Нормальный показатель влажности в помещении для комфортного самочувствия людей, в соответствии с санитарными нормами, должен составлять 40-55% при температуре 22-25 °С. При содержании влаги в атмосфере менее 40% даже у абсолютно здоровых людей появляется сонливость, рассеянность, ухудшается общее самочувствие. Недостаток влаги в воздухе способствует накоплению статического электричества и препятствует оседанию комнатной пыли, а при влажности менее 30% начинает высыхать слизистая оболочка органов дыхания человека, что повышает его восприимчивость к респираторным инфекциям. А ведь в зимнее время в городских квартирах с центральным отоплением показатель влажности порой опускается ниже 20 %. Эта чрезмерная сухость воздуха в жилых помещениях, по мнению врачей, и провоцирует в осенне-зимне-весенний период заболевания дыхательных путей.
Чтобы понять, почему в отапливаемых помещениях в зимнее время происходит такое существенное снижение влажности воздуха, обратимся к курсу физики. Известно, что влажность воздуха в значительной степени зависит от его температуры: чем сильнее прогревается воздух, тем большее количество влаги он может содержать. Количество содержащейся в воздухе влаги характеризуется двумя величинами — относительной и абсолютной влажностью. Относительная влажность воздуха представляет собой отношению содержащейся в воздухе влаги на данный момент к максимальному количеству влаги, которое вообще может в нем содержаться при данной температуре; иными словами, относительная влажность показывает, насколько воздух далек от насыщения водяным паром. Поэтому, например, над водной гладью океана или моря относительная влажность воздуха довольно высокая (более 80%); а в жарких пустынных местностях — очень низкая (менее 10%).
Абсолютная влажность просто определяет количество (в граммах) водяного пара, содержащегося в одном кубометре воздуха. Зная только этот параметр, нельзя определить, насколько воздух влажен или сух, поскольку в зависимости от температуры при одной и той же абсолютной влажности воздух может быть и сухим, и влажным. Чем выше температура, тем большее количество влаги может в нем содержаться. Предельное количество водяных паров, насыщающих воздух при данной температуре, называют максимальной влажностью — далее влага выпадает из воздуха в виде осадков.
Интенсивность испарения влаги зависит от относительной влажности воздуха. Поэтому, например, зимой при нормальной относительной влажности абсолютная влажность может быть достаточно низкой, поскольку холодный воздух не может содержать большое количество водяного пара. При проветривании теплого помещения холодный воздух с низким содержанием влаги попадает внутрь и нагревается. При этом количество водяного пара в воздухе — абсолютная влажность — не изменяется, а относительная — уменьшается (ведь в теплом воздухе могло бы содержаться значительно больше водяного пара, чем в холодном). Поэтому-то зимой в отапливаемых помещениях влажность воздуха опускается вдвое и даже втрое ниже установленной нормы. Для предотвращения этих негативных явлений можно воспользоваться приборами, которые так и называются — бытовые увлажнители воздуха.
Существует несколько типов увлажнителей воздуха: холодные (традиционные), паровые, ультразвуковые, увлажнители распылительного типа (атомайзеры), а также увлажнители-очистители —- приборы, в которых функция увлажнения сочетается с очисткой воздуха. Холодные, или традиционные, увлажнители оснащаются вентилятором, засасывающим сухой воздух из помещения и прогоняющим его через фильтр-испаритель.
В традиционном увлажнителе сухой воздух из помещения прогоняется через влажные испарительные фильтры вентилятором. Фильтр изготавливается из специальным образом подготовленной целлюлозы, которая за счет капиллярного эффекта интенсивно впитывает в себя влагу из поддона и поэтому постоянно увлажнена. В корпусе прибора обычно находится одна или две емкости, из которых вода подается в поддон, а оттуда — на сменный фильтр-испаритель. Движущийся воздушный поток насыщается водяными парами, а нежелательные примеси оседают на поверхности фильтра. Чем выше влажность воздуха, тем ниже производительность холодного увлажнителя; таким образом, прибор автоматически поддерживает влажность воздуха на оптимальном уровне. К определенному недостатку холодных увлажнителей можно отнести то, что для их работы требуется использование деминерализованной или дистиллированной воды. При использовании водопроводной воды, плохо очищенной и жесткой, увлажняющий картридж быстро засорится и потребует замены. Использование водопроводной воды может допускаться только в случае, если прибор дополнительно снабжается специальным умягчающим картриджем, уменьшающим жесткость воды.
К разновидности холодных увлажнителей относятся и так называемые «мойки воздуха». Можно выделить два типа этих приборов: «мойки воздуха» помпового типа и дисковые «мойки». «Мойки воздуха» помпового типа работают так же, как традиционные увлажнители, с той лишь разницей, что увлажненный в фильтре-испарителе воздушный поток дополнительно проходит через водяную завесу. Вода засасывается из поддона небольшим водяным насосом (помпой) и подается к верхнему краю испарительного фильтра, откуда падает вниз, одновременно промывая, увлажняя и до некоторой степени очищая комнатный воздух.
Дисковые «мойки воздуха» функционируют несколько иначе. Очистка воздуха в них происходит примерно так же, как в природе во время дождя, а увлажнение — по принципу холодного испарения. Воздух увлажняется вращающимися пластиковыми дисками, которые с небольшими зазорами собираются в пакеты (примерно по 20 шт.). Пакеты частично погружены в емкость с водой и приводятся в движение электромотором. Благодаря особой технологии обработки, поверхность дисков всегда остается влажной. Сухой воздух из помещения засасывается вентилятором в корпус увлажнителя, проходит между увлажненными дисками, насыщается влагой, образуя мелкодисперсную водяную пыль, которая оптимально увлажняет воздух и осаждает содержащиеся в нем вредные частицы на поверхности дисков, которые смываются в заполняющую емкость воду.В «мойках воздуха» дискового типа воздух из помещения прогоняется между пластинами вращающегося дискового барабана с помощью вентилятора. К увлажнителям холодного типа можно отнести также кулеры (от англ. cooler — «холодильник»), иногда называемые кондиционерами испарительного типа, что, строго говоря, неверно, поскольку его конструкция совсем иная: прибор не имеет ни компрессора, ни теплообменников, ни хладагента. Небольшое понижение температуры в таких устройствах действительно имеет место за счет испарения воды (в резервуар кулера рекомендуется класть кусочки льда из холодильника), но оно очень незначительно и кратковременно. Достичь ощутимой прохлады за счет такого процесса в условиях достаточно влажного климата практически невозможно: через некоторое время температура воздуха вновь поднимается, а в сочетании с повышенной влажностью жара переносится еще тяжелее.
Паровые увлажнители, как вполне понятно из названия, увлажняют воздух испаряя воду, поэтому при эксплуатации такого прибора очень важно следить за тем, чтобы влажность воздуха в помещении не превысила оптимальный уровень. В большинстве случаев паровые увлажнители снабжаются специальным датчиком влажности воздуха (гигростатом), который отключает прибор при достижении нужной степени влажности. Если паровой увлажнитель не оборудуется встроенной системой регулирования влажности, то можно укомплектовать прибор отдельным выносным гигростатом, который отключит испаритель сразу после того, как в помещении уровень влажности достигнет нужной отметки. При понижении влажности гигростат вновь включит устройство. Без использования гигростата пароувлажнители используются, например, в теплице, где приемлема относительная влажность воздуха до 90-100%.
Особенно внимательно следует отнестись к моделям простых конструкций, которые не оборудованы вентилятором и увлажняют воздух только на небольшом расстоянии вокруг прибора. Такие увлажнители, в частности, не рекомендуется устанавливать ближе 15 см от оклеенной обоями стены, чтобы обои не отклеились.
Работу парового увлажнителя можно сравнить с функционированием обычного чайника, поскольку здесь жидкость также доводится до кипения. Паровой увлажнитель имеет устойчивое основание, ручку для перемещения и отверстие для выхода пара. Для работы парового увлажнителя может использоваться обычная водопроводная или минеральная вода. Система нагревания воды состоит из двух металлических стержней, погруженных в воду. Через воду от одного электрода к другому проходит электрический ток, в результате чего вода нагревается до температуры кипения (при 100 °С большинство микроорганизмов погибает, поэтому можно говорить о гигиеничности прибора) и выходит в виде пара. Когда влага улетучивается, электрическая цепь естественным образом размыкается и нагрев прекращается. Пар на выходе всегда абсолютно чист, поскольку все соли остаются в резервуаре; однако именно по этой причине необходимо регулярно тщательно промывать емкость, в идеале — перед каждым использованием. Кроме того, необходимо периодически (1-2 раза в месяц, в зависимости от жесткости воды) удалять известковый налет с элементов насадки. Температура корпуса работающего парового увлажнителя невысока — до него можно дотрагиваться без риска получить ожог. Однако струя пара, подаваемая прибором, представляет собой определенную опасность и может обжечь уже на расстоянии примерно 10 см от паропропускного отверстия. По этой причине паровой увлажнитель нельзя использовать в детских, а также оставлять детей без присмотра в помещении, где работает этот прибор.
Кроме того, в некоторых случаях дискомфорт может вызывать тихий, но отчетливый шум кипящей воды в работающем приборе. Между электродами парового увлажнителя, расположенными в защитной колбе, через воду протекает электрический ток, в результате вода закипает, пар поступает в помещение. В комплект увлажнителя могут входить специальные насадки, позволяющие использовать прибор в медицинских целях, а также контейнер для ароматизирующих добавок. Паровые увлажнители, как правило, имеют достаточно большую потребляемую мощность (300-600 Вт) по сравнению с увлажнителями другого типа.
Ультразвуковые увлажнители представляют собой наиболее совершенный тип этого прибора. Принцип работы ультразвукового увлажнителя основан на свойстве пьезоэлектриков преобразовывать электрические колебания в механические. Прибор функционирует следующим образом: на погруженный в воду пьезоэлектрический кристалл подается напряжение ультразвуковой частоты, которое преобразуется в механическую вибрацию. Благодаря вибрации пьезоэлемента, в водяном слое образуются чередующиеся между собой волны повышенного и пониженного давления. В областях пониженного давления происходит вскипание жидкости при обычной комнатной температуре (так называемое явление кавитации), и в воздух выбрасываются мелкодисперсные частицы в виде взвеси. Иными словами, попадающая на пьезоэлемент вода расщепляется на мельчайшие капельки и образует над ним своеобразный микроскопический фонтанчик, облачко тумана, которое вместе с потоком воздуха, создаваемым вентилятором, направляется в помещение, где и переходит в парообразное состояние.
В ультразвуковом увлажнителе пьезоэлемент превращает воду в туман. Возможен предварительный нагрев воды электродами. Поскольку энергия для испарения отбирается непосредственно из воздуха помещения, температура в нем может незначительно понизиться. По сравнению с другими разновидностями увлажнителей, преимуществом ультразвуковых приборов является точный контроль влажности и нормальная температура выходящего пара (не более 40 °С). Кроме того, ультразвуковые увлажнители, как правило, достаточно компактны, отличаются небольшой потребляемой мощностью (40-50 Вт) и вместе с тем — сравнительно высокой производительностью, а шум при их работе практически незаметен. Поэтому такие приборы получили в настоящее время широкое распространение.
Для удобства пользования увлажнители могут быть снабжены не только датчиками влажности, но и дисплеями и пультами дистанционного управления. Для работы ультразвуковому увлажнителю, так же как и холодному увлажнителю, требуется деминерализованная или дистиллированная вода, поскольку (в отличие от паровых увлажнителей и увлажнителей-очистителей) в ультразвуковых приборах вместе с разбивающейся на микроскопические капельки водой распыляются и все содержащиеся в ней примеси. Таким образом, использование обычной водопроводной воды или минеральной, в которой содержатся соли в высокой концентрации, может привести к тому, что на стенах, мебели и листьях растений скоро появятся пятна белого солевого налета.
Специалисты рекомендуют использовать в данных увлажнителях только дистиллированную воду. Однако в последнее время появились увлажнители новых конструкций, снабженные встроенным фильтром (картриджем), содержащим ионообменную смолу. Теоретически для работы такого прибора водопроводная вода подходит, однако на практике уже после нескольких месяцев эксплуатации с использованием городской водопроводной воды, недостаточно хорошо очищенной и содержащей хлор, фильтр требует замены.
Конструкция некоторых ультразвуковых приборов позволяет перед распылением воды подогревать ее в специальном отсеке, куда влага поступает из бачка увлажнителя. В процессе подогревания температура воды повышается до 80-86 °С и за счет этого многие вредоносные бактерии и микробы погибают. Образуемый на выходе пар имеет температуру 40 °С, поэтому устройство безопасно в эксплуатации. Таким образом, приборы этого типа соединяют в себе достоинства как паровых, так и ультразвуковых увлажнителей. Для того чтобы не допустить переувлажнения помещения, ультразвуковые увлажнители часто оснащаются встроенным гигростатом. Если гигростат не входит в комплект, специалисты рекомендуют отдельно приобрести такой прибор (выносной гигростат).
Необходимый уровень влажности и интенсивности увлажнения устанавливается с помощью регулирующих ручек, а в моделях с электронным управлением — задается на панели управления пульта дистанционного управления. Кроме того, существует возможность автоматического режима работы прибора. Работая в автоматическом режиме, увлажнитель, в зависимости от температуры в помещении, самостоятельно выбирает и поддерживает оптимальную влажность, при этом необходимая информация может отражаться на специальном дисплее.
Если ультразвуковое устройство снабжается таймером, можно выбирать продолжительность его работы: задавать ограниченное время или устанавливать увлажнитель на непрерывную работу. После полного опустошения бачка испарителя агрегат автоматически отключается — сигнал подают специальные датчики порожнего состояния. О необходимости вымыть прибор также сообщают специальные датчики загрязнения. Хотя следует заметить, что при правильной эксплуатации уход за ультразвуковыми увлажнителями несложен: при образовании значительного известкового налета устройство чистится обычной сухой и чистой малярной кисточкой из не слишком жесткой щетины. Для очистки водной емкости можно использовать бытовые химические средства для удаления накипи.
Увлажнители распылительного типа, или атомайзеры, работают по принципу распыления мелкодисперсной водяной взвеси — микроскопических капелек влаги, которые через некоторое время переходят в парообразное состояние. Этот тип увлажнителя в быту практически не используется, поскольку прибор обладает очень высокой производительностью и стоимостью. Атомайзеры часто применяются в бумажной и деревообрабатывающей промышленности, в теплицах, табачной и текстильной отраслях.
Увлажнители-очистители воздуха — это климатические комплексы, которые одновременно с увлажнением очищают воздух благодаря тому, что в одном корпусе объединены два независимых устройства: увлажнитель и очиститель с нужным фильтром. Как правило, используются увлажнители холодного типа, а фильтр может быть угольным, электростатическим или изготовленным из специального материала НЕРА.
Увлажнитель-очиститель, оснащенный фильтром НЕРА. Благодаря фильтру, адаптированному к воде, увлажнитель способен дополнительно очищать воздух в помещении, освежать его и устранять неприятные запахи. Фильтр очищает залитую в прибор воду, задерживая в себе нежелательные примеси, находящиеся в воде: молекулы кальция, магния, хлора и прочие. Антибактериальная пропитка фильтра способствует очистке помещения от различных бактерий и аллергенов; кроме того, воздух очищается от пыли и табачного дыма.