Введение
Тема влажности воздуха помещения в зимний период это особенная тема для обсуждения в наших широтах. Воздух холодный, сухой, влажность в жилых помещениях падает в зимний период. Кто-то без проблем переносит изменение климатических условий, а кому-то это приносит проблемы со здоровьем.
Чтобы увлажнить воздух в помещениях нужен увлажнитель, вроде бы просто. Погрузившись в тему, я узнал что их три вида, в зависимости от способа испарения воды, тоже ничего сложного. Простейшая логика нам подсказывает, что чем больше воды мы испарим за определенный период, например в час, тем лучше, быстрее и эффективнее мы достигнем необходимого содержания воды в воздухе. Все супер, определились со способом испарения, знаем ключевую характеристику при выборе, учитываем условия эксплуатации и обслуживания, выбираем самое лучшее предложение цена/эффективность.
Для решения задачи был приобретён smartmi evaporative humidifier 3, способ испарения условно естественный, то есть без ультразвука и испарения путем нагрева жидкости.
Основные характеристики:
Заявленный расход воды: 350 мл/ч. Здесь стоит оговориться, что увлажнители такого типа с подобным расходом стоят безумных денег (30к +) за простейшую конструкцию, что по моему мнению, просто не оправданно.
Заявленная площадь увлажнения: до 50 м². Интересно конечно как это посчитано, надо разбираться.
Вместе с тем остаётся множество вопросов:
Как устройство покажет себя в помещении с нормальной приточной вентиляцией?
Какую роль играет мебель?
Чтобы ответить на эти вопросы, я провёл любительское исследование.
Цель исследования
Основная цель эксперимента — проверить, насколько эффективно увлажнитель поддерживает заданный уровень влажности в помещении. Также важно было понять:
Как быстро увлажнитель поднимает влажность?
Как долго уровень влажности сохраняется после выключения устройства?
Используемые технологии
Для измерения температуры и влажности в комнате использовались:
Два датчика AHT10, подключённые к платам NodeMCU.
NodeMCU v3 для передачи данных через локальную сеть по IP-адресам.
Python для сбора, анализа и визуализации данных.
SQLite для хранения измерений.
Библиотеки Python:
pandas,matplotlib,scipy.
Методы тестирования
Условия эксперимента:
Размер комнаты: 12 м² (3 × 4 м).
Имитация приточной вентиляции: окно постоянно приоткрыто.
Дверь в комнату: всегда открыта.
Показания будем снимать в течении суток.
Расположение оборудования:
Положение увлажнителя на схеме.
Датчики размещены следующим образом:
Первый датчик — на уровне дыхательных органов человека.
Второй датчик — на уровне горизонтального положения тела (например, во время сна).
Сбор данных:
Датчики AHT10, подключённые к NodeMCU, считывали данные каждые 15 секунд.
Информация передавалась через локальную сеть и сохранялась в базе данных SQLite.
Визуализация:
Данные были сглажены с использованием библиотеки
scipy.Построены графики изменения влажности и температуры для оценки работы устройства.
Результаты
График влажности и температуры
На графике ниже представлены данные, полученные в ходе тестирования.
Описание графика:
Момент включения увлажнителя - 14:00.
Между 17:00 и 18:00 окно было открыто сильнее.
Момент выключения увлажнителя - 22:00.
Уровень влажности до 14:00 обеспечен за счет различных бытовых задач (стирка, готовка).
Обычный уровень влажности в комнате - 30% вечером и 24% утром (без увлажнителя).
Обычный уровень температуры в комнате - 27 вечером и 25-26 утром (без увлажнителя).
Максимальная влажность:
Устройство подняло влажность до 43% за ~4,5 часа работы.
Неэффективный “Авто” режим:
Увлажнитель имеет три режима: максимальная мощность, авто и минимальный режим.
Авто-режим работает некорректно: как только устройство достигает заданного уровня влажности, оно переключается на низкую мощность, что приводит к неконтролируемому росту влажности в районе встроенного гигрометра увлажнителя. Дальнейшее регулирование становится бессмысленным.
Проблема со встроенным гигрометром:
Встроенный гигрометр оказался неточным. Очевидный факт, любой встроенный гигрометр будет неточным.
Выводы
На максимальном режиме мощности увлажнитель поднял уровень влажности до 43% в комнате с площадью 12 м² с постоянным притоком свежего воздуха. Ни о каких 50 м² конечно речи не может быть. После поднятия уровня влажности, удержание на заданном уровне не возможно, авто-режим неработоспособен, режим малой мощности не эффективен, а продолжать работу на максимальной мощности в ночное время очень шумно. Решением проблемы регулирования может стать интеграция с Home Assistant, через создание сценариев по внешнему гигрометру. Но поднимать целый сервер, если у вас нет Home Assistant, стоит ли оно того? Да и шум в ночное время никуда не уйдет.
P.S. (постскриптум)
Статья не претендует на полноценный обзор конкретного устройства, любые совпадения случайны. В дебри различий абсолютной и относительной влажности не погружались умышленно.
Код и графики
Код для сбора данных, построения графиков и исходные данные можно найти в репозитории GitHub.
