Испарительное охлаждение
Испарение воды поглощает тепло из окружающей среды, вследствие чего воздух становится холоднее. Этот природный процесс происходит без привлечения энергии извне, охладители воздуха испарительного типа используют этот физический процесс для создания эффекта морского бриза. Испарительного охлаждение представляет из себя адиабатический процесс при постоянной энтальпии, для охлаждения воздуха требуется только вода и небольшое количество электроэнергии для работы вентилятора и водяного насоса.
Температура воздуха на выходе охладителя
Существует мнение, что охлаждение испарительного типа эффективно только в районах с очень сухим климатом, в то время как уровень влажности в России в среднем достаточно высок. Однако, относительная влажность уменьшается при повышении температуры. Абсолютное же количество водяного пара в воздухе изменяется с изменением температуры незначительно. Очевидно, что в течение самых жарких часов дня относительная влажность понижается до уровня ниже 50%. В таких условиях охладители испарительного типа увеличивают эффективность своей работы, значительно понижая температуру воздуха в помещении.
| Температура наружного воздуха | Относительная влажность наружного воздуха | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20% | 25% | 30% | 35% | 40% | 45% | 50% | 55% | 60% | |
| 30°C | 20.4°C | 21.2°C | 21.6°C | 22.4°C | 23.2°C | 23.8°C | 24.5°C | 25.2°C | 25.8°C |
| 35°C | 24.1°C | 24.5°C | 25.6°C | 26.5°C | 27.4°C | 28.2°C | 29.0°C | 29.6°C | 30.4°C |
| 40°C | 27.9°C | 28.4°C | 29.5°C | 30.6°C | 31.6°C | 32.5°C | 33.4°C | 34.1°C | 34.9°C |
Испарительное охлаждение на практике
Вода из водопровода подается на орошаемую насадку, с использованием кассет с поперечно поточными каналами, сверху через распределительный коллектор. Вода стекает вниз по поверхности кассеты имеющей большую площадь испарения воды. Теплый наружный воздух прогоняется через орошаемую насадку центробежным вентилятором. При этом часть воды испаряется в воздух, и таким образом, производится более холодный, увлажненный воздух. Остальная часть воды осуществляет промывку орошаемой насадки и поступает обратно в поддон. Прохладный воздух подается в помещение и распределяется при помощи решетчатого диффузора или системы воздуховодов
Пример: Поток воздуха при температуре 36°C и относительной влажности 30% с небольшой скоростью проходит через кассеты. Температура воздуха понижается, а его влажность возрастает. Температура воздуха на выходе охладителя равна 25°C и относительная влажность - 82% Охлажденный воздух подается в помещение, в то время как такое же количество воздуха удаляется из помещения системой вытяжной вентиляции в целях обеспечения воздушного баланса системы.
Преимущества охладителей испарительного типа
Улучшение производительности
Исследования продемонстрировали, что благоприятные климатические условия улучшают условия труда работников и, следовательно, способствуют повышению производительности и качества произведенной продукции. Согласно отчету НАСА, при температуре 32°C снижение производительности составляет 29% (при 35°С - 45%!), а вероятность ошибки оператора возрастает в три раза по сравнению с нормальными условиями (15–20°C).
Сменяемость воздуха в помещениях
Мощные вентиляторы, используемые в охладителях, позволяют при охлаждении воздуха в помещениях менять воздух в помещениях от 10 до 25 раз в час. Другими словами, охладители являются мощной системой приточной вентиляции.
Очистка воздуха
Воздух, проходя через испарительные элементы, насыщаемые водой, очищается – все частицы более 10 микрон оседают на испарительных элементах и смываются в дренаж. Одновременно из помещения вытесняются с помощью поступающего через охладители наружного, чистого, охлажденного, увлажненного воздуха все газы, пары, включая токсичные и неприятные запахи.
Простота установки
Охладители устанавливают на крыше, стене или полу. Подводится вода от сети водоснабжения, дренаж и подключается электроэнергия. Имеется мобильный вариант охладителя с резервуаром для воды, которая может заливаться как вручную, так и подсоединением к сети водоснабжения.
Низкие эксплуатационные расходы
Малое потребление электроэнергии вентилятором и водяным насосом. Затраты на установку и эксплуатационные расходы также очень невелики по сравнению с традиционными системами кондиционирования воздуха.
Простое обслуживание
Сервисное обслуживание охладителей очень простое и состоит в очистке водяного резервуара от скапливаемой грязи и очистке фильтров. Сервисное обслуживание требуется перед и по окончании сезона.
Установка
Для правильной установки и хорошего функционирования охладителей испарительного типа необходимо обеспечить удаление горячего воздуха из помещения: на практике кондиционирование воздуха происходит лучше, когда свежий воздух подается через охладители в помещение, а одновременно горячий воздух удаляется из помещения вытяжными вентиляторами. Они должны устанавливаться на стенах с противоположной стороны от охладителей.
Использование вытяжных вентиляторов не обязательно, поскольку определенное количество воздуха удаляется из помещения через раскрытые ворота и окна. В результате создания охладителями большего давления внутри помещения по сравнению с давлением снаружи на каждые 1000 куб. метров, подаваемого в помещение наружного охлажденного, увлажненного и очищенного воздуха требуется иметь 0,8 кв. Метров открытых проемов. Если площадь открытых проемов недостаточна, необходимо устанавливать дополнительно вытяжную вентиляцию. Достаточное количество вытяжных вентиляторов, обеспечивает максимальный поток воздуха и, соответственно, достигается наибольшая эффективность. Более того, вытяжные вентиляторы понижают давление внутри охлаждаемого помещения и, таким образом, удаление газов, дыма и пыли из помещения лучше контролируется.
Обычно решетки приточных воздуховодов располагаются не ниже 3 метров от пола помещения, чтобы не подавать охлажденный воздух прямо на работающих в помещении. Вытяжные вентиляторы располагаются на противоположной стене на такой высоте, чтобы они могли удалять из помещения застойный воздух на уровне потолка помещения.
