1- Les lois de la physique sont impitoyables
Lorsque vous évaporez de l’eau du robinet pour augmenter l’humidité relative de l’air, vous devez composer avec ce qui se trouve dans l’eau et qui n’est pas H2O.
L’eau que nous consommons n’est jamais pure à 100 %, elle contient d’autres éléments naturels (ou non) tels que des minéraux ou des métaux ou d’autres composés chimiques.
Quelle que soit la méthode d’humidification, il est nécessaire de traiter ces éléments contenus dans l’eau.
Le prétraitement de l’eau, tel que les filtres à eau, les membranes d’osmose inverse (RO) ou les lits de déionisation (DI), réduira la plupart ou éliminera toutes les particules.
Le prétraitement de l’eau est obligatoire pour l’humidification adiabatique par atomisation de l’eau, sinon toutes les particules seront pulvérisées dans l’air en même temps que l’eau ; ce qui entraînera un dépôt de poussière et le risque de distribuer d’autres contaminants dans l’air.
Lorsque l’eau est évaporée au moyen d’un média d’évaporation ou pour l’humidification isotherme lorsque la vapeur est produite à partir d’eau bouillante, le prétraitement de l’eau n’est plus obligatoire, car la vapeur est pure (H2O pur sous forme de vapeur), dans ces cas, vous devez traiter les solides dissous dans l’eau (TDS) par la suite, car ceux-ci vont précipiter sous forme de tartre qui peut être aussi dur qu’une pierre.
Une autre loi impitoyable de la physique est la quantité d’énergie nécessaire pour augmenter l’humidité relative de l’air ambiant qui est la même quelle que soit la méthode d’humidification :
C’est la quantité d’énergie nécessaire pour transformer H2O de liquide en vapeur. 970Btu sont nécessaires pour évaporer 1lb [0,45kg] d’eau au niveau de la mer.
Le processus adiabatique prendra cette énergie de l’air environnant, donc l’évaporation de l’eau aura pour résultat de refroidir l’air en même temps. Le processus isotherme prendra ces 970Btu par livre d’eau d’une autre source telle que l’électricité ou le gaz pour faire bouillir l’eau et produire de la vapeur chaude.
2 – Évaporation de l’eau avec de la vapeur
Comme mentionné ci-dessus, le prétraitement de l’eau n’est pas obligatoire pour l’humidification à la vapeur. L’humidification à la vapeur présente de nombreux avantages :
- aucun contaminant contenu dans la forme liquide de l’eau du robinet n’est transféré à la phase vapeur.
- la vapeur est pure et stérile
- la vapeur est chaude, avec une température de 212F (100°C), elle tuera tout contaminant environnant
- La vapeur est naturellement et rapidement absorbée par l’air, quelle que soit sa température.
- La production de vapeur peut facilement être ajustée à la demande de RH% en réduisant ou en augmentant l’apport d’énergie et le taux d’ébullition.
L’eau est bouillie à partir d’un réservoir d’eau appelé cylindre à vapeur, ou chambre à vapeur, ou chambre d’évaporation. Des éléments chauffants, des électrodes ou un échangeur de chaleur sont immergés dans l’eau. Ce réservoir devra être ouvert et nettoyé s’il est en acier inoxydable ou remplacé s’il est en plastique.
3 – La mousse
Un autre effet de la production de vapeur par l’ébullition de l’eau du robinet (non traitée) est la possibilité de faire mousser l’eau pendant l’ébullition.
Toute personne qui a cuisiné des pâtes pour le dîner a fait l’expérience de la formation de mousse dans l’eau bouillante. Dans le cas de la cuisson des pâtes, la mousse est due à l’apport d’amidon des pâtes qui sont ajoutées à l’eau bouillante.
Lorsque la mousse se produit, elle est soudaine, assez forte pour pouvoir parfois soulever le couvercle de la casserole, et elle fait déborder l’eau.
Dans le cas de l’humidificateur à vapeur, la production constante de vapeur pure qui ne contient pas de TDS va entraîner l’augmentation de ces TDS dans l’eau contenue dans le cylindre, dans une certaine mesure et en fonction de la nature exacte de ces TDS, les conditions de formation de la mousse sont réunies. La concentration de l’eau est trop élevée.
Pour cette raison, tout humidificateur à vapeur sera équipé d’un capteur de détection de mousse. Ce capteur de mousse est généralement constitué d’une ou plusieurs sondes conductrices placées sur le dessus du cylindre de vapeur. La mousse est toujours conductrice. Dès qu’il est détecté, la chaleur est retirée pour arrêter la mousse et la concentration en TDS de l’eau doit être réduite avant de relancer la production de vapeur. En d’autres termes, vous devez évacuer cette eau sale et la remplacer.
4 – Comment éviter la mousse?
Il existe trois méthodes pour déconcentrer le TDS de l’eau bouillante dans la chambre à vapeur.
L’écumeur
L’écumeur est une méthode simple et efficace, le réservoir d’eau est conçu de telle sorte qu’à chaque fois que vous le remplissez avec de la nouvelle eau, une partie de l’eau du haut du réservoir déborde et est évacuée vers le drain. La concentration en TDS de la couche supérieure de l’eau est réduite, le risque de formation de mousse est réduit.
Il y a deux problèmes importants avec cette méthode :
1) Le débordement de l’eau bouillante est très coûteux en énergie. L’humidificateur gaspille constamment de l’eau pendant la production de vapeur.
2) Le réglage du débit de débordement de l’écumeur n’est pas facile car il dépend de la construction mécanique et hydraulique de la chambre d’évaporation.
Fréquence de drainage
La fréquence de vidange, parfois appelée cycle de rinçage, consiste à remplacer une partie ou la totalité de l’eau contenue dans le cylindre à vapeur, le contenu de l’eau étant vidangé à intervalles réguliers et fixes.
Ces intervalles de temps sont parfois calculés sur la base du taux d’évaporation réel de l’humidificateur mais pas toujours, la fréquence de vidange de certains humidificateurs à vapeur est indépendante du taux d’évaporation, tout ou partie du contenu du cylindre est gaspillé pour la vidange. L’eau est renouvelée avec de l’eau neuve et froide. Dès que le cylindre est à nouveau plein, la production de vapeur peut reprendre.
La fréquence de vidange est ajustée en fonction de la mesure du TDS de l’eau lors du premier démarrage ou en fonction de l’expérience du technicien ou du propriétaire du bâtiment.
Encore une fois, l’énergie gaspillée par la vidange de l’eau chaude est très importante. Il y aura également une baisse de l’humidité relative dans l’espace humidifié pendant le processus de remplacement de l’eau.
Dilution
La séquence de dilution de l’eau a été développée principalement pour éviter la chute de la production de vapeur causée par la méthode de fréquence de drainage.
Cette méthode consiste à drainer une petite quantité d’eau et à ajouter la même petite quantité d’eau fraîche à des intervalles de temps plus petits. Lorsqu’elle est correctement réglée, il n’y aura plus de baisse du taux d’humidité relative dans l’espace humidifié.
Les paramètres de dilution de l’eau sont nombreux, la quantité d’eau drainée, l’intervalle de temps, la puissance absorbée pendant le remplissage de l’eau, la quantité d’eau apportée… Comme pour toutes les méthodes de prévention de la mousse, les réglages sont basés sur la qualité de l’eau (quantité de TDS contenue dans l’eau).
Le principal problème de cette méthode est la complexité de sa mise en place correcte et efficace pour l’humidificateur à vapeur.
5 – Quel est la fonction EcoEnerSmart ™?
EcoEnerSmart ™ est totalement unique dans l’industrie, c’est un système de dilution de l’eau qui est réglé automatiquement et qui s’adaptera automatiquement aux conditions réelles de l’eau pendant la durée de vie de l’humidificateur à vapeur.
La fonction EcoEnerSmart ™ est brevetée. Elle est le résultat de la riche expérience de l’équipe de conception de steamOvap. C’est possible grâce à l’utilisation de la puissance de calcul incomparable de l’ordinateur de bord utilisé dans nos humidificateurs et à la pleine mesure du système d’exploitation de l’horloge en temps réel.
Dès que le technicien sélectionne “Auto dilution”, l’humidificateur à vapeur sélectionne les paramètres de séquence de dilution de l’eau développés pour ce modèle spécifique. Comme indiqué ci-dessus, les réglages de la séquence de dilution de l’eau comprennent les intervalles de temps, la quantité d’eau vidangée, la quantité d’eau neuve remplie, la gestion de l’énergie pour assurer une production constante de vapeur. En cas de formation de mousse, cet événement est enregistré et les paramètres de la séquence de dilution de l’eau sont automatiquement adaptés afin d’éviter tout nouvel épisode de formation de mousse.
La production de vapeur est optimisée, l’eau chaude drainée est réduite au minimum, la consommation d’eau est également optimisée.
Ainsi, il n’est pas nécessaire d’avoir recours à une assistance technique pour modifier les paramètres de la séquence de dilution de l’eau, il suffit de sélectionner ”Auto dilution”. Il n’y a plus besoin d’un diplôme avancé en chimie de l’eau ou d’essais et d’erreurs interminables pour faire un réglage correct.
6. Économie avec EcoEnerSmart ™
L’humidification à vapeur est souvent montrée du doigt comme une méthode d’humidification gourmande en énergie.
Malheureusement, comme mentionné plus haut dans cet article, les lois de la physique sont impitoyables et quelle que soit la méthode d’humidification choisie : 970Btu seront nécessaires pour évaporer une livre d’eau dans l’air.
Espérons que la fonction EcoEnerSmart ™ contribuera à faire évoluer les esprits. Nous avons mesuré les économies d’énergie et d’eau d’un humidificateur à vapeur électrique standard de 15,9kg/h, en comparant la fonction EcoEnerSmart ™ à une méthode de fréquence de vidange (rinçage complet du réservoir à intervalles fixes) sur une période de 24 heures.
Votre économisera 18,3kWh et 97 gallons d’eau (367 Litres) à la fin de la période de 24h.
Une extrapolation juste pour une période d’opération d’une année complète avec un cycle de service de 50 % résultera en 3,300kWh d’énergie électrique et 17,700 gallons d’eau (67,002 Litres) !
Conclusion
Avec EcoEnerSmart ™, vous économiserez beaucoup d’énergie et d’eau. En empêchant la formation de mousse, la fonction EcoEnerSmart ™ facilite la vie de ses utilisateurs. EcoEnerSmart ™ est totalement unique dans l’industrie, vous n’avez pas besoin d’assistance technique pour modifier la séquence de dilution de l’eau, il suffit de sélectionner le mode “auto-dilution” et le travail est fait.
EcoEnerSmart ™ est une fonction disponible sur tous nos humidificateurs à vapeur, c’est à dire l’humidificateur ISE et IER.
