Как улучшить влажность в квартире: проверяем на практике

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:

1. Размер комнаты: 12 м² (3 × 4 м).

2. Имитация приточной вентиляции: окно постоянно приоткрыто.

3. Дверь в комнату: всегда открыта.

4. Показания будем снимать в течении суток.

5. 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.

1. 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).

2. Максимальная влажность:

   • Устройство подняло влажность до 43% за ~4,5 часа работы.

3. 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.

4. 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.