Екологічні проблеми та зростання цін на енергоносії призвели до відновлення інтересу до адіабатичних повітроохолоджувачів, особливо для охолодження повітря в промислових, комерційних і службових будівлях.
Адіабатичне охолодження, що використовувалося століттями, покладається на випаровування для природного охолодження навколишнього повітря. Перетворення рідкої води на пару поглинає тепло з навколишнього середовища, знижуючи температуру повітря.
Ми всі знайомі з процесом охолодження, який відчутний у повсякденних явищах, таких як відчуття прохолоди після купання у спекотну погоду, коли теплий сухий вітер дмухає на нашу мокру шкіру.
Однак, щоб повністю зрозуміти, як працює адіабатичне охолодження, його переваги перед кондиціонуванням повітря та застосування в промисловості і побуті, необхідно більш детальне пояснення.
Sommaire
- Робота адіабатичного повітроохолоджувача
- Випарне охолодження проти кондиціонування повітря: енергетичні, екологічні та фінансові переваги
- Застосування адіабатичних випарних охолоджувачів у промисловості та комерційних будівлях
Робота адіабатичного повітроохолоджувача
Як працює адіабатичне випарне охолодження
Адіабатичне охолодження повітря знижує температуру навколишнього середовища завдяки енергії, яку поглинає вода при випаровуванні. Коли вода контактує з гарячим повітрям, частина її випаровується. Ця зміна стану вимагає поглинання теплової енергії для розриву водневих зв’язків – енергоємного процесу, відомого як прихована теплота випаровування. Для того, щоб випарувався один кілограм води при температурі 20°C, вона повинна поглинути 2454 кДж теплової енергії.
Цей потік тепла від повітря до води охолоджує навколишнє повітря. З початкової температури від 25°C до 40°C повітря може втратити від 5°C до 11°C, залежно від розміру установки та умов вологості ззовні. Повітря, яке вдувається і охолоджується, також має вищий рівень вологості, особливо на виході з прямого адіабатичного охолоджувача.
Таке охолодження називається адіабатичним, оскільки енергія зберігається всередині системи вода/повітря без обміну із зовнішнім середовищем: відчутне тепло перетворюється шляхом випаровування на приховане тепло, тобто вологість.
Основні компоненти адіабатичного охолоджувача
1. Адіабатичні середовища
Випарна панель є центральним елементом адіабатичного охолодження. Їх продуктивність залежить від ряду факторів, таких як температура повітря (а точніше, різниця температур між сухою і вологою колбою), відносна вологість повітря і атмосферний тиск. Ці фактори безпосередньо впливають на швидкість випаровування і, відповідно, на ефективність системи охолодження.
Не менш важливими є дизайн і матеріали панелей. Виготовлені з рифленої целюлози, ці випарні носії повинні максимізувати поверхню контакту між повітрям і водою, що покращує адіабатичне охолодження.
2. Система розподілу води
Забезпечення рівномірного і постійного розподілу води по адіабатичному середовищу має вирішальне значення для підтримки оптимального насичення панелей і, таким чином, гарантує ефективне адіабатичне охолодження. Цю функцію виконують розподільники, форсунки або крапельниці. Насоси, регулятори потоку і регулювальні клапани підтримують постійний тиск у потоці води. Труби мінімізують втрати тиску.
Якість води також є важливим факторомефективності процесу випаровування. Рідина, вільна від солей і біологічних частинок, випаровується легше. Для забезпечення чистоти води використовуються демінералізаційні фільтри та системи дезінфекції.
3. Система вентиляції
Вентиляція має важливе значення в адіабатичній системі охолодження. Вентилятори регулюють напрямок і швидкість потоку теплого повітря до зволожених панелей, ефективно контролюючи потік повітря через стільникові носії, підвищуючи ефективність процесу охолодження.
Крім того, освіжувачі повітря оснащені фільтрами, які вловлюють частинки і пил, покращуючи якість повітря в приміщенні і захищаючи адіабатичні середовища від засмічення.
Випарне охолодження проти кондиціонування повітря: енергетичні, екологічні та фінансові переваги
Енергоефективність
Дуже низьке споживання електроенергії для охолодження повітря
Електроенергія, яку споживає адіабатичний охолоджувач, витрачається виключно на вентиляцію та циркуляцію води і становить лише 5% від потужності охолодження. Насправді, 95% холодопродуктивності генерується природним процесом випаровування води, на відміну від кондиціонерів, які повністю залежать від електроенергії для виробництва холоду. Як результат, адіабатичні повітроохолоджувачі споживають в 10 разів менше електроенергії, ніж традиційні кондиціонери!
Для інформації: для охолодження приміщення площею 250 м² споживання електроенергії адіабатичним охолоджувачем становить від 1 до 3 кВт/год (залежно від встановленої моделі).
Надзвичайно низьке споживання води для охолодження навколишнього середовища
Адіабатичний охолоджувач споживає близько 120 літрів води на день для охолодження приміщення площею 250 м². Ця кількість є незначною: промисловий сектор витрачає в середньому 500 літрів води на день на одного працівника.
Для ілюстрації, якщо в цьому приміщенні 12 робочих місць, споживання води охолоджувачем становить лише 2% від середньодобового споживання на одного працівника. Таким чином, адіабатичні охолоджувачі мають мінімальний вплив на загальне споживання води в промисловому середовищі.
Видатна енергоефективність
Випарні системи охолодження більш енергоефективні, ніж системи кондиціонування на основі компресійного охолодження: COP 15-20 проти 2-5.
Більше того, енергоефективність адіабатичного охолоджувача зростає з підвищенням температури навколишнього середовища, оскільки тепле повітря сприяє випаровуванню води, покращуючи потужність охолодження без значного збільшення енергоспоживання. З іншого боку, кондиціонування повітря вимагає високого рівня енергоємності для досягнення бажаної температури в приміщенні.
Тому висока енергоефективність адіабатичного охолодження особливо вигідна під час спеки або в галузях з високим рівнем тепловіддачі.
Вплив на навколишнє середовище
Низький вуглецевий слід
Адіабатичний охолоджувач використовує лише водяну пару як холодоагент, на відміну від кондиціонерів, які використовують хімічні холодоагенти з високим потенціалом глобального потепління. Таке використання пари значно зменшує вуглецевий слід і викиди парникових газів. Кондиціонери відповідальні за близько 5% викидівCO2 у будівельному секторі.
Використовуючи водяну пару, адіабатичний охолоджувач не сприяє забрудненню повітря, руйнуванню озонового шару та глобальному потеплінню. Відпрацьовану воду можна зливати в каналізацію без попереднього очищення, що є додатковою екологічною перевагою.
Нульовий внесок у потепління міст
Чим вища швидкість повітрообміну, тим ефективніший процес адіабатичного охолодження. Адіабатичні охолоджувачі призначені для ефективної роботи у відкритих приміщеннях. Випускаючи холодне повітря на ці відкриті простори, адіабатичні охолоджувачі знижують температуру як всередині будівель, так і навколо приміщень. Тому адіабатичне охолодження є ефективним рішенням для боротьби з потеплінням у містах і утворенням теплових островів, на відміну від кондиціонування повітря, яке виводить потік гарячого повітря з конденсаторів у зовнішнє середовище.
Придатність компонентів до вторинної переробки
Повітроохолоджувачі є стійкими та екологічно чистими, оскільки їх можна переробляти після закінчення терміну служби, що є частиною зусиль зі зменшення впливу на навколишнє середовище. Виготовлені з матеріалів, придатних для вторинної переробки, таких як пропілен і алюміній з покриттям, вони сприяють більш циклічному поводженню з відходами. Електричні компоненти обробляються відповідно до європейських директив WEEE. Випаровувальні середовища можна компостувати на підприємствах з переробки відходів.
Вартість і рентабельність інвестицій
Швидка окупність інвестицій
Охолоджувачі повітря пропонують значну фінансову перевагу завдяки відносно низькій початковій вартості.
У порівнянні з традиційними кондиціонерами, витрати на встановлення адіабатичної системи також знижуються, навіть для стаціонарних дахових або настінних установок. Що стосується мобільного адіабатичного охолоджувача, то витрати на встановлення відсутні; все, що вам потрібно – це електрична розетка.
Амортизація обладнання за 10 років становить лише кілька сотень євро на рік.
Низькі експлуатаційні витрати
Охолоджувачі повітря вирізняються доступними експлуатаційними витратами, які покривають витрати на електроенергію та воду. Для приміщення площею 250 м² щоденні експлуатаційні витрати зазвичай становлять лише кілька десятків центів.
Витрати на обслуговування та ремонт приблизно в 10 разів нижчі, ніж у звичайних кондиціонерів, завдяки простоті конструкції та обмеженій кількості компонентів, що потребують регулярного обслуговування. Завдання з технічного обслуговування, такі як очищення стільникового матеріалу, фільтрів і піддону для утримання води, виконуються швидко і не вимагають залучення спеціалізованого персоналу. Заміна випарної панелі кожні два роки є основним завданням технічного обслуговування.
Якщо врахувати всі ці витрати, адіабатичні повітроохолоджувачі пропонують значно нижчі загальні експлуатаційні витрати, ніж системи кондиціонування повітря, що призводить до швидкої окупності інвестицій.
Підвищення комфорту та продуктивності працівників
Продуктивність праці знижується, як тільки температура піднімається вище 24-26°C, і вдвічі зменшується, коли стовпчики термометрів перевищують 33-34°C – явище, відоме як тепловий стрес. Тому підтримка оптимального температурно-вологісного режиму має безпосередній вплив на продуктивність працівників.
На відміну від кондиціонерів, які висушують повітря і можуть спричинити різке похолодання, адіабатичні охолоджувачі створюють комфортне робоче середовище відповідно до нормативних стандартів щодо умов праці.
Підтримуючи належну вологість, адіабатичні охолоджувачі повітря також допомагають запобігти проблемам, пов’язаним з електростатичним розрядом, підвищуючи безпеку обладнання та продуктивність праці працівників. Окрім користі для здоров’я, вони видають нижчий рівень шуму, ніж кондиціонери (-10 дБ), створюючи тихішу робочу атмосферу, сприятливу для концентрації уваги.
Застосування адіабатичних випарних охолоджувачів у промисловості та комерційних будівлях
Адіабатичне випарне охолодження – це ефективне та економічне рішення для підтримання комфортного та продуктивного середовища в промислових та громадських приміщеннях.
Промислові склади
Ці приміщення часто потребують ефективної системи охолодження для підтримання комфортних умов роботи персоналу та захисту товарів, чутливих до температури. Встановлення мобільних випарних охолоджувачів пропонує гнучке рішення адіабатичного охолодження, яке можна переміщати і адаптувати до різних зон будівлі. Якщо метою є зниження загальної температури в будівлі, краще встановити стаціонарну адіабатичну систему з більшою швидкістю потоку.
Виробничі підприємства
На виробничих підприємствах, де машини та обладнання часто виділяють тепло, адіабатичне охолодження є ефективним рішенням для підтримання продуктивності та дотримання критеріїв мікроклімату в приміщенні, встановлених Трудовим кодексом Франції. Використовуючи портативні системи адіабатичного охолодження, можна точно визначити робочі зони або обладнання, які потребують охолодження, таким чином зберігаючи цілісність чутливого до температури обладнання. Випарні охолоджувачі забезпечують належну вентиляцію приміщень і сприяють тепловому комфорту для працівників.
Приміщення з великими відкритими просторами
У таких будівлях виникають унікальні проблеми з охолодженням. Високі стелі та часто відчинені двері роблять звичайний кондиціонер непрактичним і занадто дорогим.
Адіабатичне охолодження – це ефективний і економічний спосіб підтримання комфортної температури і вологості для операторів, особливо при коливаннях зовнішніх температур. Деякі мобільні адіабатичні системи охолодження особливо корисні для забезпечення теплового комфорту для операторів, які працюють на відкритому повітрі (стенди, механічні майстерні тощо).
Адіабатичне охолодження особливо добре підходить для такого типу приміщень з великими відкритими площами і відсутністю перегородок.
Великі об’єми з високою щільністю людей
Пряме адіабатичне охолодження є ідеальним рішенням для таких великих, жвавих приміщень, де сонячне випромінювання в поєднанні з тепловими потоками від відвідувачів і внутрішньої діяльності ускладнюють регулювання температури, особливо якщо будівля не обладнана кондиціонером і має легку конструкцію. Адіабатичні охолоджувачі подають свіже повітря, підтримуючи при цьому приємну температуру і оптимальну вологість, гарантуючи літній комфорт для мешканців. Вентиляція, вбудована у випарні охолоджувачі, забезпечує належну циркуляцію повітря.
