38
Materiał promocyjny
Wykorzystanie jednostek chłodzenia adiabatycznego w projektowaniu instalacji wentylacyjnych
x x x
Chłodzenie adiabatyczne
Zwane jest inaczej ewaporacyjnym lub wyparnym i stanowi jeden z naj-
starszych sposobów obniżania temperatury powietrza. Ze zjawiskiem
tym mamy do czynienia na co dzień, np. latem, kiedy temperatura
powietrza zewnętrznego jest wysoka, wówczas odczuwamy chłód po wyj-
ściu z basenu, a przebywając nad morzem lub jeziorem orzeźwiającą
bryzę, która powstaje na skutek parowania wody.
Z punktu widzenia termodynamiki, przemiana adiabatyczna jest pro-
cesem, podczas którego nie zachodzi wymiana ciepła między układem
a otoczeniem. W powietrzu znajdują się dwa rodzaje energii – ciepło
jawne i utajone. Pierwsze z nich jest odczuwalne, możliwe do zmierze-
nia za pomocą termometru. Natomiast drugie to energia pobierana lub
oddawana przez powietrze, kiedy woda zmienia swój stan skupienia
(parowanie). Podczas przepływu ciepłego powietrza zewnętrznego przez
nawilżone wkłady desorpcyjne jednostki chłodzenia adiabatycznego
woda paruje i odbiera ciepło z powietrza zewnętrznego, obniżając tym
samym jego temperaturę (rośnie energia utajona, maleje energia jawna).
x x x
Analiza procesu chłodzenia adiabatycznego –
wykres i-x
Punkt 1.
odpowiada warunkom powietrza zewnętrznego (np.
T = 32°C, 40% RH). Podczas chłodzenia adiabatycznego nie nastę-
puje wymiana energii, tj. proces zachodzi po linii stałej entalpii do
punktu 2.
Przy teoretycznie maksymalnym nasyceniu/saturacji na poziomie 100%
powietrze znalazłoby się w
punkcie 5.
, leżącym na linii nasycenia. Przy
wykorzystaniu jednostki CoolStream stopień nasycenia powietrza osiąga
90%. Wartość ta oznacza udział procentowy teoretycznie możliwego
nawilżenia, jakie w danej chwili można osiągnąć. Nie należy mylić tego
pojęcia z wilgotnością względną, która oznacza rzeczywisty stosunek
wilgoci w powietrzu do maksymalnego jego nasycenia w tej samej tem-
peraturze. W zależności od wielkości zysków ciepła w pomieszczeniu
i ilości powietrza nawiewanego, powietrze zewnętrzne miesza się
z wewnętrznym, osiągając
punkt 3.
Po odebraniu zysków ciepła
ogrzewa się do
punktu 4.
, który charakteryzuje powietrze wywiewane.
Analizując powyższe, łatwo stwierdzić, że efektywność chłodzenia adia-
batycznego jest tym lepsza, im powietrze jest gorętsze i bardziej suche,
a przy wysokiej jego wilgotności względnej – znikoma.
x x x
Warunki zastosowania
Jak widać na mapach, w klimacie umiarkowanym, w którym znajduje się
Polska, można osiągnąć bardzo dobre warunki komfortu środowiska
wewnętrznego przy zastosowaniu chłodzenia adiabatycznego. W porów-
naniu do konwencjonalnej klimatyzacji system ten jest wydajnym i efek-
tywnym, a przede wszystkim tanim procesem wentylacji i chłodzenia
Wykorzystanie jednostek chłodzenia adiabatycznego
w projektowaniu instalacji wentylacyjnych
Rosnące wymagania dotyczące obniżenia zużycia energii zmuszają projektantów do poszukiwania nowych i przyjaznych
dla środowiska rozwiązań instalacji wentylacyjnych. Wprowadzone z dniem 01.01.2016 r. Rozporządzenie Komisji (UE)
nr 1253/2014 z dnia 7 lipca 2014 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odnie-
sieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla systemów wentylacyjnych (ErP) określa m.in. minimalne sprawności wentyla-
torów czy urządzeń do odzysku ciepła. Rozwiązaniem, na które warto zwrócić uwagę, jest chłodzenie adiabatyczne stosowane
już w czasach starożytnych. To nieskomplikowany, efektywny sposób obniżania temperatury, wykorzystujący jedynie wodę.
Dzięki temu jest bezpieczny, przyjazny dla środowiska, energooszczędny i co ważne – tani.
Oznaczenie na
mapie
Warunki do stosowania
chłodzenia adiabatycznego
doskonałe
dobre
nadające się
mniej korzystne (zbyt wilgotno)
niekorzystne (zbyt zimno latem)
brak warunków
Rys. 2. Mapy obrazujące warunki do zastosowania chłodzenia adiabatycznego
w różnych regionach świata
Rys. 1. Proces chłodzenia adiabatycznego na przykładzie jednostki CoolStream firmy
Colt International
20%
30%
40%
70%
80%
90%
5
2
3
4
1
50%
60%
Stopień saturacji/Wydajność nawilżania
Zawartość wilgoci x [g/kg dry air]
Temperatura powietrza t [°C]
Entalpia h (l+ x) [kJ/kg suchego powietrza]
–10
–5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
–5
–10
–15
100%
90%
Temperatura termometrumokrego t
f
[°C]
1,15 Gęstość
r
[kg/m
3
]
Wilgotnośćwzględna
f
Powietrze zewnętrzne
Schłodzone powietrze
do 90% nasycenia
Powietrze wewnętrzne
Powietrze wywiewane
Temperatura termometru
mokrego
–10
–5
0
5
10
1,25
15
20
25
1,30
10 000
5000
4000
3000
2500
2000
1000
500
0
–2000
t=const.
h=const.
x=const.
D
h
D
x
Legenda:
