Chłodzenie adiabatyczne: "chłodzenie bez prądu"

Podstawowe elementy chłodzenia adiabatycznego. Nawilżacz powietrza Certo i wirnik kondensacyjny firmy Klingenburg.

Chłodzenie pomieszczenia za pomocą urządzenia chłodzącego wymaga zwykle większej ilości energii niż ilość potrzebna na jego ogrzanie. Kwestia ta jest szczególnie istotna w ciepłych regionach świata, ale także w ciepłe dni w strefach umiarkowanych.

Chłodzenie przez parowanie

Istnieje jednak sposób, aby drastycznie zmniejszyć wysokie zużycie energii. W większości przypadków można wówczas nawet całkowicie zrezygnować z zastosowania urządzeń chłodzących. Odbywa się to za pomocą prostego procesu fizycznego: parowania wody.

Zasada: Podczas parowania woda usuwa z powietrza odczuwalne (jawne) ciepło. Skutek: Temperatura powietrza obniża się, powietrze w pomieszczeniu zastaje schłodzone. W technikach wentylacji pomieszczeń proces ten jest określany mianem chłodzenia adiabatycznego.

Wystarczy wprowadzić do systemu wodę, która następnie paruje i chłodzi powietrze. Dlatego też proces ten nazywany jest też chłodzeniem przez parowanie.

Bezpośrednio i pośrednio

Wyróżniamy dwa rodzaje chłodzenia adiabatycznego: bezpośrednie i pośrednie. W przypadku procesu bezpośredniego do strumienia  powietrza zewnętrznego dostarcza się wilgoć. W ten sposób strumień powietrza zostaje schłodzony, jednocześnie wzrasta jednak bardzo gwałtownie wilgotność powietrza, co nie zawsze jest pożądane.

Dlatego też w większości przypadków stosowane jest pośrednie chłodzenie adiabatyczne. Metodę tą pokazuje nasz przykład z nawilżaczem powietrza CERTO Klingenburg i obrotowym wymiennikiem ciepła Klingenburg.

Celem jest w tym przypadku jest schłodzenie powietrza w pomieszczeniu przy jak najmniejszym nakładzie energii. Temperatura zewnętrzna wynosi 35°C, powietrze wywiewanego zaś 25°C

Strumień powietrza wywiewanego, przepływając przez komorę nawilżacza powietrza CERTO zostaje nawilżony. W procesie odparowania wody ciepło zawarte w tym powietrzu zostaje usunięte – efektem jest znaczące obniżenie temperatury masy powietrza.

Schłodzone powietrze kierowane jest w następnym etapie przez obrotowy wymiennik ciepła, który akumuluje zawarty w nim chłód. Wirnik schłodzony po stronie wywiewu rotuje w obszar powietrza nawiewu i schładza ciepłe, pochodzące z zewnątrz powietrze. Tak schłodzony strumień powietrza zostaje skierowany do pomieszczenia. W wielu przypadkach system ten pozwala na wyeliminowanie  agregatów chłodniczych.

Schemat HX Molliera

Zmianę temperatury i wilgotności powietrza ilustruje schemat h-x Molliera. Pozwala on naprzejrzyste przedstawienie zmian stanu wilgotnego powietrza.

Temperatura powietrza w °C przedstawiona jest na lewej stronie wykresu, wilgotność względna powietrza w % po prawej.

W naszym przykładzie powietrze opuszcza pomieszczenie o temperaturze 25°C i wilgotności względnej 50% (powietrze wywiewane).Powietrze przechodząc przez nawilżacz ulega ochłodzeniu do 18°C, a jego wilgotność względna wzrasta do 98%, osiągając poziom bliski poziomowi nasycenia.

Zmiana ta przedstawiona jest na wykresie niebieską linią.

Obrotowy wymiennik ciepła magazynuje większość uzyskanego chłodu i kieruje go do strumienia powietrza nawiewu. W ten sposób powietrze zewnętrzne o temperaturze 35°C schładzane jest do 23°C, pobierając jednocześnie część wilgoci ze strumienia powietrza wywiewu osiągając poziom 61%, gwarantujące komfortowe parametry powietrza.

Chłodzenie pomieszczeń odbyło się zatem całkowicie bez energochłonnego urządzenia chłodzącego.

Schemat h-x Molliera

Schemat h-x Molliera