Tecnologías de humectación

 
Humidificadores por electrodos sumergidos
Los humidificadores por electrodos sumergidos, aplicando una tensión a los electrodos metálicos sumergidos en agua potable corriente, la calientan (por efecto Joule) hasta la ebullición, produciendo vapor. La cantidad de vapor producido es proporcional a la corriente eléctrica, que a su vez es proporcional al nivel del agua.
La corriente eléctrica es medida por transformador amperimétrico: controlando el nivel del agua por medio de la electroválvula de rellenado y de la bomba de vaciado se modula la corriente y, como consecuencia, la producción de vapor. 
A causa de la evaporación, el nivel del agua disminuye y debe, por lo tanto, ser reintegrado. Ya que el vapor no trasporta sales minerales, el agua aumenta su concentración salina, hasta volverse potencialmente corrosiva; el sofisticado software de control  mantiene la concentración del agua en el valor óptimo, manteniendo el mejor compromiso entre economía de agua y energía, y la duración del humidificador. Con el tiempo la cal se deposita y ocupa parte del cilindro, que puede ser fácilmente sustituido o limpiado.
 
Respecto de los humidificadores por resistencias sumergidas o a gas, de los que son complementarios, los humidificadores por electrodos sumergidos:
  • Tienen un precio de adquisición más conveniente;
  • Funcionan con agua potable (no completamente desmineralizada ni descalcificada);
  • Requieren la sustitución (o la limpieza) periódica del cilindro;
  • Tienen una modulación adecuada para aplicaciones de confort o industriales sin requisitos extremos.
 
Humidificadores por resistencias eléctricas
Los humidificadores por resistencias eléctricas sumergidas calientan el agua hasta la ebullición por transferencia de calor desde el elemento calefactor (resistencia eléctrica) al líquido. Pueden funcionar con agua desmineralizada, porque no aprovechan la conductividad eléctrica del agua y el mantenimiento periódico puede ser, por lo tanto, muy reducido, con la mínima formación de depósitos calcáreos.
Por el contrario, los elementos resistivos deben estar siempre completamente sumergidos en el agua para evitar el recalentamiento y, por lo tanto, es necesario tener sensores que miden el nivel del agua. Para modular con precisión la producción de vapor se utilizan componentes (relés de estado sólido) que permiten aplicar la potencia eléctrica con un ciclo variable de trabajo.
Estas características hacen a las máquinas por resistencias más complejas que las de electrodos, pero independientes de las características del agua, y con una modulación de la producción mucho más precisa. Además, ya que los humidificadores por resistencias están intrínsecamente expuestos a casos de recalentamiento, la calidad del proyecto y la presencia de sistemas de seguridad es vital para garantizar un servicio fiable en el tiempo.
 
La humectación por resistencias sumergidas, complementaria de la de electrodos sumergidos, está presente cada vez con mayor frecuencia en los proyectos de las obras en las que:
  • La humedad debe ser controlada con gran precisión (museos, laboratorios, quirófanos);
  • La calidad del agua no es constante o es problemática (por ejemplo, en los barcos);
  • Se desea limitar al máximo los mantenimientos periódicos (con agua desmineralizada).
 
Humidificadores de vapor alimentados a gas
Los humidificadores alimentados a gas utilizan un sistema local quemador/intercambiador de calor para producir vapor, obteniendo a la vez la economía de funcionamiento típica del proceso de la combustión y la sencillez de instalación de un aparato autónomo.
Las problemáticas de instalación, mantenimiento y vigilancia de la sección de gas son en todo similares a las de los quemadores domésticos para la producción de agua caliente sanitaria que utilizan el mismo equipamiento.
El intercambiador de calor es generalmente de acero inoxidable o de aluminio y está contenido en un depósito, también de acero, rellenado con agua a nivel constante. En el interior del intercambiador de calor se encuentra el equipo de combustión, generalmente con quemadores premezclados, con cabezal de combustión en fibra metálica y sensores de llama.
La modulación de la llama y, por lo tanto, la producción de vapor, se realiza de forma continua variando la velocidad del ventilador del aire de combustión.
 
La humectación a gas, complementaria de la alimentada por la red eléctrica, es generalmente preferida a esta última cuando:
  • Las cargas de humectación son particularmente elevadas (trabajos pesados);
  • El coste del gas es inferior al de la energía eléctrica y, por lo tanto, si desea reducir el coste de funcionamiento;
  • Se está dispuesto a aceptar una inversión inicial más elevada frente a un ahorro continuado en el tiempo.
 
Distribuidores de vapor de red
Los humidificadores de vapor directo están diseñados para recibir vapor a presión de un sistema centralizado y distribuir el vapor seco directamente en conducto o en unidades de tratamiento de aire. 
 
Ventajas:
  • Mínima distancia de absorción: la salida del vapor por medio de  fisuras continuas (en lugar de por medio de  boquillas, como la mayor parte de los sistemas de la competencia) crea un estrato sutil de vapor que fluye homogéneamente de ambos lados del distribuidor, creando una amplia superficie de contacto con el aire, que permite obtener la mínima distancia de absorción (habitualmente la mitad de los sistemas convencionales);
  • Mínimas pérdidas por condensación: los distribuidores están revestidos con un aislante cerámico de altísima tecnología (derivado de aplicaciones aeroespaciales), que reduce también en un 90% las pérdidas debidas a la condensación y la calefacción del aire circundante;
  • Ninguna emisión de gotas de condensación: los distribuidores de vapor interceptan y reconducen las eventuales gotitas de condensación hacia el centro del tubo, donde estas se vuelven a evaporar.
 
Humidificadores adiabáticos para UTA/conducto y ambiente
Los humidificadores adiabáticos producen la evaporación directa del agua en el aire sin suministro de energía del exterior y, por lo tanto, sin elevación de la temperatura; el calor necesario para la vaporización es suministrado por el aire humectado, que debido a esto se enfría.
 
Estos dispositivos presentan una amplia superficie de contacto entre el aire y el agua en estado líquido, sobre cuya superficie se forma un estrato sutil de vapor saturado con una presión parcial igual a la de saturación a la temperatura del líquido mismo.
En caso de que esta presión sea superior a la presión parcial del vapor presente en el aire, como ocurre cuando el agua tiene una temperatura superior a la de rocío del aire y el aire no está saturado, existe un gradiente de presión que alimenta la progresiva evaporación del líquido a expensas del calor sensible del agua y del aire. 
 
Este principio es utilizado por los humidificadores atomizadores que generan gotitas pequeñísimas con diámetro del orden de la millonésima de metro. Estas gotitas exponen una superficie grandísima favoreciendo la rápida evaporación del agua. ¡1kg. de agua subdividido en gotitas con un diámetro de 10 micrometros tiene una superficie de 600 metros cuadrados!
 
Las principales ventajas de los humidificadores atomizadores (adiabáticos) son:
  • Bajísimo consumo de energía eléctrica: los sistemas por alta presión requieren menos de 4 Vatios por kg/h de capacidad frente a los 750W de los humidificadores de vapor;
  • Elevada capacidad: pueden tener capacidad desde pocos kg/h (por ejemplo, el humiSonic tiene una capacidad mínima de 0,5 kg/h) a miles de kg/h (humiFog);
  • Bajísimo mantenimiento, en particular cuando son alimentados con agua desmineralizada.
En el pasado, los humidificadores adiabáticos no se empleaban en aplicaciones que requerían elevada higiene, principalmente porque reciclaban el agua. Hoy en día los humidificadores adiabáticos más evolucionados tienen una elevada eficiencia de absorción (la relación entre el agua absorbida por el aire y la rociada) por lo cual no recirculan el agua. Además evitan el estancamiento del agua con ciclos periódicos de lavado y vaciado,  utilizan agua desmineralizada y  materiales bacteriostáticos. El humiFog, por ejemplo, ha sido certificado por el Instituto para la higiene del aire de Berlín como conforme a las más exigentes normativas higiénicas, en particular a la VDI6022.
 
Los humidificadores adiabáticos son siempre más utilizados para aplicaciones de ahorro de energía: enfriamiento adiabático directo o indirecto en Centrales de Tratamiento de Aire o bien directamente en el ambiente, con un consumo eléctrico bajísimo frente a un enfriamiento sustancial del aire, utilizando pura y simple agua.
 
Humidificadores centrífugos
Los humidificadores centrífugos utilizan un disco rotatorio para atomizar el agua y transformarla en millones de pequeñísimas gotas que, impulsadas por un ventilador integrado, son introducidas en el ambiente donde se evaporan humectando y enfriando el aire. 
Son sistemas de humectación simple, económicos y de fácil mantenimiento.
El funcionamiento del humidificador está controlado por una tarjeta electrónica en el interior del mismo humidificador que, además de gestionar el funcionamiento normal del aparato, permite también realizar un ciclo de lavado de la bandeja, al arranque de la máquina, y un ciclo de vaciado al terminar la demanda de humectación. De esta forma se evita el estancamiento del agua en el interior de la máquina. 
Todo humidificador centrífugo debe ser conectado a un cuadro eléctrico, que puede ser suministrado por CAREL, para controlar uno o dos humidificadores en paralelo. Pueden funcionar tanto con agua de la red o con agua tratada (ver las especificaciones técnicas).
 
Humidificadores por ultrasonidos
Un transductor piezoeléctrico sumergido en el agua convierte la energía eléctrica aplicada en vibración mecánica de alta frecuencia. El agua, por su masa, no es capaz de seguir esta oscilación mecánica y crea una onda de compresión y una sucesiva de depresión, durante la cual el agua cavita hirviendo a baja temperatura y presión provocando una niebla muy fina. 
Ventajas: 
  • Consumos eléctricos muy bajos;
  • Uso de agua desmineralizada: asegura la eliminación de los problemas debidos a bacterias y otros contaminantes;
  • Doble efecto: la humectación, por efecto adiabático, realiza un enfriamiento del aire simultáneo con la consiguiente disminución del tiempo de funcionamiento del compresor frigorífico;
  • Agua finamente nebulizada: partículas del diámetro de algunas micras fácilmente y rápidamente absorbibles por el aire.
 
Atomizadores por aire comprimido y agua
El principio de funcionamiento de los atomizadores por aire comprimido y agua consiste en utilizar el aire comprimido para atomizar el agua en gotitas finísimas. 
Las gotitas se evaporan en el aire espontáneamente, humectándolo y enfriándolo. En efecto, la evaporación se produce "absorbiendo" calor sensible del aire que, como consecuencia, se enfría. 
El sistema se compone principalmente de:
  • Los cuadros de control, dotados de controlador electrónico;
  • Boquillas atomizadoras especiales que pueden ser instaladas en una UTA/conducto o directamente en el ambiente a humectar/enfriar;
  • Colectores para instalación en conducto;
  • Esterilizador por lámpara UV y filtros de protección.