Холодно когда влажность зимой

Что такое влажность

Количество водяного пара в 1 кг воздуха при 100% относительной влажности
Температура воздуха	Количество пара
-10 °С	2,14 г
0 °С	4,8 г
10 °С	9,3 г
20 °С	17,4 г
30 °С	30,2 г

Количество водяного пара, который может содержаться в воздухе, зависит от температуры — чем выше температура, тем больше влаги может в нем находиться. Количество содержащейся в воздухе влаги характеризуется двумя величинами — относительной и абсолютной влажностью. Абсолютная влажность или влагосодержание показывает, сколько грамм водяного пара содержится в одном килограмме воздуха. Несмотря на свою наглядность, абсолютная влажность не дает представления о том, насколько воздух влажен или сух. А для определения «сухости» воздуха используется относительная влажность, которая показывает, насколько воздух далек от насыщения водяным паром: относительная влажность равна отношению содержащейся в воздухе влаги к максимальному количеству влаги, которое может содержаться в воздухе при данной температуре. Например, при температуре воздуха 20°С и относительной влажности 50% в воздухе содержится 8,7 грамм водяного пара — половина от максимального количества (17,4 грамм), которое могло бы содержаться в воздухе при данной температуре. Для нас важна именно относительная влажность, поскольку от нее зависит интенсивность испарения влаги с кожи человека, из растений, деревянной мебели

О причинах низкой влажности зимнего воздуха

Относительная влажность наружного воздуха в зимний период может быть достаточной высокой — 60 — 70%. В то же время абсолютная влажность будет 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, но в теплом воздухе могло бы содержаться значительно больше водяного пара, чем в холодном, и относительная влажность уменьшается. Например, если температура воздуха на улице при 90% относительной влажности, то в 1 кг воздуха содержится влаги. Когда этот воздух попадает в помещение и нагревается, его влажность падает до . Таким образом, вследствие естественной вентиляции, зимой в отапливаемых помещениях влажность воздуха становится ниже нормы в 2 — 4 раза.

Зачем нужно увлажнять воздух

Помимо создания комфортных условий для людей, домашних животных и растений, поддержание нормального уровня влажности бывает необходимо в промышленности и торговле. Многие материалы, такие как бумага, ткани, некоторые виды пластмасс, а также фрукту и овощи являются гигроскопичными, то есть стремятся выровнять уровень своей влажности с окружающей средой. Другими словами, в сухом воздухе они меняют свои свойства, что приводит к нарушению технологических процессов или к преждевременной порче продуктов питания. Другой проблемой, которую создает сухой воздух, является статическое электричество. При падении относительной влажности ниже 35%, предметы начинают накапливать статическое электричество, к которому особенно восприимчивы электронные приборы.

Таким образом, увлажнители воздуха используются на промышленных объектах (производство и микросхем, химическая обработка материалов, покрасочные камеры, деревообработка), при хранении готовой продукции (холодильные склады и овощебазы), а также в музеях, библиотеках, оранжереях и других объектах. Далее мы расскажем о том, как рассчитать и выбрать увлажнитель воздуха в зависимости от типа обслуживаемого объекта.

Источник

Развенчание мифов о влажности

Часто понятие «влажность» ассоциируют с явлениями, имеющими негативную окраску.

В действительности многие наши представления о влажности ошибочны и основываются на поверхностных знаниях, что это такое на самом деле.

Цель статьи – рассмотреть наиболее распространенные «ложные мифы» относительно влажности, понять, что она важнее (и даже ценнее), чем мы думаем.

На деле, нередко возникает потребность в создании и поддержании этого параметра воздуха с помощью увлажнителей.

На улице туманно

Один кубический метр наружного воздуха при температуре 0°С и относительной влажности 75% содержит 2,9 граммов водяного пара; тот же самый воздух, нагретый до 20°С (средняя температура в доме) без добавления водяного пара имеет относительную влажность 20%, что слишком низко для хорошего самочувствия! На самом деле, минимальная относительная влажность, необходимая для комфорта и здоровья человека, составляет около 45% -50%.

Относительная влажность зависит от температуры: чем больше нагревается воздух, тем ниже относительная влажность.

Например, зимой наружный воздух при температуре 0°С в туманный день (100% относительная влажность воздуха), нагретый в помещении до 22°С, выдает относительную влажность 23%. В местах с очень сухой зимой, скажем, при наружной температуре 0°С и относительной влажности до 30%, при нагреве воздуха до 22°С, относительная влажность опускается до 7%.

В результате, даже если снаружи туманно (много влаги в воздухе), это не гарантия того, что внутри отапливаемого помещения уровень влажности будет правильным.

Чтобы достичь оптимального значения влажности, воздухнеобходимо увлажнить.

Влажность и ощущение холода

Существует также физиологический эффект влажности, который часто игнорируется: влияние на восприятие тепла или холода. Все мы знаем, что потоотделение является важной частью процесса терморегуляции организма: испарение пота снимает тепло, тем самым охлаждая нас.

Летом, когда жарко, повышенное потоотделение обеспечивает нашей коже комфортную температуру. Высокая влажность препятствует испарению (духота), в то время как сухой воздух благоприятствует этому процессу.

Зимой сухой воздух способствует испарению и таким образомохлаждает кожу. Непосредственный эффект этого явления заключается в том, что при одинаковой температуре чем суше воздух, тем холоднее он нам кажется.

В типичных условиях обогреваемого помещения «кажущаяся температура» (то есть субъективное восприятие температуры, связанное с личным комфортом) увеличивается примерно на 2 °C, если относительная влажность растет с 25% до 50%. Другими словами, если влажность находится на правильном уровне, в дополнение ко всем другим преимуществам, мы можем сэкономить на отоплении помещения.

Влияние сухого воздуха на людей и предметы

Влажность также очень важна для здоровья человека.

Одной из проблем, вызванных низкой влажностью, является ощущение раздражения глаз, то есть сухость роговицы, что часто является серьезной проблемой для людей, которые носят контактные линзы. Количество влаги в воздухе влияет на нашу кожу,руки и лицо высыхают и обветриваются при низкой влажностив первую очередь, так как находятся в непосредственном контакте с сухим воздухом.

Еще одна проблема-сухость слизистой в дыхательных путях, которая может привести к обострениюу страдающих астмой и аллергией, и в целом снижает защитные силы организма.

Примеры негативного влияния пониженной влажности на предметы и вещи можно приводить бесконечно. «Гигроскопичность»- термин, характерный для материалов, частицы которых поглощают влагу, что приводит к изменению их размеров.К таким материалам можно отнести бумагу, ткани, некоторые виды пластика, дерево, фрукты, овощи и другие материалы, которые имеют свойство поглощать или выделять влагу.

Кроме того, влажность влияет на физические характеристики материалов, такие как вязкость (например, фоторезист в микроэлектронике), механическую прочность/хрупкость (текстильная промышленность, табачная промышленность, деревообработка) и вероятность электростатических разрядов (бумага, текстиль и электроника).

Источники влажности в нашем доме

У нас дома есть много источников влаги: от одежды, вывешенной для высыхания, до кипящей воды, используемой для приготовления пасты.

Более того, люди входят и выходят из дома, открываются окна, стены источают влагу, не говоря о появлении мелких трещин и отверстий. Один малоизвестный факт состоит в том, что небольшое количество свежего воздуха, поступающего в дом при открытии окна, оказывает незначительное влияние на температуру в помещении, но вызывает сильное снижение относительной влажности.

Другими словами, водяной пар «ускользает» гораздо быстрее, чем тепло, из-за физических свойств газов.

Парадокс заключается в том, что проветривание помещения зимой без дополнительного увлажнения снижает качество воздуха, делая его слишком сухим.

Кроме того, емкости с водой, расставленные в помещении или прикрепленные к радиаторам, бесполезны, поскольку испаряется слишком мало воды.

Чтобы это проверить, измерьте влажность с помощью простого настенного гигрометра, с дополнительной ёмкостью с водой и без таковой — разница будет незначительной.

Источник

при какой влажности холод ощущается сильнее при повышенной или пониженной

Из всего этого можно сделать следующие практические выводы:

1. В стопроцентно влажном воздухе при 0°С содержится порядка 0,3% (масс.) воды, при -25°С — 0,03% (масс). В сухом воздухе (с относительной влажностью скажем 30%) — соответственно 0,1 и 0,01%. На мой взгляд разница не может быть ощутимой.
2. При повышении температуры с -25°С до -20°С при постоянном содержании воды относительная влажность падает со 100% до 55% — т.е. воздух становится из «влажного» — «сухим».
3. При +25°С в воздухе содержится более чем в 4 раза больше воды ,чем при нуле, и в пятьдесят раз больше, чем при -25°С.

Затем еще несколько соображений, которые на мой взгляд поясняют возникновение общепринятого заблуждения о влиянии влажности на ощущение холода при низких температурах:

— не думаю, что кто-либо из делающих утверждения о влиянии влажности когда-либо имел в руках гигрометр, чтобы обоснованно утвержать о том, высокая влажность в данный момент или нет.
— 100% влажность бывает только при наличии жидкой воды при стабильной температуре — т. е. в дождь или непосредственно после него. Снег в принципе тоже может быть источником влажности, ибо способен сублимироваться.
— во время понижения температуры неизбежно повышается относительная влажность, если появляются туман и иней — то влажность эта достигает 100%.
— любой, даже самый слабый ветер должен влиять гораздо сильнее на ощущаемую температуру, чем какие-либо колебания уровня влажности.

Посему все рассказы о том, что «холодно потому что влажно» считаю антинаучными и субъективно обоснованными.

Я живу в Ленинграде, влажность 93-97% постоянно. Мой друг из Воркуты. Там очень сухой воздух, максимальная влажность 30-40%, средняя 20%. Так вот по его ощущениям их 40 мороза практически не ощущаются, наши 20 — жуткий холод. Гигрометр, он, конечно, в руках не держал, так и вопрос был про ощущения (т.е. именно «субъективно обоснованные»), а не про некие околонаучные выводы.

P.S. Прошу прощения, мне казалось, что научного обоснования этот вопрос не требует. По поводу Натальи скажу, что не очень хорошо чужие мысли писать от своего лица. По поводу теплопроводности скажу, что это очень верное замечание, и причина, несомненно, в большинстве случаев, эта. Но когда в минус 30 ощущение такое, как будто дышишь ледяной водой, и эта вода и во рту, и в носу, и в лёгких ( ПОТОМУ ЧТО ВЛАЖНОСТЬ ОКОЛО 100%), Ваша чудная теория не работает.

Из всего этого можно сделать следующие практические выводы:

1. В стопроцентно влажном воздухе при 0°С содержится порядка 0,3% (масс.) воды, при -25°С — 0,03% (масс). В сухом воздухе (с относительной влажностью скажем 30%) — соответственно 0,1 и 0,01%. На мой взгляд разница не может быть ощутимой.
2. При повышении температуры с -25°С до -20°С при постоянном содержании воды относительная влажность падает со 100% до 55% — т. е. воздух становится из «влажного» — «сухим».
3. При +25°С в воздухе содержится более чем в 4 раза больше воды, чем при нуле, и в пятьдесят раз больше, чем при -25°С.

Затем еще несколько соображений, которые на мой взгляд поясняют возникновение общепринятого заблуждения о влиянии влажности на ощущение холода при низких температурах:

— не думаю, что кто-либо из делающих утверждения о влиянии влажности когда-либо имел в руках гигрометр, чтобы обоснованно утвержать о том, высокая влажность в данный момент или нет.
— 100% влажность бывает только при наличии жидкой воды при стабильной температуре — т. е. в дождь или непосредственно после него. Снег в принципе тоже может быть источником влажности, ибо способен сублимироваться.
— во время понижения температуры неизбежно повышается относительная влажность, если появляются туман и иней — то влажность эта достигает 100%.
— любой, даже самый слабый ветер должен влиять гораздо сильнее на ощущаемую температуру, чем какие-либо колебания уровня влажности.

Посему все рассказы о том, что «холодно потому что влажно» считаю антинаучными и субъективно обоснованными.

Источник

Качество воздуха в доме зимой

Зимой воздух в помещении хуже всего. Духота, сухость. Работает отопление, проветривать часто нельзя, потому что замерзнешь. Особенно актуально, когда дома есть маленькие дети.
Как соблюсти баланс? Возможно ли это?

В статье я приведу цифры и расчеты. А еще свой вариант решения проблемы и устройство, собранное для этого. Кому интересно, прошу под кат…

Содержание СО2

На Хабре написано много статей про углекислый газ, про его нормативы и контроль.

Поэтому, сильно много писать про это не буду. Скажу лишь что надо хорошо проветривать чтобы удержать уровень СО2 в норме. Но тогда остро встает другая проблема:

Влажность

Сухой воздух в помещении это очень плохо. У людей появляется сухость во рту, корочки в носу. Появляется статическое электричество, одежда трещит и бьет током.

Деревянные вещи дома рассыхаются и портятся.

При низких температурах воздух может удерживать очень мало влаги. И чем ниже температура, тем хуже.

Вот табличка максимального содержания влаги в воздухе при разных температурах:

Допустим, сейчас на улице температура -20 и относительная влажность 60%.

Смотрим по табличке, считаем. 0,88г/м3 х 0,6 = 0,53г влаги содержится в 1м3 забортного воздуха.
Теперь мы открыли окно и запустили этот забортный воздух домой. Батарея нагрела его до 25 градусов и что мы получаем?

При 25 градусах влажность этого воздуха будет 0,53 / 22,8 *100% = 2,3%.

Ого! Это же очень мало! Это потому, что максимальное содержание влаги в воздухе при 25 градусах 22,8г/м3 (смотрим табличку).

Именно поэтому воздух в помещении зимой очень сухой. И чем холоднее на улице, тем он суше.
Если не принимать мер, то влажность падает до 7%, обычный влагомер с сухим и мокрым термометром при этом зашкаливает.

И, само собой, проявляются все симптомы сухости.

Норма влажности в помещении зимой 30-40%, летом 40-60%. При этом люди чувствуют себя хорошо. Но чтобы обеспечить даже минимальный уровень влажности в 30%, нам надо добавить в каждый кубометр уличного воздуха: 22,8 х 0,3 – 0,53 = 6,3г воды.

И это еще очень грубый расчет. Я не учел расширение воздуха при нагреве. По факту, будет еще хуже.

Где ее взять эту недостающую воду? Необходимо интенсивное увлажнение! Человек выдыхает примерно 40г воды в час, но этого очень мало.

Проветривание

Человек дышит и безнадежно портит воздух. Причем очень много воздуха!

Этот воздух необходимо заменять путем проветривания. Посчитаем, как именно нам надо проветривать помещение.

Человек в спокойном состоянии выдыхает в сутки 800-900г углекислого газа. При физических нагрузках – до 1,5кг.

Будем считать, что в помещении человек спокоен и выдыхает 800г СО2 в сутки или 800 / 27 = 33,3г в час.

Норма содержания СО2 в помещении – до 1000ppm
После 2000ppm уже очень душно.
Поддерживать норму в 1000ppm зимой практически не реально. Почему?

Сейчас посчитаем:
Плотность воздуха при 25градусах 1,18 кг/м3
Предположим, что забортный воздух кристально свежий и содержание СО2 в нем 400ppm.
Ну, такой вот идеальный случай.

Если примем за максимум 1000ppm, то мы сможем «выдохнуть» 1000 – 400 = 600ppm
Или 1180 х 600 / 1000000 = 0,7г/м3 СО2

Если примем за максимум 2000ppm, то 2000 – 400 = 1600
Или 1180 х 1600 / 1000000 = 1,88г/м3 СО2

Ранее мы посчитали, что человек выдыхает 33,3г СО2 в час. Теперь посчитаем сколько кубов воздуха человек безнадежно испортит за 1 час:

Если максимум 1000ppm, то 33,3 / 0,7 = 47,6 м3

Если максимум 2000ppm, то 33,3 / 1,88 = 17,7 м3

Объем обычной комнаты в 20м2 и высотой 2,5м будет 50м3

Это значит, что для того чтобы поддерживать уровень 1000ppm в обычной комнате при одном дышащем в ней человеке, нам надо заменять почти весь объем этой комнаты свежим воздухом каждый час! И нам надо весь этот воздух нагреть и увлажнить, чтобы привести его в кондицию по остальным нормам.

Ну ладно. Допустим, батареи жарят на полную. Посчитаем сколько воды надо испарить, чтобы привести в норму такой объем вновь поступившего с улицы воздуха.
Мы помним, что человек выдыхает 40г влаги в час. Сразу учтем это.

Если максимум 1000ppm, то 47,6 х 6,3 – 40 = 260 г

Если максимум 2000ppm, то 17,7 х 6,3 – 40 = 71 г

То есть, чтобы поднять влажность при таком проветривании, надо потратить 6,24 л воды в сутки в первом или 1,7 л во втором случае. Это на каждого дышащего человека!
2000 / 1000 = 2 6,24 / 1,7 = 3,67

Зависимость не линейная. Чем свежее воздух мы хотим, тем больше и больше воды нам придется тратить. Ну и отопления тоже. И это только чтобы дотянуть до минимума по влажности!

Испарять 6,24л воды в сутки на каждого человека я считаю слишком много. По этому, придется мириться с духотой зимой. Тут ничего не поделаешь.
Я сейчас стараюсь поддерживать уровень СО2 не выше 1500ppm и влажность 30% при температуре 25 градусов. 1500 это очень много, но раньше было еще хуже. Посмотрим, что получится.

Я использую увлажнитель вот такой:

Производительность у него 300мл/ч. То есть, на пару дышащих человек его хватит.

Увлажнитель заправляется дистиллированной водой. Если заправлять обычной, то соли из воды оседают везде в виде белого налета. Это есть очень не хорошо.

Вода продается у нас вот в таких бутылях на 19л.

Посчитайте сами, сколько таких бутылей надо в месяц на вашу семью в первом и во втором случае проветривания.

Ну а теперь надо автоматизировать процесс

Для этого я собрал нехитрое устройство.

А вот его схема:

Кликабельно

Я использовал ИК датчик СО2 MH-Z19, датчик температуры / влажности HTU21D.

Датчик температуры / влажности вынесен за пределы коробочки, чтобы нагрев коробочки меньше влиял на показания.

Управляет этим всем Arduino Nano, связь с внешним миром через модуль Bluetooth.
У моего устройства есть 2 канала управления. Я использую пока только 1 для включения увлажнителя. На второй можно подключить, например автоматическую вентиляцию или обогреватель.

Реле на 220в включается через оптический симистор.

В качестве корпуса я взял распред коробку. Дешево, сердито и много отверстий для датчиков и индикаторов.

Я могу задать устройству «вилку» параметров, при которых надо включать и выключать внешние устройства. Устройство умеет передавать данные по Bluetooth.

А еще на лицевой панели есть индикаторы:

Слева «пердахтунг». Или индикатор спернутости низкого качества воздуха, если по-научному, по-правильному.

Справа индикатор низкой влажности. Горит когда включается увлажнитель.

Автоматической проветривалки у меня нет. Так что как только загорится красный ахтунг, пора покидать помещение со всех ног открывать окошко.

Источник