissa, lisää astianpesuaineen ja pesuaineen kulutusta sekä vaikuttaa herkän ruoan ja juomien (esim. teen) makuun ja ulkonäköön. Kovaa vettä esiintyy alueilla, joilla vallitsevat hiekkakivi ja kalkkikivi.

Ratkaisu kalkkiongelmaan

Höyry-ilma-kostutuksessa kalkkikertymien vähentämiseksi voidaan käyttää Condairin patentoitua kalkinhallintajärjestelmää, jossa kalkkikerrostumat puhalletaan pois lämmityselementeistä ja johdetaan pois ulkoisen kalkinkeräyssäiliön kautta.

Lisäksi voidaan käyttää täysin demineralisoitua vettä, josta mineraalit ja kalsium on jo poistettu vedenkäsittelyn avulla. Tällöin jäljelle jäävän kalkin määrä on merkityksetön.

On kuitenkin huomattava, että pehmennetyllä (eli mineraalittomalla) vedellä toimiminen ei ole mahdollista kaikentyyppisissä ilmankostuttimissa. Vastuskostutinta voidaan käyttää myös mineraalittomalla vedellä. Elektrodikostutin puolestaan vaatii johtavaa, mineraalipitoista vettä toimiakseen tehokkaasti. Tämän tyyppisen kostuttimen käyttö pehmennetyllä vedellä ei ole energiatehokasta.

Laskelmaesimerkki: Isoterminen ilman kostutus

Lähtötiedot:

∆h/∆x:n laskeminen:

∆h=kJ/kg

∆x =g/kg kuivaa ilmaa