Взаимоотношения температурно-влажностного и электро-аэродинамического режимов в помещениях с кондиционированным воздухом

Взаимоотношения температурно-влажностного и электро-аэродинамического режимов в помещениях с кондиционированным воздухом

Оценивая состояние воздушной среды в закрытых помещениях с высокой ее чистотой по показателям температуры, относительной влажности, скорости движения воздушного потока и аэроионизации нами был отмечен интересный факт. В чистых комнатах, в условияхдеионизации воздушной среды показатели температуры и относительной влажности в течение рабочего дня претерпевали значительные изменения (таблица 1). Одновременно с этим, лица, работающие в этих помещениях, в ряде случаев отмечали температурно-влажностный дискомфорт.

Нами было высказано предположение, что в закрытых помещениях с кондиционированным воздухом резкое уменьшение количества положительных и отрицательных аэроионов может приводить к изменению заданного температурно-влажностного режима, так как нарушены взаимоотношения микроклиматической триады - температура - влажность - аэроионизация, всегда существующей в естественных условиях.

Надо полагать, что именно в закрытых помещениях с де-ионизированным воздухом изменения взаимоотношений этой триады будут наиболее выражены, что отразилось на неустойчивости заданного температурно-влажностного режима.

Таблица 1. Изменения относительной влажности (%) и температуры (*С) в чистых комнатах в условиях деионизации воздуха.

Показатели микроклимата

08.00

11.00

13.00

15.30

Амплитуда колебаний

Относительная влажность

38,50.2

48,00,7

45,50,4

55,01,0

16,5

Температура

20,50,4

19,50,4

21,50,2

22,50,4

3,0

После создания дополнительной ионизации, способствующей компенсации аэроионной недостаточности в помещениях, заданный температурно-влажностный режим в течение рабочего поддерживался более устойчиво (таблица 2).

Таблица 2. Изменения относительной влажности (%) и температуры (*С) в чистых комнатах в условиях компенсации аэроионной недостаточности.

Показатели микроклимата

08.00

11.00

13.00

15.30

Амплитуда колебаний

Относительная влажность

48,00,7

52,00,1

51,00,1

55,00,1

7,0

Температура

20,50,2

21,00,1

21,00,1

22,00,3

2,0

Таким образом, в помещениях с кондиционированным воздухом, при поддержании высокой чистоты его, отмечается взаимосвязь температурно-влажностного и электро-аэродинамического режимов.

Для обоснования отмеченного нами факта можно привести некоторые теоретические предпосылки о наличии электрических эффектов на границах раздела двух фаз "вода-воздух" с позиций двойного электрического слоя. В естественных условиях особенности строения двойного электрического слоя влияют на заряжение мелких облачных капель, растущих за счет конденсации. Если ограничиться электростатическим приближением в рассмотрении взаимодействия атмосферных ионов с поверхностным полем капли, то поле двойного электрического слоя можно трактовать как поле сферического конденсатора с разностью потенциалов между обкладками равной поверхностному скачку потенциала. В этом случае, в область действия двойного электрического слоя с одинаковой вероятностью могут попадать как положительные, так и отрицательные ионы, но поле будет разделять ионы разных знаков. В случае положительного скачка потенциалов, направленного в глубь капли, отрицательные ионы будут затягиваться в глубь капли, а положительные - выталкиваться на поверхность. При обратной полярности соотношения для отрицательных и положительных ионов будут противоположны. Можно предположить, что в герметически закрытых помещениях, в условиях почти полного отсутствия аэроионов, могут происходить изменения электрических эффектов двух фаз "вода-воздух", что в свою очередь, вероятно, и обусловливает наблюдаемые нами значительные колебания относительной влажности и связанной с нею температуры воздухах. В условиях компенсации аэроионной недостаточности, то есть, когда в воздушной среде имеются ионы, могут происходить электрические эффекты, характерные для фазовых взаимоотношений в системе "вода-воздух". При этом полное изменение химической энергии гидратации ионов определяется суммой всех эффектов.

(delta) H=nt+A+Eпол+Eдис+C+Eотт+B+y
t - теплота испарений молекул воды
n - число молекул воды
A - энергия взаимодействия ионов и диполей воды
C - взаимное отталкивание диполей воды
Eпол - энергия поляризации
Eотт - энергия отталкивания между ионами
B - эффект поляризации растворителя вокруг иона
y - изменение энергии при взаимодействии между молекулами воды слоя сольватного комплекса и окружающей водой
E - действие дисперсных сил между ионами и молекулами воды.

Эффект поляризации (Епол), и Еотт взаимно компенсируются, А - более 50%, В - более 30%, остальные от 1 до 10% общей энергии.
В присутствии ионов часть растворителя (в наших условиях молекулы или группы молекул) связываются в сольватную оболочку, то есть, при увеличении концентрации аэроионов происходит частичная десольватация.

Можно предположить, что в условиях дополнительной аэроионизации в помещениях с жестким режимом кондиционирования, в частности, в чистых комнатах, при соответствующей концентрации ионов происходит увеличение ассоциации, а затем при некотором повышенном содержании ионов влажность воздушной среды в определенной степени увеличивается, удерживается на более стабильном уровне. Соответственно устойчивость относительной влажности будет более постоянной и температура окружающей среды.

Отмеченный нами факт возможных изменений взаимоотношений постоянно существующей триады температура - влажность - аэроионизация при исключении последней представляет научный интерес и может иметь определенное практическое значение

НПФ "ЯНТАРЬ" (www.ionization.ru)
ПОЛНОЕ ИЛИ ЧАСТИЧНОЕ ЦИТИРОВАНИЕ ДАННОЙ СТАТЬИ ЗАПРЕЩЕНО