Indirektno adiabatsko hlajenje – hlapilno hlajenje

Vsi poznamo občutek prijetnega hladu v vročem poletju, v bližini deročega slapa, ali pa nekoliko manj prijetnega, kadar pridemo mokri iz vode ali kadar smo potni po rekreaciji. Naštetim pojavom je skupen naravni fizikalni proces, ko voda pri izhlapevanju odvzame toploto okolici, pri prehajanju iz tekoče v plinasto obliko. Večina živih bitij na zemlji uporablja ta fizikalni princip za zmanjševanje telesne temperature. Kadar vodo razpršimo v zrak, le ta odvzame potrebno toploto za izhlapevanje zraku v katerem se nahaja in ga tako ohladi.

 

 

 

Adiabatsko – hlapilno hlajenje in rekuperator

Srce sistema hlapilnega hlajenja pri klimatskih napravah je visoko učinkoviti ploščni izmenjalnik toplote – rekuperator.

Visoko učinkovite izvedbe rekuperatorjev so dvojne ploščne izvedbe z zaporedno vezanima križnima toplotnima izmenjalnikoma ter novejše generacije toplotnih izmenjevalnikov s protitočno izmenjavo toplote.

Rekuperator:

• omogoča prenos toplote med zračnima tokovoma odtočnega-zavrženega in zunanjega-vtočnega zraka,
• onemogoča pa prenos materije in vlage, saj tokova ločuje tanka stena rekuperatorja. Tak rekuperator omogoča prenos čutne toplote iz zavrženega na zunanji – vtočni zrak z učinki preko 90%.

 

V režimu hlajenja v klimatski napravi se prši voda v odtočni zrak. Zrak se ohladi in navlaži. Bolj kot je predhodno suh, bolj intenzivno se bo ohladil pri procesu hlajenja z izhlapevanjem vode. Ohlajen in zelo vlažen zrak je neprimeren za področje komfortne klimatizacije. Poleti je namreč visoka vlaga – sopara – bolj neugodna kot le visoka temperatura, saj onemogoča proces našega »osebnega« hlapilnega hlajenja s potenjem.

 

 

Hlapilno ohlajen in vlažen odtočni zrak vstopi v rekuperator, kjer hladilno energijo prenese na toplejši tok zunanjega zraka. Zunanji zrak se na ta način v visoko učinkovitem rekuperatorju ohladi skoraj do temperature odtočnega zraka. Vlaga odtočnega zraka se pa ne prenaša v tok zunanjega – vtočnega zraka, ampak gre skozi kanal zavrženega zraka v okolico, zato torej indirektno hlapilno hlajenje.

V premišljeni spregi z učinkovitimi elementi tehnike v klimatskih napravah so dosežena znižanja temperature zunanjega – vtočnega zraka za 14°C.

Torej zunanji zrak temperature 32°C, se ohladi na 18°C, popolnoma brez porabe energije za hlajenje!

Hlapilno, imenovano tudi adiabatsko hlajenje, ima sicer omejene hladilne moči, ki so povezane s stanji zasičenosti zraka z vodo (vodnimi hlapi). Kadar je zrak zasičen z vodo do največje mere, hlapilno hlajenje več ne deluje. Tudi ta pojav najbolje začutimo na svoji koži, v zelo soparnih poletnih dneh, ko nam je vroče in se potimo, potenje pa kljub temu, da smo popolnoma premočeni, ne zadostuje za učinkovito hlajenje in nam je vroče. Popolnoma zasičen zrak z vodo prepoznamo po pojavu megle.

Predhodni sistemi hlapilnega hlajenja so v praksi dosegali temperature vtočnega zraka nekje do 21°C. V vročih poletnih dneh je bilo tako potrebno zrak dodatno hladiti s klasičnimi mehanskimi hladilnimi sistemi z veliko višjo porabo energije ter zahtevnejšim vzdrževanjem, kot pri hlapilnem hlajenju. Poraba energije pri hlapilnem hlajenju je omejena le na porabo energije cirkulacijske črpalke, kar je zanemarljivo v primerjavi s porabo energije za hlajenje pri klasičnih sistemih hlajenja.

 

Dosegli »nedosegljivo«

Podjetju Menerga je z zadnjo generacijo klimatskih naprav Adconair AdiabaticPro uspelo pomakniti meje zmogljivosti hlapilnega hlajenja v področje, ki ji bilo do sedaj rezervirano le za mehanske hladilne sisteme. V večini primerov uporabe se lahko zdaj popolnoma izognemo uporabi kompresorskih mehanskih hladilnih sistemov.

Osrednji del tega sistema je visoko učinkovit protitočni ploščni toplotni izmenjalnik iz polipropilena (PP). Ta omogoča v zimskem režimu delovanja učinke vračanja toplote preko 90%. Poleti enako učinkovito prenaša hlad adiabatsko ohlajenega odtočnega zraka na zunanji – vtočni zrak.

Integrirana naprava za reverzno osmozo omogoča dolgotrajno učinkovito delovanje brez:

• vzdrževanja,
• higienskih problemov,
• odlaganja vodnega kamna.

 

Kako deluje princip AdiabaticPro^®?

1. Ovlaževanje odtočnega zraka na vstopu v protitočni ploščni rekuperator.
2. Predhlajenje odtočnega zraka, pred ovlaževanjem in vstopom v rekuperator
3. Posredno predhlajenje zunanjega zraka preko rekuperatorja, z ovlaževanjem zavrženega zraka

Proces indirektnega hlapilnega hlajenja AdiabaticPro^® v klima napravi – diagram h,x,

 

Trajnostno, okolju prijazno in učinkovito tudi za bodoče generacije

Poraba energije klima naprave, ki hladi zunanji-vtočni zrak s pomočjo naravnega hlapilnega hlajenja je praktično zanemarljiva v primerjavi z vsemi ostalimi sistemi hlajenja.

V primerjavi s klasičnim kompresorskim mehanskim hlajenjem znaša le okrog 7%! Proporcionalno temu je zmanjšan ogljični odtis sistema.

Nadaljnje prednosti so enostavno vzdrževanje, saj v sistemu ni veliko gibljivih delov, podvrženih mehanski obrabi ter neslišno delovanje. Trajnosten sistem hlapilnega hlajenja se izkaže tudi z nizko porabo energije pri proizvodnji sistema, v primerjavi s porabljeno količino energije za proizvodnjo klasičnih hladilnih sistemov, vgrajenih v klimatskih napravah.