До 1979 года автор этих строк жил в доме с толстыми кирпичными стенами и понятия не имел о том, что значит пониженная влажность воздуха в помещении. Однако, когда автор переехал в крупнопанельный дом (с бетонными стенами), то «на собственной шкуре» ощутил все неприятности, связанные с недостатком влаги в воздухе. Обычно это происходило с началом отопительного сезона. Влажность не поднималась выше 20 %. Оказалось, что бытовые измерители влажности на влажность менее 20 % просто не реагируют, показывая в этом случае 20 %.
Примерно через неделю после начала отопительного сезона по ночам из-за низкой влажности воздуха у автора пересыхало в горле так, что пропадал сон. Была также замечена неприятная болезненность корней волос на голове. Кроме того, от пересыхания в носу порой открывалось носовое кровотечение. И вообще от сухого воздуха в квартире автор чувствовал себя очень плохо и даже иногда болел от этого. Поэтому подумалось о приобретении одного из активно рекламируемых увлажнителей воздуха. Однако после опроса знакомых, а также в процессе анализа рекламы автор выяснил, что у этих аппаратов имеются серьёзные недостатки. И поскольку работа разных увлажнителей основана на разных принципах, то начинаешь понимать, что этих недостатков очень много. Среди них следует отметить следующие (но не обязательно присущие какой-либо конкретной модели):
1. Необходимость подключения к источнику электроснабжения. Это означает, что при уходе из помещения на сравнительно длительное время по условиям безопасности увлажнитель приходится отключать. При отключённом приборе воздух в помещении быстро высыхает. Однако после включения увлажнителя воздуха достижение требуемой влажности наступает совсем не быстро, а примерно за несколько часов, а иногда и за сутки.
2. Из-за стремления уменьшить потребление энергии увлажнители имеют сравнительно низкую активность насыщения воздуха помещения водой. Имели место, например, такие жалобы от потребителей. Если после достижения требуемой влажности в помещении, равной 50 %, открыть форточку, то влажность воздуха быстро падает до 20-30 %. Набор же влажности после закрытия форточки занимает очень много времени, что, естественно, раздражает. Правда, существуют мощные увлажнители воздуха, но они рассчитаны на помещения большой площади, превышающей площадь большинства обычных комнат.
3. Необходимость выбора оптимального места в комнате для установки увлажнителя. Например, оно желательно в центре комнаты на высоте около 1 м. Кроме того, выход пара из увлажнителя не должен попадать на стены, книги и мебель. Прибор нельзя ставить рядом с батареей центрального отопления, так как он будет подсушивать генерируемый влажный воздух. В большинстве современных уже обжитых квартир бывает очень трудно найти постоянное место для установки увлажнителя. Часто в зависимости от обстоятельств его приходится перемещать с места на место.
4. От горячей струи увлажнённого воздуха некоторых увлажнителей необходимо защищать детей.
5. Слишком малый гарантийный срок службы практически всех увлажнителей. Всего один год?! Такой гарантийный срок службы имеет место даже у аппаратов, устанавливаемых на батареи и выпускаемых промышленным способом.
6. Наличие шума от работы, например, вентиляторов и других подвижных элементов, непосредственно участвующих в работе увлажнителей.
7. Наличие в некоторых аппаратах постоянно светящегося экрана, который невозможно отключить без выключения увлажнителя, может значительно раздражать потребителей.
8. Некоторые увлажнители в первые недели работы генерируют в помещение запах пластика.
9. Локальное распределение влажности в помещении. Вокруг увлажнителя она больше, а вдали от него — меньше.
10. Сравнительно высокая стоимость.
11. Необходимость регулярной очистки внутренних поверхностей увлажнителей.
12. Необходимость иметь различные расходные материалы и разные элементы, сменяемые в процессе эксплуатации увлажнителя.
По существу, к каждому увлажнителю необходимо приставить специально обученного оператора, который ежедневно будет этот увлажнитель обслуживать, чистить, производить замену расходных материалов и элементов, приобретать их, а иногда и подготавливать воду для заливки в агрегат. Если ещё учесть, что в некоторых увлажнителях воздуха имеются детали и элементы, которые можно нечаянно испортить или поломать, то желание приобретать такое даже очень нужное устройство пропадает. Так случилось и с самим автором. Однако желание иметь влажный воздух в помещении осталось и всё более усиливалось. С трудом, но поставленную задачу всё-таки удалось решить.
Юношеские годы автор провёл в Ташкенте, где летом влажность воздуха была такой низкой, что ему, «лесному» человеку, в летнее время было очень трудно жить в столь непростых условиях. Однако автор вспомнил, что однажды, изнывая от сухости воздуха, он оказался рядом с небольшим бассейном — со стороны, в которую дул слабый ветерок. Тогда автор почувствовал, что ему стало легче. Школьные знания, полученные на уроках физики (а этот предмет автор очень любил), подсказали, что самочувствие улучшилось от того, что ветер, сдувая с поверхности бассейна влагу, делал воздух влажным. К этому бассейну автор стал часто наведываться.
И это случайно подмеченное явление в конце концов было использовано автором в его оригинальном увлажнителе воздуха, который ныне установлен в домашнем кабинете.
Основой этого аппарата в соответствии с рис. 1 является корыто 1, которое изготавливается из пластмассовой (пластик ПВХ) канализационной трубы наружным диаметром 110 мм с толщиной стенки 2,5 мм. Торцы этого корыта закрыты заглушками 2 и 3. В центре корыта закреплена плоская перегородка 4, необходимость которой возникает в тех случаях, когда длина корыта 1 увлажнителя составляет более 1,2 м. Заглушки 2 и 3, а также перегородка 4 в верхней части имеют выступы, на которые опирается экран 5. Он выполняется также из канализационной пластмассовой трубы, но уже с наружным диаметром, равным 50 мм. Заглушки 2 и 3, а также перегородка 4 выпиливаются из листового оргстекла толщиной 8-10 мм. На их цилиндрических поверхностях делаются по пять глухих резьбовых отверстий М5 или М4 на глубину примерно 12 мм, как показано на рис. 2. В корыте 1 в соответствующих местах выполняются сквозные отверстия с конусными фасками под винты с конусными головками.
При сборке корыта 1 с заглушками 2 и 3, а также с перегородкой 4 на их контактирующие поверхности следует нанести слой клея-герметика, например, водостойкого силиконового. Герметик лучше использовать белый, а не бесцветный. Это нужно для контроля качества склеивания и заполнения герметиком зазоров между контактирующими поверхностями заглушек 2 и 3, перегородки 4 и корыта 1 в сборе.
Экран 5 крепится к выступам заглушек 2 и 3, а также к выступу перегородки 4 винтами М5 или М4 с конусной головкой. Заглушкам достаточно по два винта, а перегородке 4 нужно три винта. Один из них участвует в креплении скобы 6, выполненной из полосы двухмиллиметровой стали шириной 20 мм, желательно нержавеющей. Форма изгибов этой скобы отражена на рис. 2. Верхняя его часть имеет отверстие под шуруп 7 для крепления скобы 6 к стене 11. Тут следует опять оговориться. Скоба 6, как и перегородка 4, выполняются только в том случае, если длина корыта 1 увлажнителя воздуха превышает 1,2 м.
Корыто 1 ставится на батарею 8 центрального отопления и фиксируется шурупом 7. Для этого в стене 11 подготавливается специальное посадочное место с пластмассовым дюбелем. Это очень простое и надёжное крепление, проверенное на практике в течение более четверти века. Оно без проблем позволяет демонтировать увлажнитель для профилактических работ и потом снова устанавливать его на место.
Если такой увлажнитель воздуха выполнить с длиной корыта около одного метра, то скоба 6 может больше не понадобиться, как и перегородка 4. На рис. 1 они для этого случая перечёркнуты красным крестом. Этим случаем может быть и ограниченная высота между батареей центрального отопления 8 и, например, подоконником. Этот расстояние должно быть не менее 110 мм.
На рис. 1 красным цветом показаны кронштейны 9 и 10, которые с помощью винтов (условно отмеченных крестиками) крепятся к заглушкам 2 и 3, соответственно. Следует заметить, что кронштейны 9 и 10 улучшают также обдув горячим воздухом поверхности воды в корыте 1 благодаря более компактному поступлению воздуха под экран 5.
На рис. 2 изображён разрез рассматриваемого увлажнителя воздуха по плоскости перегородки 4, с помощью которого легче объяснить принцип действия этого, в общем-то, нового устройства.
Особенность этого нового увлажнителя воздуха заключается в том, что поверхность воды в корыте 1 постоянно обдувается тёплым воздухом, поступающим от батареи 8 центрального отопления через зазор между задним ребром корыта 1 и экраном 5. Этому способствует свойство тёплого воздуха всегда подниматься вверх. Экран же направляет его прямо на открытую поверхность воды в корыте 1. Далее воздух, насыщенный парами воды (то есть уже увлажнённый) попадает в помещение.
В домашнем кабинете автора батарея имеет длину 1700 мм. Поэтому корыто и экран были сделаны такой же длины. Перегородка была установлена в центре корыта. На изготовление увлажнителя ушло почти три дня. Кроме того, приобретя несколько бытовых гигрометров, автор разместил их в разных местах кабинета и квартиры, затем налил в корыто ведро горячей воды из водопроводного крана и стал ждать. Горячая вода в корыте примерно через полчаса вдруг стала на ощупь холодной. Значит, процесс сдувания воды пошёл. Однако стрелки гигрометров так и не подвинулись в нужную сторону. Перед сном влажность не изменилась, но уровень воды в корыте уменьшился примерно на сантиметр. На следующее утро стрелки гигрометров оставались по-прежнему на отметке 20 %, но уровень воды в корыте уменьшился уже существенно.
Долив в корыто ещё воды, автор отправился на работу — преподавать в вуз, где иногда имел дело и с вечерниками. В этот день автор попал домой ближе к ночи и, войдя в кабинет, вдруг ощутил, что воздух увлажнился. Гигрометры, размещённые в кабинете, показывали влажность 45 %. На следующее утро, когда уже рассвело, автор обратил внимание на обои, местами несколько потемневшие при рассматривании их в отражённом свете. Гигрометры показывали уже чуть больше 50 %!
Что же произошло? Поскольку воздух в помещении был очень сухой, то и стены, и книги на полках, и мебель тоже были сухими. После «включения» увлажнителя воздуха вся влага увлажнённого воздуха уходила на увлажнение стен, книг и мебели. И только на второй день, когда они насытились влагой и стали потреблять её в меньшей степени, в воздухе помещения также увеличилось содержание H2O.
Каждый день перед сном автор заглядывает в корыто и наблюдает за уровнем воды в нём. Обычно за сутки увлажнитель «выпивает» около 4,5 л воды (когда побольше, когда поменьше). Налив в корыто воды столько, чтобы её уровень был на 5-10 мм ниже бортов, можно и ложиться спать. И так каждый день. Честно отметим, что это не так сложно, как управление увлажнителями с электропитанием. Надо только пользоваться не круглым ведром, а ведром прямоугольной формы.
Удалять воду из корыта тоже не представляет труда. Достаточно взять отрезок эластичной трубки внутренним диаметром около 10-12 мм, заполнить его водой, зажать его концы и опустить их: один в воду корыта, а другой — в приёмную ёмкость, например, в ведро. Вода за счёт сифонного эффекта будет перетекать из корыта в ведро.
Влажность воздуха зависит от температуры батареи центрального отопления. При очень горячей батарее (около 70 °C) влажность воздуха при закрытой двери кабинета составляет примерно 45-50 %. При открытой двери кабинета она может опуститься и до 35 %. В других комнатах её величина составляет всего 20 %.
Если батарею центрального отопления слегка перекрыть так, чтобы её температура понизилась до 50 °C, то влажность воздуха может увеличиться и до 60 %. Все случаи систематизировать очень сложно. Однако эффективность увлажнения воздуха в комнате налицо. Даже открытие одной створки окна (её площадь составляет почти 0,6 м2) для проветривания комнаты площадью 13 м2 на несколько минут слегка снижает влажность в комнате, но после закрытия в течение 20-30 минут, то есть сравнительно быстро, влажность воздуха восстанавливается до первоначального значения.
На величину влажности воздуха в помещении оказывает также температура стен, в которых строителями проложены трубы с горячей водой для компенсации недостаточности прогрева удлинённой комнаты только за счёт батареи центрального отопления. Это также следует учитывать при настройке увлажнителя.
Ради любопытства проводились и такие опыты с новым увлажнителем воздуха. Автор умышленно заклеил сверху полиэтиленовой плёнкой один из отсеков корыта с целью определения эффективности работы увлажнителя с уменьшенной площадью обдува поверхности воды. В течение нескольких дней наблюдения за показаниями влажности каких-либо заметных изменений в её показателях обнаружено не было. Правда, расход воды несколько снизился (примерно на треть). Это говорит о том, что длину корыта увлажнителя воздуха можно сократить до 900 мм.
Первое время имелось опасение, что вода может со временем зацвести или в ней заведутся какие-либо болезнетворные микроорганизмы. Однако ничего подобного не случилось, несмотря на то, что изготовленный «на коленке» увлажнитель воздуха уже работает более четверти века. А главное — он никогда не ломается, несмотря на то, что избавляться от накипи внутри корыта иногда приходится солидными ударами молотка по наружной цилиндрообразной поверхности корыта. Немаловажно и то, что этот увлажнитель во время работы не издаёт никаких звуков и не потребляет электроэнергии.
Он совершенно безопасен также и для детей, так как участков повышенной опасности у него попросту нет. Главное же это то, что увлажнитель работает, если не забыть долить в него вовремя требуемого объёма расходуемой воды, круглые сутки!
После окончания отопительного сезона или в его средине корыто увлажнителя следует привести в порядок. За несколько месяцев непрерывной работы в корыте набирается очень много грязи, а его внутренняя поверхность покрывается сравнительно толстым слоем солей, содержащихся в водопроводной воде. Грязь, включающая в себя и различные волокна, а также пыль, содержащуюся в воздухе помещения, оседает на дне корыта. Для его чистки следует отвернуть шуруп или шурупы, крепящие корыто к стене, предварительно слив воду, и отнести увлажнитель в ванную. В чаше ванной предварительно следует закрыть пробкой сливное отверстие и только после этого приступать к чистке корыта увлажнителя. Грязи и затвердевших солей там может оказаться так много, что они могут моментально забить слив чаши ванны. А опыт показывает, что его прочистка после этого — очень неприятное занятие.
Наличие в грязи большого количества эластичных волокон говорит о том, что данный увлажнитель частично обеспечивает также процесс «мойки» воздуха. И это — ещё одно его достоинство. Ещё одно — этому увлажнителю не нужны никакие дополнительные расходные материалы и элементы. Для того, кто обслуживает этот увлажнитель нужно только раз в день добавлять водопроводной воды без какой-либо доработки или очистки и один-два раза в год почистить корыто (а не через две-три недели, как этого требуют некоторые электроувлажнители).
Справедливости ради оговорюсь, что с предлагаемым увлажнителем воздуха могут случиться и небольшие неприятности. Как-то после очередного заполнения корыта увлажнителя автор обнаружил, что батареи центрального отопления вдруг отключили — кончился отопительный сезон. За текучкой дел всё было некогда слить из корыта увлажнителя воду. И вот однажды, направив на воду в корыте свет настольной лампы, автор был очень удивлён, обнаружив в воде большое количество личинок комаров. Это говорит о том, что воду из увлажнителя после завершения отопительного сезона следует сливать сразу, не дожидаясь, когда её заселит живность.
Процесс завершения отопительного сезона иногда происходит без учёта аномалий природы и тогда приходится включать электрообогреватели. Опять уменьшается влажность воздуха в помещении, правда, не так, как при работе центрального отопления. Однако хочется жить в полном комфорте. Поэтому в момент ухудшения погоды, чтобы обеспечить работоспособность нового увлажнителя воздуха, автор решил на стену за батареей центрального отопления под увлажнителем повесить плоский электрообогреватель, уменьшив его мощность с помощью электрического конденсатора. Правда, теперь увлажнитель воздуха бесшумно потребляет электроэнергию и не соответствует типу, заявленному в заголовке, но это фактически аварийный запасной вариант. 20-50 Вт электрической энергии погоды для такого случая не делают. Все бытовые увлажнители постоянно потребляют такие же мощности электроэнергии и никто не обращает на это внимания. В связи с такими обстоятельствами можно подумать и об увлажнителе воздуха с электроподогревом, но с использованием принципа сдувания воды с поверхности корыта.
Итак, описанный в этой статье увлажнитель воздуха, устанавливаемый на батарею, имеет существенные преимущества перед большим числом увлажнителей, кроме увлажнителей повышенной мощности с автоматизированным поддержанием влажности воздуха. Среди его достоинств отметим следующие:
1. Сравнительно низкая стоимость. Ожидаемая стоимость такого увлажнителя воздуха существенно меньше, чем стоимость аналогичных и особенно электромеханизированных агрегатов.
2. Простота в эксплуатации и стабильность работы в течение очень длительных сроков увлажнения.
3. Его естественное и безальтернативное место установки — на батарею центрального отопления, а также возможность установки на батареи практически любого типа.
4. Естественное увлажнение воздуха без каплео бразов ания.
5. Возможность постоянного использования воды из-под крана без какой-либо её обработки или кондиционирования.
6. Устойчивость корпуса к нагреванию в пределах максимальных температур нагрева батарей центрального отопления.
7. Абсолютная бесшумность.
8. Использование тёплого воздуха батареи для обдува поверхности воды в корыте не требует подключения к электросети.
9. Увлажнитель не даёт белого налёта на мебели, на паркете и на др. поверхностях.
10. Равномерное распределение влажного воздуха во всех уголках комнаты.
11. До предела упрощён процесс ухода за увлажнителем.
12. Такой увлажнитель имеет практически неограниченный срок службы.
В данной статье изложен процесс создания лабораторного макета бытового увлажнителя воздуха с целью проверки работоспособности идеи. Поэтому его внешний вид, цветовая гамма его элементов и даже геометрия несколько отличаются от того, что можно изготовить промышленным способом. Идея же оказалась работоспособной и прошедшей достаточно длительный процесс эксплуатационных испытаний. Сейчас в компании ООО «Инкоэр» рассматривается возможность создания, а в дальнейшем и массового изготовления принципиально нового, эффективного и простого в обслуживании, а также имеющего сравнительно невысокую стоимость бытового увлажнителя воздуха.
