Bevochtiging speelt een essentiële rol

Transcriptie

1 speelt een essentiële rol oewel men vochtigheid zelf niet kan zien, kunnen we het resultaat ervan duidelijk merken. We voelen ons beter en werken efficiënter met de juiste bevochtiging. In bedrijven en industriële omgevingen presteren de toestellen en materialen beter bij een efficiënte vochtregeling. Door de luchtkwaliteit binnenskamers te behouden en het vochtgehalte te beheren, kunnen de kosten voor energie worden verlaagd, kan de productiviteit worden verhoogd, worden arbeids- en onderhoudskosten gespaard en kan de productkwaliteit worden gegarandeerd. zorgt dus voor een beter milieu en verbetert de levens- en arbeidskwaliteit. In het hoofdstuk bevochtigingstechniek... Waarom is bevochtigen belangrijk Invloed van vocht op materialen Vochteisen van materialen bepalen oe psychrometrie helpt bij bevochtiging Zo werken bevochtigers Overwegingen bij het selecteren van Armstrong past al sinds 1938 zijn know-how toe op het vlak van bevochtiging. Door het ontwerpen, produceren en toepassen van bevochtigingstoestellen heeft Armstrong bedrijven en particulieren heel wat energie, tijd en geld gespaard. Armstrong levert ook software voor het kiezen van het juiste formaat en type toestel, videotapes en ander educatief materiaal om u te helpen bij het selecteren van het type en formaat van het bevochtigingstoestel, de installatie en het onderhoud ervan. Armstrong ziet dit aangepaste hoofdstuk stechniek als een probleemoplossende en educatieve hulp voor mensen die betrokken zijn bij het ontwerp, de installatie en het onderhoud van luchtbehandelingssystemen in allerhande gebouwen. U kunt ook een gratis exemplaar aanvragen van de Armstrong umid-a-ware umidification Sizing and Selection Software voor het stap-voor-stap configureren van uw eigen installatie. U kunt deze software ook bestellen op Uw Armstrong-vertegenwoordiger kan een antwoord geven op uw specifieke vragen over bevochtiging. sspecialisten van Armstrong International kunnen u helpen met moeilijke of ongewone toepassingen. Een gecontroleerde bevochtiging beschermt materialen, personen, machines en toestellen die gevoelig zijn voor vocht. Naast de belangrijke aspecten van comfort en procesregeling kan een gecontroleerde bevochtiging beschermen tegen explosieve omgevingen. U kunt het zich niet veroorloven om NIE te bevochtigen. De beste manier om uw investeringen te beschermen, is het toepassen van beproefde bevochtigingsstrategieën en -oplossingen van Armstrong. stoombevochtigers Fundamentele toepassingsprincipes van stoombevochtigers et formaat van stoombevochtigers selecteren Stoombevochtigers in centrale systemen Installatietips oepassen van ruimtebevochtigers Referenties ASRAE andbook, 00 Systems and Equipment. ASRAE andbook, 02 Fundamentals. ASRAE andbook, 1999 VAC Applications. IBM Installation Planning Manual, April, Obert, Edward F. hermodynamics, Static Electricity, National Fire Protection Association U.S. National Bureau of Standards. BELANGRIJK: Dit hoofdstuk biedt een kort overzicht van de algemene installatie- en bedieningsprincipes. De eigenlijke installatie en bediening mogen alleen worden uitgevoerd door ervaren personeel. Een selectie of installatie moet altijd worden ondersteund door vakkundige technische hulp of advies. Deze gegevens mogen nooit worden gebruikt als alternatief voor dergelijk technisch advies of hulp. Voor meer informatie neemt u best contact op met Armstrong of een plaatselijke vertegenwoordiger. el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

2 Waarom is bevochtigen belangrijk Glossarium Relatieve vochtigheid (RV): De verhouding tussen de dampdruk (of molgetal) van de waterdamp in de lucht en de dampdruk (of molgetal) van verzadigde lucht bij dezelfde drogebol temperatuur en druk. Voelbare warmte: Warmte die, wanneer ze wordt toegevoegd of onttrokken aan een substantie, een temperatuurswijziging veroorzaakt en dus wordt "gevoeld" door een thermometer. Uitgedrukt in kj. Latente warmte: Warmte die, wanneer ze wordt toegevoegd of onttrokken aan een substantie, een faseverandering van deze substantie veroorzaakt of begeleidt. Deze warmte wordt niet geregistreerd door een thermometer. Daarom is ze "latent" of verborgen. Uitgedrukt in kj. Dauwpunt: De temperatuur waarbij condensatie optreedt (0% RV) wanneer de lucht wordt gekoeld met een constante druk zonder waterdamp toe te voegen of te onttrekken. Verdampingskoeling: et proces waarbij water als vloeistof in de lucht verdampt. De vloeistof absorbeert de warmte die nodig is voor het verdampen in de lucht. Er is dus een verlaging van de luchttemperatuur en een toename van het reële waterdampgehalte in de lucht. Vochtigheid en temperatuur Vochtigheid is waterdamp of het vochtgehalte dat altijd in de lucht aanwezig is. Vochtigheid kan worden gedefinieerd als een absolute maat: de hoeveelheid waterdamp in een eenheid lucht. Maar deze maataanduiding zegt niet hoe droog of hoe vochtig de lucht is. iervoor moet men de verhouding berekenen tussen de werkelijke partiële dampdruk en de verzadigde partiële dampdruk bij dezelfde temperatuur. Dit is relatieve vochtigheid en wordt uitgedrukt met de volgende formule: vp a = reële dampdruk vp s = dampdruk bij verzadiging t = drogebol temperatuur Om praktische redenen wordt - voor de temperatuur en druk die normaal in gebouwen heersen - de relatieve vochtigheid beschouwd als de hoeveelheid waterdamp in de lucht in verhouding tot de hoeveelheid vocht die de lucht bij een bepaalde temperatuur kan bevatten. "Bij een bepaalde temperatuur" is erg belangrijk om relatieve vochtigheid te begrijpen. Warme lucht kan meer vocht bevatten dan koude lucht. Voorbeeld: 1 m3 lucht van 21 C kan,8 g vocht bevatten. Dezelfde hoeveelheid lucht kan bij 0 C slechts 4,9 g vocht bevatten. 21 C,8 g/m³ R = vp a vp s t Enthalpie: Ook warmte-inhoud genoemd. Dit is de som van de interne energie en het product van volume en druk. Uitgedrukt in kj/kg. ygroscopisch materiaal: Materiaal dat vocht kan afgeven of opnemen. Fase: De verschillende toestanden van een substantie: vast, vloeibaar of gas (damp). 0 C 4,9 g/m³ is gewoon het toevoegen van water aan lucht. Vochtigheid heeft echter een grote invloed op milieufactoren en fysiologische factoren. Een onjuiste vochtigheid (te hoog of te laag) zorgt voor onbehagen bij mensen en kan toestellen en materialen beschadigen. Een juist bevochtigingstoestel en een aangepaste regeling zorgen voor een efficiënte, economische en probleemloze vochtregeling. Wanneer we rekening houden met vochtigheid en andere omgevingsfactoren - temperatuur, netheid, luchtverplaatsing en thermische isolatie - is het belangrijk te weten dat vochtigheid door de mens het minst snel wordt waargenomen. De meeste mensen reageren sneller op temperatuurswijzigingen, geurige of stoffige lucht, tocht of warmtestraling. Omdat relatieve vochtigheid in verband staat met deze variabelen, is dit een vitaal element in de globale luchtbehandeling. Wanneer 1 kubieke meter lucht van 0 C 3,6 g vocht bevat, bedraagt de relatieve vochtigheid 75%. Wanneer uw verwarmingssysteem de temperatuur van de lucht doet stijgen tot 21 C zonder vocht toe te voegen, bevat de lucht nog steeds 3,6 g vocht. Maar bij 21 C kan 1 kubieke m lucht,8 g vocht bevatten. De 3,6 g vocht in deze lucht geeft bij deze temperatuur een relatieve vochtigheid van iets meer dan 19%. En dat is erg droog... nog droger dan de Sahara! 6 el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

3 Luchtverplaatsing en vocht Een andere variabele, met name luchtverplaatsing in de vorm van infiltratie of exfiltratie van het gebouw, beïnvloedt de relatie tussen temperatuur en relatieve vochtigheid. ypisch wordt lucht binnenshuis 1 tot 3 keer per uur (en veel vaker met gedwongen luchttoevoer of luchtafvoer) vervangen door koude buitenlucht. Uw verwarming verwarmt deze koude, vochtige buitenlucht tot warme, droge binnenlucht. Verdampingskoeling We hebben de invloed van temperatuurswijzigingen op de relatieve vochtigheid besproken. Een veranderde RV kan de temperatuur doen veranderen. Voor iedere kilogram vocht die door de lucht wordt verdampt, verlaagt de verdampingswarmte de voelbare warmte in de lucht met ca. 23 kj. et kan hierbij gaan om vocht dat wordt opgenomen van mensen of hout, papier, textiel en ander hygroscopisch materiaal in het gebouw. En omgekeerd geldt dat wanneer hygroscopisch materiaal vocht opneemt van de vochtige lucht, de verdampingswarmte kan worden afgegeven aan de lucht, waardoor de voelbare warmte stijgt. Dauwpunt Op ramen treedt condensatie op wanneer de temperatuur van het glasoppervlak lager is dan het dauwpunt van de lucht. abel 7-2, op basis van gegevens in het ASRAE Systems and Equipment andbook, vermeldt combinaties van relatieve vochtigheid indoor en buitentemperaturen waarbij condensatie optreedt. Inductie-units die in moderne gebouwen vaak onder de ramen worden gemonteerd om warme lucht op de ramen te blazen, zorgen ervoor dat een hogere relatieve vochtigheid kan worden gebruikt zonder zichtbare condensatie. abel 7-1. kg water per kubieke meter verzadigde lucht en kg droge lucht bij verschillende temperaturen. (op basis van gegevens uit het ASRAE andbook) Vochtigheid : bij Soortelijk Vochtigheid : bij Soortelijk C verhouding Volume C verhouding Volume kg w /kg a m³/kg kg w /kg a m³/kg , , , , , , , , , , , , , , , , ,0058 0, ,7469 0,7499 0,75 0,7560 0,7591 0,7622 0,7653 0,7685 0,7717 0,7749 0,7781 0,78 0,7845 0,7878 0,7911 0,7944 0,7978 0, , , , , , , ,0012 0,0692 0,0114 0, , ,0848 0, , ,0741 0, ,0963 0,0170 0,8046 0,8081 0,81 0,8152 0,88 0,8225 0,8262 0,80 0,8338 0,8377 0,8417 0,8457 0,8498 0,8540 0,8583 0,8627 0,8671 0,8717 abel 7-2. relatieve vochtigheid waarbij condensatie optreedt op ramen bij 21 C wanneer het glasoppervlak niet is verwarmd Dubbele beglazing Buitentemperatuur Enkele beglazing (stormramen of thermisch glas) -23 C - C -12 C -7 C -1 C 4 C 11% % 21% 28% 37% 48% 38% 42% 49% 56% 63% 71% el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

4 Waarom is bevochtigen belangrijk (vervolg) Energie besparen met gecontroleerde RV De relatieve vochtigheid binnenshuis, zoals we die hebben berekend, wordt de theoretische relatieve vochtigheid indoor (RVI) genoemd. Die komt bijna nooit voor. De RV die wordt gemeten met de zogenoemde hygrometer ligt bijna altijd hoger dan de RVI. Waarom? Droge lucht is dorstige lucht. Droge lucht probeert vocht op te nemen van om het even welke bron. Daarom neemt droge lucht vocht op van alle hygroscopische materialen (zoals hout, papier, voedingswaren, leder, enz.) en droogt het de neus en huid uit van mensen in het gebouw. Maar is dit goedkope "bevochtiging"? Neen. et is de allerduurste variant op het vlak van menselijk comfort, aantasting van materialen en productiemoeilijkheden. Bovendien is evenveel energie nodig om vocht op te nemen van mensen en materialen als om vocht toe te voegen aan de lucht met een efficiënt bevochtigingssysteem. De werkelijke energie die nodig is voor een bevochtigingssysteem, wordt berekend op basis van de reële vochtigheid in het gebouw en NIE op basis van de theoretische waarde. In vrijwel alle gevallen is de kost voor het regelen van de RV op het gewenste niveau verwaarloosbaar voor wat de extra energie betreft. In sommige gevallen kan men zelfs energie besparen. Een groot congrescentrum in de VS merkte zelfs een daling in het algemene stoomverbruik nadat een stoombevochtigingssysteem werd geïnstalleerd. ussen het ene verwarmingsseizoen zonder enige bevochtiging en het volgende met bevochtiging bedroeg het stoomverbruik voor de bevochtiging 8 ton, terwijl het stoomverbruik voor de verwarming voor dezelfde periode daalde met 1 1 ton. Ook al was het 7,2% kouder dan het jaar voordien, toch kon een lager (gemeten) verbruik worden genoteerd. et dossier van deze installatie leert ons dat het mogelijk is de totale hoeveelheid stoom die nodig is voor luchtbehandeling te verlagen door een hogere, geregelde relatieve vochtigheid. Laat ons een theoretisch systeem bekijken met enthalpie (warmte-inhoud) als basis. Veronderstel een winterdag met een buitentemperatuur van 0 C en een RV van 75%. De enthalpie van de lucht is 7,1 kj/kg droge lucht (DL). Wanneer de lucht wordt verwarmd tot 22 C zonder toevoeging van vocht, bedraagt de enthalpie 29,2 kj/kg DL. heoretisch is de relatieve vochtigheid 17%, maar de reële RV bedraagt ongeveerd 25%. Bij 22 C en 25% RV bedraagt de enthalpie 32,4 kj/kg DL. De bijkomende vochtigheid komt van hygroscopisch materiaal en mensen in de ruimte. Maar hoe zit het met de extra energie - het verschil tussen 29,2 kj/kg DL en 32,4 kj/kg DL? Deze 11% moet komen van het verwarmingssysteem om het verdampingskoelingseffect te compenseren. Wanneer een bevochtigingssysteem wordt gebruikt en vocht wordt toegevoegd om een comfortabele RV van 35% te krijgen, bedraagt de enthalpie 36,8 kj/kg DL. Dit is slechts een stijging van,5% van de "onvermijdelijke" energielast van 32,4 kj/kg DL - duidelijk minder dan de theoretische stijging van 26% van 17% R (29,2 kj/kg DL) tot 35% R (36,8 kj/kg DL) bij 22 C. Wanneer de temperatuur slechts 19 C bij 35% RV zou zijn (omdat mensen zich comfortabeler kunnen voelen bij een lagere temperatuur en een hogere vochtigheid), is de enthalpie 32 kj/kg DL of een lichte energiedaling. Problemen met droge lucht Droge lucht kan uiteenlopende dure, vervelende en soms gevaarlijke problemen veroorzaken. Wanneer u niet vertrouwd bent met de invloed van droge lucht, kan de oorzaak van het probleem niet altijd even duidelijk zijn. U moet voorzichtg zijn wanneer u hygroscopische materialen, zoals hout, papier, textielvezels, leder of chemische stoffen, verwerkt of hanteert. Droge lucht en/of een schommelende vochtigheid kunnen ernstige productieproblemen en/of materiaalfouten veroorzaken. INDOOR OUDOOR Statische elektriciteit kan zich ophopen in een droge atmosfeer en een efficiënte werking van productiemachines of elektronische kantoormachines storen. Wanneer materialen die gevoelig zijn voor statische elektriciteit worden gebruikt, zoals papier, film, diskettes en andere plastics, kan droge lucht het probleem van statische elektriciteit nog vergroten. In potentieel explosieve omgevingen kunnen droge lucht en de daaruit voortvloeiende geaccumuleerde statische elektriciteit erg gevaarlijk zijn. 8 el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

5 Vochtigheid en menselijk comfort Studies tonen aan dat mensen zich het meest comfortabel voelen bij een luchtvochtigheid tussen 35% en 55%. Bij droge lucht verdampt het vocht van de huid sneller, waardoor men een gevoel van koude krijgt, ook al is het 24 C of warmer. Omdat de mens RV vaak aanvoelt als een temperatuurverschil, kan men een comfortabele omgeving creëren met een aangepaste luchtvochtigheid en lagere temperaturen. De besparingen voor de verwarmingskosten kunnen significant zijn na amper 1 verwarmingsseizoen. De noodzaak van gecontroleerde vochtigheid op de moderne elektronische werkplek Elektronica verandert compleet de manier waarop onze kantoren en fabrieken functioneren, communiceren, gegevens verzamelen en toestellen onderhouden. Op kantoor zijn kopieermachines, telefoonsystemen, computers en faxtoestellen, zelfs de wandthermostaten elektronisch geregeld. et moderne kantoor heeft zelfs meer werkstations met wandpanelen en meubilair in natuur- en kunstvezel dan vroeger. Bij de productie zijn steeds meer machines elektronisch geregeld. Men ziet zelfs veel meer controlekamers (alleen voor het plaatsen van de elektronische regelsystemen) dan vroeger. Dit betekent ook dat in het moderne bedrijf een goede bevochtiging van essentieel belang is. Waarom een onjuiste bevochtiging een bedreiging vormt voor gevoelige elektronische apparatuur Alle elektronische circuits bevatten een IC (geïntegreerd circuit) of "chip". et hart van een IC bestaat uit een ultradun miniatuurcircuit dat in een halfgeleider is gebrand. Elektronische componenten - en vooral chips - kunnen overspannen geraken door overgangsstroom (spanningspulsen). Dit kan kratervorming en smelten van kleine zones op de halfgeleider veroorzaken, wat leidt tot productiestoringen, verlies van geheugen of permanente schade. De schade kan direct optreden of de component kan sneller defect raken dan een identiek onderdeel dat niet is blootgesteld aan overgangsstroom. Een belangrijke oorzaak van spanningspulsen is elektrostatische ontlading (ESD). oewel ze van erg korte duur kunnen zijn, kunnen overganggstromen fataal zijn voor de superdunne halfgeleideroppervlakken. ESD kan even hoge spanningen afgeven als bliksem, maar slaat sneller toe. ESD is een erg gevaarlijk probleem omdat u de bron bent van deze overgangsstromen. et is de statische elektriciteit die in uw lichaam wordt opgebouwd. De schok die u krijgt wanneer u de deurkruk aanraakt of iemand een hand geeft, is ESD. abel 9-1 toont de spanningen die kunnen worden gegenereerd door dagelijkse activiteiten. Spanning wordt opgebouwd op een vlak (in dit geval het menselijke lichaam). Wanneer dit vlak een ander vlak met een lagere spanning nadert, wordt de elektrische spanning ontladen. Let op het vochtigheidsniveau waarbij deze spanningen kunnen worden gegenereerd. Wanneer de vochtigheid toeneemt, worden de spanningen verlaagd omdat een laagje vocht op de vlakken wordt gelegd, waardoor de lading naar de aarding wordt afgeleid. oewel de vochtigheid van 65% - 90% die in tabel 9-1 wordt vermeld, niet praktisch is voor kantooromgevingen, zorgt een verhoging van de vochtigheid toch voor een duidelijke vermindering van ESD. Schade door ESD is niet alleen mogelijk, maar zelfs waarschijnlijk Gedurende maanden werd een studie uitgevoerd naar persoonlijke ESD-gebeurtenissen in een slecht geregelde ruimte met een wollen tapijt. De sterkte van ESD werd gemeten in stroom (Ampère). De resultaten tonen aan dat bijvoorbeeld een ontlading van 0,3 A 0 keer waarschijnlijker is bij % -% RV dan bij 45% - 50% RV. Met andere woorden: hoe hoger de relatieve vochtigheid, hoe lager de frequentie en de ernst van ESD. Naast het risico van schade aan elektronische apparatuur door statische ontlading, zijn ernstige risico's gekoppeld aan vonken van statische ladingen in ontelbare procestoepassingen. Statische elektriciteit is erg gevaarlijk bij gassen, vluchtige vloeistoffen of explosief stof, zoals in b.v. munitiefabrieken, spuitverfcabines, drukkerijen, farmaceutische bedrijven, enz. Er zijn heel wat anti-statische producten op de markt (speciale matten, tapijten, sprays, riemen, enz.), maar toch moet u er rekening mee houden dat bevochtiging een passief anti-statisch middel is. Een bevochtigingssysteem controleert permanent de statische elektriciteit - niet alleen wanneer iemand eraan denkt. Figuur 9-1. Effect van vochtigheid op elektrostatische spanningen. abel 9-1. Effect van vochtigheid op elektrostatische spanningen Elektrostatische spanning Oorzaken van statische elektriciteit Op tapijt lopen Op een vinyl vloer lopen Arbeider aan bank Vinyl enveloppen voor werkinstructies Gewone poly zak opnemen van bank Stoel met vulling van PU-schuim %-% Relatieve vochtigheid %-90% Relatieve vochtigheid IC beschadigd door ESD. (foto: Motorola Semiconductor, Inc.) el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

6 Invloed van vocht op materialen Papier en papierproducten Iedere productiesupervisor in de papierindustrie kent uit eigen ervaring het buitensporige kwaliteitsverlies en de klachten van klanten als gevolg van de winterse omstandigheden: 1. Krullen van het papier 2. Scheuren of kreuken van vouwdozen, karton, golfkarton en stevige dozen 3. Verminderde sterkte van de verpakkingen en dozen 4. Productievertragingen wanneer de vellen door de statische elektriciteit niet vlot door de machines gaan 5. Slechte lijmverbindingen Al deze problemen hebben dezelfde oorzaak - droog of gekruld papier wordt veroorzaakt door een lage relatieve vochtigheid binnenshuis. Wanneer u lucht verwarmt zonder vocht toe te voegen, daalt de RV. abel -1 toont aan dat buitenlucht van - C met 75% RV een relatieve vochtigheid heeft van amper 4,4% wanneer deze wordt verwarmd tot 21 C. oewel de theoretische RV in uw fabriek 4,4% bedraagt, ligt de werkelijke vochtigheid veel hoger omdat het papier vocht afgeeft. Dit type bevochtiging is erg duur op het gebied van voorraad en productie. De RV van de omgevingslucht bepaalt het vochtgehalte van het papier - zie tabel De papiervezels nemen vocht op wanneer het papier droger is dan de omgevingslucht en geven in het omgekeerde geval vocht af. Papier moet een vochtigheid hebben van 5%-7% om zijn sterkte en werkbaarheid te kunnen behouden. Dit betekent dat een indoor RV nodig is van circa 40%-50%, afhankelijk van de samenstelling van het papier. et vochtgehalte van verschillende papiersoorten zal lichtjes verschillen van de waarde in de tabel, maar ze volgen wel hetzelfde patroon. Door schommelingen in de vochtigheid wordt het papier dikker of dunner, vlakker of gekruld, harder of zachter, groter of kleiner, slap of breekbaar. abel -1. oe verwarming de RV binnen vermindert en papier uitdroogt Buitentemperatuur in C Relatieve vochtigheid binnen % Binnentemperatuur 21 C Vochtgehalte van het papier (bij benadering) % ,5 2,5 4,4 7,2 11,6,1 26,8 38,3 54,0 75,0 0,5 0,8 1,2 2,2 3,3 4,3 5,3 6,4 8,0 11,6 Figuur -1. Invloed van vochtgehalte op geplooid papier. et vel links heeft de juiste vochtigheid. et vel rechts heeft onvoldoende vochtigheid - is droog en breekbaar - en breekt bij het plooien. Invloed van binnenverwarming op RV en vochtgehalte van Kraft-inpakpapier OPMERKING: Deze tabel gaat uit van een relatieve vochtigheid buiten van 75%. Wanneer de RV buiten lager ligt, wat meestal het geval is, is de RV binnen ook lager. Een binnentemperatuur van meer dan 21 C zorgt eveneens voor een lagere relatieve vochtigheid. el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

7 Drukken De problemen met droge lucht die men in de papierproductie kent, komen ook voor in de drukkerijsector. Lederverwerking Een uniforme RV van 40% - 60% vermindert scheuren, zorgt voor een betere soepelheid, bewaart de zichtbare kwaliteit en vermindert het stofprobleem in de fabriek. Kantoren Een constante RV van % - 40% verhindert het splijten, barsten, krimpen en loskomen van lijmverbindingen in panelen en meubelen en zorgt ervoor dat bekledingen en tapijten langer meegaan. Elektronische kantoorapparatuur, zoals computers, kopieermachines en telefoonsystemen hebben een constante RV nodig van 40% - 50% als bescherming tegen schadelijke overgangsstroom (zie pagina 9). et krullen van papier, meestal veroorzaakt door het uitzetten en krimpen van onbeschermde vellen, gebeurt wanneer een te droge atmosfeer vocht opneemt van het papier, wat dan krimpt en krult. De krul gaat mee met de richting van het papier. Dit probleem ziet men het meest bij erg lichte papiersoorten of bij beschermvellen en papiersoorten die aan een kant gecoat zijn. outproducten, houtbewerking en meubelproductie Net als alle hygroscopische materialen zal hout vocht opnemen of afgeven, afhankelijk van de RV van de omgevingslucht. Wanneer bij een gegeven temperatuur en relatieve vochtigheid het hout geen vocht meer opneemt of afgeeft, heeft het hout zijn evenwichtsvochtgehalte (EVG) bereikt. et vochtgehalte in het hout is dan "in evenwicht" met het vocht in de lucht. Meestal is het niet praktisch om in de winter de RV binnen even hoog te houden als tijdens de warme maanden. Wanneer het koude seizoen eraan komt, maken bevochtigers een geleidelijke vermindering van RV en EVG tot een praktisch werkbaar minimum mogelijk. In deze gecontroleerde situatie zal het hout niet kromtrekken of scheuren. Bibliotheken en musea Een constante relatieve vochtigheid van 40% - 55% in opslagruimten, kluizen en gallerijen verlengt de levensduur van waardevolle collecties door het stabiliseren van de buigzaamheid van lijm, zetmeel en caseïne. De breekbaarheid van de vezels in papier, canvas, papyrus, leder enz. wordt geminimaliseerd. abel Vochtgehalte in papier bij verschillende RV (in g/kg) Relatieve vochtigheid % Materiaal Beschrijving M.F. Newsprint MF Writing White Bond Com. registerpapier Kraft-papier outpulp 24% as outpulp 3% as Lompen 1% as 75% lompen 1% as Conifeer 2,1 3,0 2,4 3,2 3,2 3,2 4,2 3,7 4,2 4,6 4,0 5,2 4,7 5,0 5,7 4,7 6,2 5,5 5,6 6,6 5,3 7,2 6,5 6,2 7,6 6,1 8,3 7,5 6,9 8,9 7,2 9,9 8,8 8,1,5 8,7 11,9,8,3 12,6,6 14,2,2,9 14,9 el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

8 Vochteisen van materialen bepalen Er is geen uniek RV-niveau dat een adequaat vochtgehalte levert in alle hygroscopische materialen. et vereiste vochtgehalte hangt af van materiaal tot materiaal. We bespreken typische hygroscopische materialen die een specifiek RV-niveau nodig hebben om vochtverlies en dus aantasting van het materiaal en/of productieproblemen te vermijden. abel Aanbevolen relatieve vochtigheid Proces of product emp. C %RV Proces of product emp C %RV Proces of product emp. C %RV Residenties Schakelapparaten: Bibliotheken en musea Archiveren - 35 Kunst bewaren Opgezette dieren 4-50 Communicatiecentra elefoonaansluitingen Radio & V studio's Algemene commerciële & openbare gebouwen (zoals cafeteria, restaurants luchthavengebouwen, kantoorgebouwen & bowling centers) Ziekenhuizen & gezondheidscentra Algemene klinische ruimten Chirurgische ruimten Operatiezalen Verkoeverkamers Gynaecologie Gewone kinderkamers Speciale kinderkamers Industrieel hygroscopisch materiaal Schuurmiddelen Productie Keramiek Vuurvast Boetseren Klei opslaan Decalcomanieproductie Decoratieruimte Granen Verpakken Distilleren Opslag Graan Vloeibare gist 0-1 Algemene productie Rijpen Elektrische producten Elektronica & X-stralen: Spoel- en transformatorwikkeling alfgeleiders Elektrische instrumenten: Productie & labo hermostaat monteren & kaliberen ygrostaat monteren & kaliberen Kleine mechanismen: Kleine tolerantie Meter samenbouw & test Zekering & stroomonderbreker Condensatorwikkelingen Papieropslag Geleiderwikkeling met garen Bliksemafleider -40 hermische contactverbrekers samenbouw & test Reparatie hoogspanningstransformator Watergeneratoren: Loopwiellap Gelijkrichters: Verwerking van selenium & koperoxideplaten Bont Opslag Gom Productie Rollen 63 Strippen Breken Omwikkelen Leder Drogen Opslag, winterse kamertemp Lenzen (optisch) Smelten Slijpen Lucifers Productie Drogen Opslag Champignons Vlokken toegevoegd -22 ** Groeiperiode - 80 Opslag Verftoepassingen Olie, lakken: Verf spuiten Plastics Productiezones: hermohardende gietcomponenten Cellofaanverpakking Multiplex eet persen (hars) Koud persen Met rubber beklede producten Cementeren * Dippen van chirurgische artikelen * Opslag voor de productie * Laboratorium (ASM standaard) 23 50* hee Verpakken 65 abak Productie van sigaren & sigaretten Verzachten Strippen Verpakken & verzenden Filtertabak verpakken & bewaren Vultabak opslaan & bereiden Dekbladtabak opslaan & bewaren Farmaceutische producten Poederopslag (voor productie) * * Opslag geproduceerd poeder & verpakkingsruimten Maalderij abletten persen abletten coaten Bruistabletten en -poeders 24 ypodermische tabletten 24 Colloïden oestdrankjes Klierproducten Ampouleproductie Gelatinecapsules Opslaan van capsules Microanalyse Biologische productie Leverextracten Serums Dierenverblijf Verblijf voor kleine dieren * opslaan in verzegelde plastic containers in verzegelde trommels. Fotografie Fotostudio Kleedkamer Studio (cameraruimte) Donkere kamer Donkere kamer - afdrukken Droogkamer Afwerking Opslagruimte z/w film & papier kleurenfilm & -papier Filmstudio Controle statische elektriciteit extiel, papier, controle van explosieven >55 Schone ruimten 45 Gegevensverwerking samenvatting uit: ASRAE Systems and Applications andbook. * Dauwpunt van lucht moet lager zijn dan verdampingspunt van solvent ** Bijna verzadigd Papierverwerking Afwerking estlabo el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

9 8 8 8 oe psychrometrie helpt bij bevochtiging Psychrometrie is het meten van thermodynamische eigenschappen in vochtige lucht. Als probleemoplossend middel toont psychrometrie duidelijk aan hoe wijzigingen in verwarming, koeling, bevochtiging en ontvochtiging de eigenschappen van vochtige lucht beïnvloeden. Psychrometrische gegevens zijn nodig om uiteenlopende problemen en processen i.v.m. luchtverdeling op te lossen. De meeste complexe problemen in verband met verwarming, koeling en bevochtiging zijn een combinatie van relatief eenvoudige problemen. De psychrometrische tabel geeft een grafische illustratie van deze processen en toont duidelijk hoe de wijzigingen de eigenschappen van vochtige lucht beïnvloeden. Eén van de redenen waarom psychrometrische gegevens zo belangrijk zijn, ziet men aan de manier waarop de meeste nieuwe gebouwen (en veel oude gebouwen) worden verwarmd. De lagere kanaaltemperaturen ( C en lager) die worden gebruikt in nieuwe gebouwen, maken een accurate regeling van de vochtigheid moeilijker. (omdat lagere kanaaltemperaturen een beperkte vochtopnamecapaciteit hebben. et toevoegen van vocht via de centrale airco moet het opnieuw verwarmen van lucht compenseren voor de lucht het kanaal verlaat) Voor dergelijke toepassingen moet soms een boosterbevochtiging worden toegepast in het betreffende kanaal nadat de eindtemperatuur (opnieuw verwarmd) is bereikt. Om de typische voorwaarden van 21 C en 50% RV te behouden, moet de vochtigheid in het kanaal erg hoog zijn (75% RV en hoger). Om te vermijden dat het kanaal wordt verzadigd, wordt een hygrostaat gebruikt, die in deze gevallen de bevochtiger regelt. Deze hygrostaat zit dicht bij de bevochtiger. Lucht is constant in beweging en moet dichtbij verzadiging worden geregeld. Daarom moet de uitvoerregeling van de bevochtiger snel, accuraat en reproduceerbaar zijn. 1,0 1,0,0 0,8 0,7 0,6 0,5 4,0 1,5 2,0-5,0-2, ,94 5,0 4,0 0,4 VOELBARE WARME OALE WARME 0,3 0,2 0,1 0 = h W -0,2-0,5-1,0-4,0-2,0 1,0 0, ,0 2,5 ENALPIE VOCVEROUDING = h W 2, ,92 m³ (volume per kg droge lucht) Verzadigingstemperatuur in C 15 90% 80% 70% 0,86 60% 50% 40% 25 C (nattebol temperatuur) 0,88 0, ,84 % % ,80 0,82 % (relatieve vochtigheid) , el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

10 8 8 8 De psychrometrische grafiek gebruiken Een psychrometrische grafiek is een grafische voorstelling van de thermodynamische eigenschappen die van invloed zijn op vochtige lucht. Deze bestaat uit 8 hoofdcomponenten: 0,0 0,028 0,026 0,024 0,022 0, ,0 60 0, ,014 0, ,0 0,008 0,006 0,004 0, Vochtverhoudingswaarden worden verticaal aan de rechter marge getekend en gaan van 0 kg/kg droge lucht onderaan tot 0,03 kg/kg droge lucht bovenaan. 2. Enthalpie, of totale warmte, wordt van linksboven naar rechtsonder in schuine lijnen getekend met een interval van kj/kg droge lucht % 0% 80% 70% 60% 50% 40% % % % Drogebol temperatuurlijnen worden verticaal getekend met een interval van 1 C. 4. Nattebol temperatuurlijnen zijn schuin getekend en zijn meestal parallel met de enthalpielijnen. Ze hebben een interval van 1 C. 5. Relatieve vochtigheid curves gaan van links naar rechts met een interval van %. Ze beginnen onderaan bij % en eindigen bovenaan met de verzadigingscurve (0%). 1,0 1,0 0,94 0,86 0,89 0,90 0,92 Verzadigingstemperatuur in C 0,8,0 0,7 0,6 0,5 5,0 VOELBARE WARME 0,4 OALE WARME 0,3 4,0 0,2 0,1 0 3,0 2,5 = h W -0,2 2,0-0,5-1,0-4,0-2,0 2,0 4,0 1,5 1,0 0,0-5,0-2,0 0,84 0,82 0,78 0,80 ENALPIE VOCVEROUDING = h W 6. Volume lijnen geven kubieke meter per kilogram droge lucht weer in intervallen van 0,01 m³. 7. wee-fase zone vermeldt een smalle, gerasterde zone links van de saturatiezone en geeft een mengsel van gecondenseerd water in evenwicht weer. 8. De gradenboog linksboven van de grafiek vermeldt twee schalen. Een is voor de enthalpieverschilratio. De andere is voor de verhouding van voelbare warmte en totale warmte. De gradenboog vermeldt de hoek van een lijn op de grafiek waarbij een proces volgt. 14 el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

11 abel Systeem 1 0% buitenlucht A Situatie buiten B Voorverwarmen C met stoom D Opnieuw verwarmen (eind) X (X2-X1) Droge t in C 0 22 Natte t in C -1,2 6,0 12,0 15,4 Specif. Vol. in m³/kg 0,778 0,8 0,821 0,847 Enthalpie in kj/kg lucht 7,5,5 34,0 43,0 RV in % Vocht verhoud. in g/kg lucht 3,0 (X1) 3,0 8,3 8,3 (X2) 5, NC EA 0% OSA oevoer A B C D M Uitlaatventilator Kanaalregelaar Voorverwarming EA rooster ventilator Motor Naverwarming 90% RV bovengrens kanaal Vochtigheidsopnemer C Verzadigingstemperatuur in C 0,84 D 90% 15 C (natte temperatuur) 80% 70% 60% 50% 40% % 0,88 % Glossarium van symbolen EA...Uitblaaslucht E-P relais..elektro-pneumatisch relais...vochtigheidsregelaar M...Dempermotor MA...Gemengde lucht NC...Normaal gesloten NO...Normaal open OSA...Buitenlucht RA...Retourlucht...emperatuurregelaar A 0, ,80 0,82 B 0,86 m³ (volume per kg droge lucht) % (relatieve vochtigheid) abel Systeem 2 Droge t in C Natte t in C Specif. Vol. in m³/kg Enthalpie in kj/kg lucht RV in % Vocht verhoud. in g/kg lucht A B C D 90% recirculatielucht Situatie buiten Mengvoorwaarden Opnieuw verwarmen X (X2-X1) ,2 14,3 15,0 15,4 0,778 0,841 0,847 0,847 7,5 40,0 42,0 43, ,0 7,7 (X1) 7,7 8,3 (X2) 0, A B C 0% OSA Vochtregeling ruimte moduleert bevochtigerventiel om RV van de ruimte te behouden E-P relais blaast lucht uit van bevochtigermembraan wanneer ventilator uit is M RA NO NC oevoer ventilator Ventilatorschakelaar voedt regelsysteem 90% RV bovengrens kanaal Vochtigheidsopnemer D cm Min. Bevochtiger met stoom Spreidingsbuis met mantel voor max. belasting B Verzadigingstemperatuur in C 0,84 C D 25 90% 80% 15 C (natte temperatuur) 70% 60% 50% 40% % 0,88 % Glossarium van symbolen EA...Uitblaaslucht E-P relais..elektro-pneumatisch relais...vochtigheidsregelaar M...Dempermotor MA...Gemengde lucht NC...Normaal gesloten NO...Normaal open OSA...Buitenlucht RA...Retourlucht...emperatuurregelaar A 0, ,80 0,82 0,86 m³ (volume per kg droge lucht) % (relatieve vochtigheid) el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

12 Zo werken bevochtigers Stoombevochtiging (isotherm) In tegenstelling tot andere bevochtigingsmethoden hebben stoombevochtigers een minimale invloed op de drogebol (DB) temperatuur. Een stoombevochtiger geeft waterdamp af. Deze waterdamp vereist geen extra warmte omdat deze gemengd wordt met de lucht en de relatieve vochtigheid verhoogt. Stoom is zuivere waterdamp van 0 C. Door deze hoge temperatuur krijgt men de indruk dat stoom, wanneer deze in de lucht wordt afgegeven, de luchttemperatuur zal doen stijgen. Dit is een misvatting. Omdat de bevochtiger stoom afgeeft in de lucht, krijgt men een stoom/lucht-mengsel. In dit mengsel zal de stoomtemperatuur snel afkoelen tot de luchttemperatuur. 50% % Bevochtigers met directe stoominjectie et vaakst voorkomende type stoombevochtiger is de bevochtiger met directe stoominjectie. Deze systemen vergen weinig onderhoud. De stoomtoevoer zelf dient als reinigingssysteem om de systeemcomponenten vrij te houden van minerale afzettingen die uiteenlopende watersproeiers en verdampingspannen kunnen verstoppen. Reactietijd en precisieregeling op de uitvoer zijn nog twee voordelen van de directe stoombevochtiging. Omdat stoom kant-en-klare waterdamp is, moet deze alleen worden gemengd met lucht om te voldoen aan de eisen van het systeem. Directe stoombevochtigers kunnen bovendien de uitvoer meten met behulp van een modulerend regelventiel. Wanneer het systeem reageert om het ventiel te regelen, kan het ventiel traploos worden ingesteld in iedere positie tussen gesloten en helemaal open. Daardoor reageren directe stoombevochtigers sneller en preciezer op een schommelende vraag. 21 C DB De psychrometrische grafiek illustreert dat stoombevochtiging een constant DB-proces is. Beginnend van een punt op een willekeurige DB-lijn genereert stoombevochtiging een opwaartse verplaatsing langs de constante DB-lijn. et voorbeeld illustreert dat 21 C DB constant is als we de RV verhogen van % tot 50%. Dit komt omdat de stoom de nodige warmte (enthalpie) bevat om vocht toe te voegen zonder de DB-temperatuur te verhogen of te verlagen. Reële resultaten die gebruik maken van hoge-drukstoom of sterke RV-toename (meer dan 50%) verhogen de DB met 0,5 C tot 1 C. Daarom is er geen extra warmte of aircobelasting. De hoge temperaturen die inherent zijn aan stoombevochtiging, zorgen voor een vrijwel steriel medium. Wanneer het toevoerwater van de boiler van goede kwaliteit is en er geen condensatie, druppelen of spatten in het kanaal is, worden geen bacteriën of geuren met de stoombevochtiging verspreid. Bij een correct geïnstalleerd stoomsysteem komt corrosie zelden voor. Kalk en afzettingen - gevormd in de unit of aangevoerd via het invoersysteem - worden via de condenspot afgevoerd uit de bevochtiger. Stoom-naar-stoom bevochtigers Stoom-naar-stoom bevochtigers maken gebruik van een warmtewisselaar en de warmte van de behandelde stoom om voor de bevochtiging secundaire stoom te creëren van onbehandeld water. De secundaire stoom heeft typisch atmosferische druk, waardoor de plaatsing van de toestellen belangrijk is. et onderhoud van stoom-naar-stoom bevochtigers hangt af van de waterkwaliteit. Onzuiverheden, zoals calcium, magnesium en ijzer, kunnen worden afgezet als kalk, waardoor regelmatig reinigen nodig is. Dergelijke systemen reageren trager op de regeling dan systemen met directe stoom omdat meer tijd nodig is om het water te koken. Directe stoombevochtiging Stoom-naar-stoom bevochtiging Figuur -1. ype afscheider Figuur -2. ype paneel Figuur -3. LUCSROOM Doorsnede van spreidingsbuis Behandelde stoom Afvoer Afvoer el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

13 Elektrische stoombevochtigers (elektrode) Elektrische stoombevochtigers worden gebruikt wanneer er geen stoombron beschikbaar is. Elektriciteit en water genereren stoom bij atmosferische druk. Elektroden voeren elektrische stroom door het water om zo een proportionele uitvoer te creëren. Wanneer zuiver gedemineraliseerd, gede-ioniseerd of gedistilleerd water wordt gebruikt, is er meestal onvoldoende geleiding voor de elektroden. De waterkwaliteit beïnvloedt de werking en het onderhoud van elektrodenbevochtigers. Bij het gebruik van hard water moet men vaker reinigen en zuiver onthard water kan de levensduur van de elektroden verkorten. Een diagnose met behulp van microprocessoren helpt bij het oplossen van problemen. Elektroden kunnen eenvoudig worden aangepast aan verschillende regelsignalen en leveren een volledig gemoduleerde output. Maar de noodzaak om water te koken betekent dat de regeling niet kan worden vergeleken met directe-injectiesystemen. Elektrische stoombevochtigers (weerstand) Dit type elektrische bevochtiger maakt typisch gebruik van verwarmingsweerstanden die worden ondergedompeld om het water te koken. Omdat de stroom niet door het water wordt gevoerd, is de geleidbaarheid van het water niet belangrijk. Door het ionenbed kan de bevochtiger verschillende waterkwaliteiten aan. Deze units gebruiken ionenbedden met vezels die de vaste stoffen in het water aantrekken wanneer de temperatuur stijgt, zodat een minimum aan vaste stoffen wordt opgebouwd in de bevochtiger. De waterkwaliteit heeft geen invloed op de werking. et onderhoud is meestal beperkt tot het vervangen van de ionenbedelementen. Bevochtigers met ionenbedden kunnen worden aangepast aan verschillende regelsignalen en leveren een volledig gemoduleerde output. De regeling wordt beïnvloed door de noodzaak het water te koken. Stoombevochtigers met gas In stoombevochtigers met gas wordt aardgas of propaan gecombineerd met verbrandingslucht en daarna naar een gasbrander geleid. De verbrandingswarmte wordt via een warmtewisselaar door het water gevoerd, waardoor atmosferische stoom voor de bevochtiging wordt gecreëerd. Verbrandingsgassen moeten correct worden afgevoerd. De samenstelling van de brandstof, de kwaliteit van de verbrandingslucht en een goede ontluchting kunnen de werking beïnvloeden. De waterkwaliteit heeft ook invloed op de werking en het onderhoud van stoombevochtigers met gas. Gasbevochtigers met ionenbedden gebruiken ionenbedelementen met vezels die de vaste stoffen in het water aantrekken wanneer de temperatuur stijgt, zodat een minimum aan vaste stoffen wordt opgebouwd in de bevochtiger. Daarom heeft de waterkwaliteit geen invloed op de werking. et onderhoud is meestal beperkt tot het vervangen van de ionenbedelementen. Gasbevochtigers met ionenbedden kunnen worden aangepast aan verschillende regelsignalen en leveren een gemoduleerde output. De regeling van de kamer-rv wordt echter beïnvloed door de noodzaak om het water te koken en door de beperkingen die inherent zijn aan gasventiel- en -brandertechnologie. Vernevelingssystemen (adiabatisch) Vernevelingssystemen gebruiken perslucht om water te verstuiven en een stroom microscopisch kleine waterdeeltjes te creëren die eruit ziet als nevel. Om te kunnen verdampen heeft water circa 20 kj/kg nodig. De waterdeeltjes worden snel van vloeibaar naar gas omgezet omdat ze de warmte van de omgevingslucht of luchtstroom opnemen. Correct ontworpen vernevelingssystemen hebben voldoende warmte in de lucht zodat het water kan verdampen. ierdoor wordt "neerslag" van water op oppervlakken vermeden, wat anders zou kunnen leiden tot bedienings- en gezondheidsproblemen. Vernevelingssystemen bevatten vrijwel geen verdampingswarmte die nodig is om de RV te verhogen tot de gewenste waarde. Daarom is bevochtiging met vernevelingssystemen een vrijwel constant enthalpieproces. Zoals het psychrometrisch voorbeeld aantoont, verandert de DB-temperatuur wanneer de RV van % tot 50% wordt verhoogd. Deze verdampingskoeling kan energievoordelen opleveren voor systemen met een erg hoge interne warmtebelasting. In tegenstelling tot talrijke adiabatische bevochtigers kunnen correct ontworpen vernevelingssystemen perslucht en waterdruk moduleren om zo een gemoduleerde output te geven. oewel tijd en afstand (in een luchtbehandelingssysteem) nodig zijn voor het verdampen, reageren deze systemen direct. Een hoge verdampingsefficiëntie garandeert maximale systeemprestaties. Een wateranalyse wordt aanbevolen alvorens vernevelingssystemen worden gebruikt wanneer omgekeerde osmose (RO) of gede-ioniseerd water (DI) niet beschikbaar is. Elektrische stoombevochtiging met ionenbed Gassysteem met ionenbed Figuur Figuur el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

14 Zo werken bevochtigers (vervolg) Kostenvergelijking Om de kosten voor een bevochtigingssysteem correct te vergelijken moet men rekening houden met de installatiekosten, bedieningskosten, onderhoudskosten en initiële kosten. De totale bevochtigingskosten liggen typisch veel lager dan verwarmings- of koelingskosten. De initiële kosten hangen vanzelfsprekend af van de grootte van de unit. Wanneer men kijkt op basis van de capaciteit, zijn units met een grotere capaciteit het goedkoopst, ongeacht het type bevochtiger: een bevochtiger met een capaciteit van 500 kg bevochtiging per uur is goedkoper dan twee 250 kg/u units van hetzelfde type. Directe-stoombevochtigers leveren de hoogste capaciteit per initiële kost; vernevelingssystemen en gasbevochtigers zijn het minst economisch (initiële kosten) wanneer de capaciteit hoger moet zijn dan 45 kg/u. De installatiekosten voor de verschillende types kunnen niet accuraat worden geformuleerd, omdat de beschikbaarheid van Figuur -1. water, stoom en elektriciteit voor de bevochtigers sterk varieert van installatie tot installatie. De bedieningskosten zijn laag voor directe stoom en iets hoger voor stoom-naar-stoom. Ook voor vernevelingssystemen en gassystemen (ionenbed) liggen de bedieningskosten laag. De energiekosten liggen hoger voor elektrische bevochtigers. Directe-stoombevochtigers hebben de laagste onderhoudskosten, gevolgd door vernevelingssystemen. Elektrische bevochtigers en gasbevochtigers met ionenbed zijn specifiek ontworpen voor een minimaal onderhoud en verschillende waterkwaliteiten. De onderhoudskosten voor andere types kunnen sterk uiteenlopen, afhankelijk van de waterkwaliteit en de toepassingen. Dit zijn de basisgegevens waarmee men rekening dient te houden bij de keuze van een bevochtigingssysteem. abel 19-1, pagina 19 geeft een overzicht van de mogelijkheden van ieder type bevochtiger. Figuur -2. Vernevelkop 50% Perslucht % ENALPIE 21 C DB Water Nevelpartikels abel -1. Systeem 3 Drogebol t in C Nattebol t in C Specif. Vol. in m³/kg Enthalpie in kj/kg lucht RV in % Vocht verhoud. in g/kg lucht A B C D Situatie buiten Voorverwarmen met onverwarmd recycled water* Opnieuw verwarmen X (X2-X1) * veronderstelde efficiëntie van 80% 0 27,0 14,5 22,0-1,2 12,3 12,3 15,4 0,778 0,854 0,825 0,847 7,5 35,0 35,0 43, ,0 3,0 (X1) 8,3 (X2) 8,3 5, A 0% OSA NC M B Voorverwarming Uitlaatventilator C D Naverwarming Kanaal regelaar oevoer ventilator Motor C Verzadigingstemperatuur in C 0,84 D 90% 80% 15 C (natte temperatuur) 70% 60% 50% 40% % 0,88 % ,86 m³ (volume per kg droge lucht) Glossarium van symbolen EA...Uitblaaslucht E-P relais..elektro-pneumatisch relais...vochtigheidsregelaar M...Dempermotor MA...Gemengde lucht NC...Normaal gesloten NO...Normaal open OSA...Buitenlucht RA...Retourlucht...emperatuurregelaar A 0, ,80 0,82 B % (relatieve vochtigheid) el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

15 Aanbevolen toepassingen Stoom: Aanbevolen voor vrijwel alle commerciële, institutionele en industriële toepassingen. Wanneer er geen stoom beschikbaar is, kan een behoefte aan lage capaciteit (tot 90 kg/u) worden ingevuld met een onafhankelijke ionenbed stoomgenerator. Voor een grotere capaciteit zijn stoombevochtigers met een centraal systeem het meest efficiënt en economisch. Stoom dient met voorbehoud te worden gespecificeerd wanneer bevochtiging wordt gebruikt in kleine, afgesloten ruimten om grote hoeveelheden vocht toe te voegen aan hygroscopische materialen. U neemt best contact op met de Armstrong vertegenwoordiger voor dergelijke toepassingen. Vernevelingssystemen: Correct ontworpen perslucht/watervernevelingssystemen die worden gebruikt met een omgekeerde osmose (RO) of gede-ioniseerd water (DI) vermijden problemen m.b.t. gezondheid, vorming van algen of bacteriën, geuren of kalk. et potentiële energievoordeel van vernevelingssystemen moet worden onderzocht voor iedere toepassing die meer dan 2 kg/u vereist en waar geen stoom beschikbaar is of waar verdampingskoeling een voordeel is, zoals lucht-economisers of installaties met een erg hoge interne warmtebelasting. Samenvatting: et is duidelijk dat stoom het beste natuurlijke medium is voor bevochtiging. et levert kant-en-klare damp die is geproduceerd in de best denkbare verdamper: de boiler. Er wordt geen mineraal stof afgezet. Omdat er geen vocht aanwezig is, creëert stoom geen gezondheidsproblemen, worden er geen algen of bacteriën gevormd, wordt geen geur verspreid en is er geen corrosie of minerale kalkafzetting. In het licht van deze voordelen specificeren ingenieurs stoomboilers en -generatoren alleen voor bevochtiging wanneer het te bevochtigen gebouw geen stoomtoevoer heeft. De minimale bevochtigingsbelasting waarbij deze oplossing economisch haalbaar is, ligt rond 90 kg/u. De capaciteit van de stoomgenerator wordt meestal 50% groter gespecificeerd dan de maximale bevochtigingsbelasting, afhankelijk van de leidingen en het aantal bevochtigers en spreidingsbuizen die moeten worden verwarmd. Een typisch ontwerp voor bevochtigingsinstallaties met boiler ziet u in figuur abel Vergelijking van bevochtigingsmethoden Directe stoom Stoom-naar-stoom Elektrische stoom Ionenbed Elektrische stoom Ionenbed Stoom met gas Vernevelingssystemen Effect op temperatuur Virtueel geen verandering Substantiële temperatuurdaling Unitcapaciteit per unitformaat Klein tot erg groot Klein Klein tot medium Klein tot medium Klein tot medium Klein tot erg groot Dampkwaliteit Uitstekend Goed Goed Goed Goed Middelmatig Reactie op regeling Direct raag Bevredigend Bevredigend Bevredigend Direct Controle van output Goed tot uitstekend Onder gemiddelde Middelmatig Middelmatig Onder gemiddelde Goed tot uitstekend Gezondheid/corrosie Steriel medium; vrij van corrosie Bacteriën kunnen aanwezig zijn Onderhoudsfrequentie Jaarlijks Maandelijks Geprogrammeerd om geen bacteriën te creëren Maandelijks tot trimesterieel Geprogrammeerd om geen bacteriën te creëren rimesterieel tot halfjaarlijks Geprogrammeerd om geen bacteriën te creëren rimesterieel Ontworpen om geen bacteriën te creëren Moeilijkheidsgraad onderhoud Laag oog medium Laag medium Laag Kosten: Prijs (per capaciteitseenheid) Laag oog medium medium oog medium Installatie angt af van beschikbaarheid van stoom, water, gas, elektriciteit, enz. Bediening Laag Laag medium medium Laag Laag Onderhoud Laag oog oog Laag tot middelmatig Laag tot middelmatig Laag Jaarlijks Figuur ypisch ontwerp voor bevochtigingsinstallatie met boiler Naar extra bevochtigers Filter Ontwerprichtlijnenboiler-bevochtiger combinaties 1. et bruto opbrengstvermogen van de boiler moet minstens 1,5 x de totale bevochtigingsbelasting zijn. Niveauregeling & laagwater afsluitklep Veiligheidsventiel Automatisch spuisysteem Stoom bevochtiger 2. Waterontharders moeten worden gebruikt op het voedingswater van de boiler. 3. Een condensaatretoursysteem is niet nodig (tenzij de omstandigheden dit vereisen). Autom. vulventiel Stoom generator Naar afvoer Condenspot Naar afvoer 4. De boilerdruk moet 1 barg of minder zijn. 5. Een automatisch spuisysteem is aanbevolen. 6. Alle stoomtoevoerleidingen moeten worden geïsoleerd. el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

16 Overwegingen bij het selecteren van stoombevochtigers Stoombevochtigers met elektriciteit of gas Wanneer geen stoom beschikbaar is, kunnen onafhankelijke bevochtigers met elektriciteit of gas worden gebruikt wanneer een lage capaciteit is vereist. De belangrijkste overweging bij het selecteren van dit type bevochtiger is de mogelijkheid om te functioneren met een uiteenlopende waterkwaliteit. Bevochtigers met "ionic bed" technologie worden vaak geselecteerd voor dergelijke toepassingen. Bevochtigers met directe stoominjectie Drie prestatiekenmerken moeten worden geëvalueerd om te begrijpen welke voordelen stoom biedt m.b.t. andere bevochtigingsmedia: Behandeling Regeling Verspreiding Stoombevochtigers met directe injectie zijn verkrijgbaar in drie basistypes: speciaal ontworpen stoompanelen, stoompotten en de stoomafscheider. Speciaal ontworpen stoompaneelsystemen gebruiken geavanceerde technologieën voor unieke toepassingen waarbij het zichtbare mengtraject van essentieel belang is. Stoompotbevochtigers krijgen de stoom via de zijkant van de pot, zodat het condensaat in theorie onder invloed van de zwaartekracht in de stoompot valt. In de praktijk gaat een groot deel van het vocht in de stoom naar de luchtstroom en is de stoom zelf slecht verspreid. De stoomafscheider is een geavanceerd toestel dat, mits een goed ontwerp, voldoet aan essentiële prestatiecriteria. De bevochtiger moet de stoom behandelen, zodat deze helemaal droog en bijna vrij van vuildeeltjes is. et systeem moet direct reageren op de signalen van de regeling en de stoomdosering moet precies zijn. De stoom moet zo uniform mogelijk in de lucht worden verspreid. Slechte prestaties voor een van deze factoren betekenen dat de bevochtiger niet zal voldoen aan de basisvereisten voor de bevochtiging. Figuur -1. Stoompaneelbevochtiger regelventiel Van boiler Van boiler Filter Ontwateringsleiding Figuur -3. Stoombevochtiger met afscheider Integraal regelplug Droogkamer Pneumatische of elektrische aandrijving Spreidingsbuis met stoommantel Kast Luchtstroom Condensaat omlaag 25 mm luchtspleet 85 mm/m verval Afvoer F& pot Afvoer F& pot OPMERKING: Condensaat kan niet worden opgevoerd of afgevoerd naar de drukretour. Afscheiderruimte Omgekeerdeemmer Condenspot LEGENDE: SOOM BIJ OEVOERDRUK SOOM BIJ AMOSFERISCE DRUK CONDENSAA Figuur -2. Potstoombevochtiger Stoom in Luchtstroom Kanaal Bovenaanzicht Stoom in Luchtstroom Kanaal Zijaanzicht Afvoer el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

17 Stoombehandeling Wanneer stoom door de toevoerleidingen wordt gevoerd, kunnen kalk en sediment in de stroom worden meegevoerd - om grotere vuildelen te verwijderen is een Y-filter nodig. De condensatie die optreedt in de toevoerleidingen zorgt ervoor dat druppeltjes of zelfs condensaat in de bevochtiger worden gebracht. In de bevochtiger zijn verschillende stappen nodig om te verhinderen dat vocht en vuildeeltjes samen met de bevochtigingsstoom worden afgevoerd. De afscheiderruimte in de bevochtiger levert het volume dat nodig is voor een optimale snelheidsvermindering en een maximale afscheiding van stoom en condensaat. Voldoende afgescheiden condensaat draagt een groot deel van de micropartikels die via de condenspot worden afgevoerd. Stoom van de afscheiderruimte kan nog steeds vloeibare mist bevatten die moet worden verwijderd. Bevochtigers die zijn uitgerust met een interne droogkamer die wordt omhuld door de stoom in de afscheiderruimte, kunnen resterende waterdruppels efficiënt opnieuw verdampen voor de stoom wordt afgevoerd. Ook het regelventiel moet een geheel vormen met de bevochtiger. Zowel de bevochtiger als de spreidingsbuis moeten omhuld zijn door stoom op aanvoerdruk en aanvoertemperatuur om te voorkomen dat condensatie optreedt wanneer de stoom wordt afgevoerd. Controle van de stoomdosering In de meeste toepassingen werken bevochtigers continu op een fractie van hun maximale capaciteit. De regeling moet zorgen voor een directe reactie en een precieze modulatie om de vereiste relatieve vochtigheid accuraat te houden. Bij een slecht werkende regeling kan het moeilijk zijn om de gewenste vochtigheid te behouden. Dit kan leiden tot overbelasting van de kanalen met vocht en vochtplekken. wee ontwerpfactoren hebben invloed op de mogelijke accuraatheid van de bevochtigerregeling - het meetventiel en de aandrijving die het ventiel positioneert. Een precieze stoomregeling is mogelijk met een ventiel dat specifiek is ontworpen om stoom toe te voegen aan lucht. Parabolische regelpluggen blijken hiervoor het best te presteren. Ze maken een langere slag mogelijk dan vergelijkbare industriële ventielen. De plug zit normaal in de zitting, ook wanneer het ventiel "helemaal open" is. ierdoor is een volledige en accurate modulatie van de stoom mogelijk over de hele slag van de klep. Alleen een correct ontworpen bevochtiger geschikt voor het behandelen van stoom garandeert een gezonde en schone atmosfeer. Deze richtlijnen dragen bij tot een beter comfort en zorgen ervoor dat de bevochtiger voldoet aan de fysieke eisen van het systeem. Grafiek Gewenste gewijzigde lineaire karakteristiek voor ventielen met modulerende regeling. De wijziging van echt lineaire kenmerken zorgt voor een preciezere regeling wanneer de capaciteitseisen erg laag zijn en de klep net boven de zitting komt. Figuur Parabolische regelplug PROCEN VAN DE VOLLE CAPACIEI /8" 19 mm Slag 5/" 7/32" PROCEN VAN DE VOLLE SLAG 3/8" 3/8" 3/8" el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

18 Overwegingen bij het selecteren van stoombevochtigers (vervolg) et regelventiel De parabolische plug zorgt ook voor een uitzonderlijk hoge regelbaarheid. De regelbaarheid is de verhouding tussen de maximaal regelbare stroom en de minimaal regelbare stroom door de klep. oe hoger de regelbaarheid van een klep, hoe accurater de regeling van de stroom. De regelbaarheid van de parabolische pluggen die worden gebruikt in Armstrong Serie 9000 bevochtiger - zie tabel zijn typisch voor de verhoudingen die mogelijk zijn met dit type klep. De aandrijving is een andere belangrijke component bij vochtregeling. Er zijn verschillende types verkrijgbaar voor de verschillende soorten systemen. De aandrijving moet de klep in een bijna identieke positie t.o.v. de zitting kunnen plaatsen bij de openings- en sluitslag. Dit is van essentieel belang voor het consistent en accuraat meten van de stoom die door de bevochtiger wordt afgevoerd. 1. Groot membraan - 72 cm² of meer - voor voldoende lichtkracht. ierdoor kan een veer worden gebruikt die zwaar genoeg is om zowel het hysteresis-effect als het stroomsnelheidseffect te stabiliseren bij het positioneren van de klepsteel tegenover de luchtdruk naar de aandrijving. 2. et materiaal van het diafragma moet goed zijn bestand tegen slijtage of verzwakking door het continu schakelen. 3. Slag van de aandrijving lang genoeg (samen met het plugen zittingontwerp van de klep) voor een uitstekende regelbaarheid. Alle modulerende aandrijvingen, zowel elektrisch als pneumatisch, moeten zijn voorzien van een veer. Dit is nodig om de klep te kunnen sluiten wanneer de stroom of lucht naar de unit is onderbroken. Door hun ontwerp leveren modulatie-aandrijvingen met elektromotor zuiver lineaire positioneringskenmerken bij zowel het openen als het sluiten. Pneumatische aandrijvingen kunnen eventueel de precieze positionering niet leveren die nodig is voor een accurate regeling. Pneumatische aandrijvingen met rolmembraan zijn aanbevolen wanneer ze voldoen aan deze criteria: Voor industriële toepassingen in de fabriek en voor erg beperkte kanaaltoepassingen kan een aandrijving met elektromagneet worden gebruikt voor het aan/uitschakelen. Dit type aandrijving mag zonder gedetailleerde analyse van het systeem niet worden gespecificeerd voor kanaaltoepassingen. abel Regelbaarheid in stoombevochtigers Klepformaat Regelbaarheid Equivalent Diameter Stroomverhouding Max:Min Minimum stroom als % van maximum 1 1/2" 1 1/4" 1 1/8" 1" 7/8" 3/4" 5/8" 9/" 1/2" 15/32" 7/" /32" 3/8" 11/32" 5/" 9/32" 1/4" 7/32" 3/" 5/32" 1/8" 7/64" 3/32" 5/64" 1/" 63:1 69:1 61:1 53:1 44:1 33:1 123:1 5:1 97:1 85:1 75:1 64:1 70:1 59:1 49:1 40:1 31:1 24:1 :1 59:1 37:1 28:1 21:1 15:1 :1 1,6 1,4 1,6 1,9 2,3 3,0 0,8 0,9 1,0 1,2 1,3 1,6 1,4 1,7 2,0 2,5 3,2 4,2 5,6 1,7 2,7 3,5 4,8 6,9 Grafiek Gewenste bedrijfskarakteristiek voor pneumatische aandrijvingen De positie van de klep is bij het openen en sluiten bijna identiek voor iedere gegeven druk op de aandrijving. REGELING LUCDRUK NAAR AANDRIJVING - BARG 0,75 0,68 0,60 0,55 0,45 0,40 0,35 OPENINGSSLAG SLUISLAG 0, ,0 PROCEN VAN DE VOLLE SLAG el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

19 Stoomspreiding De derde essentiële factor voor een goede bevochtiger is de spreiding. De stoom moet zo uniform mogelijk in de lucht worden verspreid om zo de snelst mogelijke absorptie mogelijk te maken zonder overbevochtiging, condensatie en druppelvorming te creëren. In normale kanalen levert een enkele spreidingsbuis - geïnstalleerd in de lengte - een goede spreiding van de stoom. In grote kanalen of kamers kan het nodig zijn het afvoerpatroon te verbreden om zo de gewenste spreiding te krijgen. ierbij zijn dan meerdere spreidingsbuizen voor één of meerdere bevochtigers nodig. De bevochtiging van industriële ruimten zonder centrale luchtbehandeling wordt meestal bereikt met bevochtigers die de stoom direct in de atmosfeer blazen. Er zijn twee manieren om stoom en lucht correct te mengen. Op de bevochtiger kan een ventilator worden gemonteerd of een luchtverhitter kan zodanig worden geplaatst om de waterdamp te absorberen en te verspreiden. Figuur Ruimtebevochtiger voor directe inblaas in de te bevochtigen ruimte Inlaat Filter Afvoer Condenspot Magneet Ventiel Stoom uit Figuur Enkele spreidingsbuis in een normaal kanaal Figuur Meerdere spreidingsbuizen in een groot kanaal of systeem Spreidingsbuis Spreidingsbuis Doorsnede kanaal Doorsnede kanaal Opmerking: Zie pagina 26 voor het monteren van meerdere spreidingsbuizen. Geluid Naast deze cruciale kenmerken is geluid een belangrijke factor bij het selecteren van stoombevochtigers voor ruimten waar stilte belangrijk of wenselijk is, zoals ziekenhuizen, kantoorgebouwen, scholen, enz. Figuur et geluid van ontsnappende stoom wordt gegenereerd aan het regelventiel. Dempmateriaal rond het ventiel is nodig om het geluid te dempen. Blokkeringsthermostaat Dempmedium el.: 32 (0) Fax: 32 (0)

20 Fundamentele toepassingsprincipes Om het gewenste resultaat te bekomen moet men rekening houden met verschillende basisprincipes voor het toepassen van stoombevochtigingstoestellen. Opname van stoom in luchtkanalen is een van deze factoren. In het stoombevochtigingsproces wordt zuivere waterdamp van 0 C gemengd met koudere lucht. et mengen van hete stoom met koudere lucht resulteert in warmteoverdracht. elkens wanneer warmte van de stoom wordt overgedragen, is er condensatie. Deze condensatie wordt zichtbare damp genoemd. Wanneer de stoom wordt afgegeven door een spreidingsbuis in een luchtkanaal, verandert het vlug van een onzichtbaar gas in zichtbare waterdruppeltjes. Vervolgens wordt het verspreid en wordt dan weer onzichtbaar. Zichtbare damp duidt op oververzadiging waar onzichtbare stoom condenseert tot waterdruppeltjes Wanneer condensatie optreedt, geeft de stoom zijn latente verdampingswarmte (circa 23 kj/kg damp) af aan de kanaallucht. Wanneer de damp volledig is gemengd met de lucht, wordt de voordien afgegeven warmte opnieuw geabsorbeerd en wordt de zichtbare damp weer omgezet in onzichtbaar gas, zonder een wijziging van de DB-temperatuur. (zie figuur 24-2). De absorptie van stoom in luchtkanalen is een erg belangrijke factor voor een juiste plaatsing van temperatuur- of vochtregelaars. Een regelaar die in of naast de zichtbare stoompluim is geplaatst, geeft inaccurate resultaten door de verzadigde-luchtzakken. Bij typische kanalen moeten alle regelaars minstens 0 tot 360 cm achter een spreidingsbuis zijn geplaatst. De volgende systeemeigenschappen hebben echter invloed op de zichtbare stoompluim en moeten dus worden overwogen bij het plaatsen van een regelaar: 1. oogte/lengteverhouding van het kanaal. De verhouding van de hoogte en lengte van een kanaal is een factor die de zichtbare stoompluim beïnvloedt. Figuur 24-1 geeft twee kanalen weer met een identieke diameter, maar met verschillende lengteverhoudingen. De luchtsnelheid, temperatuur, RV en distributie van de spreidingsbuizen zijn identiek. In het grotere kanaal is de spreidingsbuis korter en komt de stoom in contact met een veel kleiner percentage kanaallucht. Daardoor wordt een langere zichtbare stoompluim veroorzaakt. 2. Kanaalluchttemperatuur. De temperatuur van de luchtstroom in het kanaal heeft ook invloed op de lengte van de zichtbare stoompluim. Warmere lucht zorgt voor een korter mengtraject, zoals getoond in figuur 25-2, pagina 25. Alle andere voorwaarden zijn gelijk. Zichtbare damp Luchtstroom Figuur Geïsoleerde spreidingsbuizen. Stoombevochtiging is een isotherm proces. Verschillende kj aan energie worden aan de luchtstroom overgedragen wanneer men spreidingsbuizen met een stoommantel gebruikt. ypisch resulteert dit in een temperatuurstijging van minder dan 1 C. et gebruik van geïsoleerde spreidingsbuizen met mantel vermindert deze warmteoverdracht voor temperatuurkritieke toepassingen. Wanneer geïsoleerde spreidingsbuizen niet kunnen worden vermeden, moet men bij de installatie van deze spreidingsbuizen rekening houden met een aantal factoren. Een typische installatie van een spreidingsbuis met stoommantel vereist dat de stoom tegen de richting van de luchtstroming wordt geïnjecteerd. Wanneer geïsoleerde spreidingsbuizen worden gebruikt, moeten ze worden geïnstalleerd met stoom die wordt geïnjecteerd met de richting van de luchtstroming mee. ierdoor wordt gegarandeerd dat vocht niet accumuleert op de koele oppervlakken van de isolatiemantel. Wanneer de spreidingsbuizen op deze manier worden geïnstalleerd, gaat de extra turbulentie van de lucht die rond de standaard spreidingsbuis met stoommantel stroomt, verloren. Dat zorgt voor een langere zichtbare condensatiestreep. Figuur 25-1 toont de goede installatie en de invloed op het zichtbare mengtraject. 4. Snelheid van de kanaallucht. Wanneer de snelheid van de kanaallucht toeneemt, wordt het zichtbare damppatroon langer. Figuur 25-4 toont twee luchtkanalen met resp. een luchtsnelheid van 2,5 m/s en m/s. De andere voorwaarden zijn identiek: temperatuur, vochtigheid van de kanaallucht, kanaalafmetingen en de hoeveelheid stoom die wordt afgegeven door identieke spreidingsbuizen. De lengte van het zichtbare mengtraject is ongeveer proportioneel met de snelheid van de lucht in het kanaal. Figuur ypische schommelingen in de droge (voelbare) temperatuur in een kanaal naast de spreidingsbuis van de bevochtiger. Wanneer de latente verdampingswarmte wordt afgegeven, stijgt de temperatuur (in of naast de zichtbare damp kan deze stijging C tot 15 C bedragen). Wanneer de zichtbare damp wordt gemengd en opnieuw verdampt in de luchtstroom, is de verdampingswarmte opnieuw geabsorbeerd en is de temperatuur van de kanaallucht terug op het vorige peil. Damp raakt 75% van kanaallucht Doorsnede kanaal Zichtbare damp Zichtbare damp C C Damp raakt 25% van kanaallucht Doorsnede kanaal Bevochtiger Afgegeven warmte Opnieuw geabsorbeerde warmte 0 tot 360 cm Regelaar 24 el.: 32 (0) Fax: 32 (0)