Párolgásos hűtő

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2015. február 10-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 32 szerkesztést igényelnek .

Az evaporatív hűtő (más néven párás levegőhűtő , párologtató hűtő/ légkondicionáló ) egy olyan berendezés, amely a levegőt víz elpárologtatásával hűti . Az evaporatív hűtés eltér a hagyományos légkondicionáló rendszerektől , amelyek gőzsűrítési ciklust vagy abszorpciós hűtési ciklust alkalmaznak . A víz nagy fajlagos párolgási hőjének felhasználásán alapul . A száraz levegő hőmérséklete lényegesen csökkenthető folyékony víz-gőz fázisváltással, amely folyamat lényegesen kevesebb energiát igényel, mint a kompressziós hűtés . Nagyon száraz éghajlaton az evaporatív hűtésnek megvan az az előnye is, hogy növeli a levegő páratartalmát, amikor kondicionált, és ez nagyobb kényelmet biztosít a helyiségben tartózkodók számára. A gőzkompressziós hűtéssel ellentétben azonban állandó vízforrást igényel, és működés közben folyamatosan fogyasztja.

Az evaporatív hűtési rendszer és a hagyományos rendszerek közötti alapvető különbség az, hogy alapértelmezés szerint 100%-ban friss levegőn működik, vagyis nem csak a hűtés, hanem a kiszolgált helyiség állandó szellőztetése is történik. Az ipari helyiségek mikroklímájának javítása érdekében rendszerint magas légcsere sebességet kell biztosítani, friss és tiszta (tisztított) levegővel a helyiségekbe, lehetőség szerint hűtve. A nagy légcserearányú ipari nagyvállalatok számára extrém energiaköltséget okoz a klasszikus hűtőgépes hűtőrendszerek (hűtőberendezések, kompresszor-kondenzációs egységek) alkalmazása.

Az amerikai "mocsárhűtő" kifejezés a korai modellek által keltett algaszagból származhat [1] .  Az elpárologtató hűtőtípusokat, például a légmosót és a hűtőtornyot nem lakossági használatra tervezték, bár ugyanazokat az elveket használják, mint a párologtató hűtők. Az elpárologtató hűtővel nagyméretű légkondicionáló rendszerek (hűtőspirálok) is növelhetők.[ adja meg ] . Az evaporatív hűtés különösen jól alkalmazható magas hőmérsékletű és alacsony páratartalmú éghajlaton. Például az Egyesült Államokban ezek olyan városok, mint Denver , Salt Lake City , Albuquerque , El Paso , Tucson és Fresno , ahol gyakoriak a párologtató hűtők és nagy mennyiségű víz áll rendelkezésre.

Az evaporatív légkondicionálás is jól használható és nagyon népszerű Ausztrália déli (mérsékelt égövi) területén . Száraz, száraz éghajlaton a párologtató hűtő felszerelésének és üzemeltetésének költsége körülbelül 80%-kal alacsonyabb, mint egy klasszikus klímaberendezés esetén. A párologtató és a kompressziós hűtést azonban néha együtt alkalmazzák az optimális léghűtési eredmények elérése érdekében. Egyes párologtató hűtők használhatók párásítóként a fűtési szezonban .

Amellett, hogy széles körben használják száraz éghajlaton, a párolgásos hűtésnek számos költséghatékony alkalmazása létezik mérsékelt páratartalmú helyeken. Gyakran használják ipari vállalkozások, éttermi konyhák, mosodák , vegytisztítók , üvegházak , kiegészítő hűtéssel rendelkező helyek (dokkok, raktárak, gyárak, építkezések, sportesemények, műhelyek, garázsok és óvodák), mezőgazdasági komplexumok (baromfiházak, disznóólak, tehénistállók). Párás éghajlaton a párolgásos hűtés némi előnyt jelenthet a hőkomfort tekintetében a megnövelt szellőztetéshez képest . Csak a trópusi vidékeken haladja meg a páratartalom 60%-át munkanapokon (11-től 16 óráig), a legmagasabb léghőmérsékletű napszakban, amikor valóban szükséges a hűtés. A gyártó létesítményekben jelentős külső páratartalom mellett (70%-tól reggel, este és éjszaka) a hűtők csak a helyiség szellőzésére szolgálnak, a magas légcsere sebesség (levegő mobilitás) önmagában is hűsítő hatást biztosít.

Történelem

A civilizációk évszázadok óta eredeti módszereket találtak területükön a hő kezelésére. A hűtőrendszer egy korai formáját, a " szélfogót " (Bâd gir) sok ezer évvel ezelőtt találták fel Perzsiában (Irán) . A tetőn szélaknákból álló rendszer volt, amely felfogta a szelet, átvezette a vízen, és hideg levegőt fújt a belső térbe. Manapság Irán a szélfogókat párolgási hűtőre (Coolere Âbi) cserélte le, és széles körben alkalmazza azokat [2] . Irán középső részén körülbelül 9 000 000 párologtató hűtő található, és a perzsa-iráni naptár szerint 1385 első két hónapjában (2006. április-május) 130 000 ilyen készüléket adtak el Iránban [3] .

Az Egyesült Államokban a párologtató hűtő számos szabadalom tárgya volt a huszadik században. Sok közülük 1906-tól kezdődően [4] a faforgács használatát javasolta tömítésként, amely nagy mennyiségű vizet szállít a mozgó levegővel érintkezve, és támogatja az intenzív párolgást. Az 1945-ös szabadalomban bemutatott szabványos kialakítás tartalmaz egy víztartályt (általában egy úszószeleppel van felszerelve a szintszabályozáshoz), egy szivattyút a víz keringetésére a faforgács távtartókon keresztül, és egy ventilátort, amely a távtartókon keresztül levegőt fúj a lakótérbe. negyed [5] . Ez a kialakítás és az anyagok továbbra is a párolgásos hűtőtechnológia alappillérei az Egyesült Államok délnyugati részén . Ezen a területen a páratartalom növelésére is használják [6] .

Az evaporatív hűtés általános volt az 1930 -as évek repülőgép-hajtóműveiben , például a Beardmore Tornado léghajó hajtóművében. Ezt a rendszert a radiátor csökkentésére vagy megszüntetésére használták , ami egyébként jelentős aerodinamikai ellenállást eredményezne . Ezekben a rendszerekben a motorban lévő vizet szivattyúkkal nyomás alá helyezték, amelyek lehetővé tették a víz felmelegedését 100°C fölé, mivel a tényleges forráspont nyomásfüggő. A túlhevített vizet egy fúvókán keresztül egy nyitott csőre permetezték, ahol az azonnal elpárolog, és felvette a hőjét. Ezek a csövek a repülőgép felszíne alatt helyezkedhetnek el, hogy nulla légellenállást hozzanak létre. Ezeknek a rendszereknek azonban komoly hátrányai is voltak. Mivel a víz hűtéséhez sok csőre volt szükség, a hűtőrendszer még rejtett állapotban is sok helyet foglalt el a repülőgépben. Ugyanakkor felmerültek a komplexitás és a megbízhatóság kérdései. Amellett, hogy nagy volt, ezt a rendszert az ellenséges tűz könnyen letiltotta, és gyakorlatilag lehetetlen páncélozni. Ehelyett a brit és amerikai repülőgép-tervezők etilénglikolt kezdtek használni hűtőradiátor-rendszereikben . A németek szabványos áramvonalas radiátorokat kezdtek használni. Még a módszer legnagyobb támogatói, a Heinkel és Günter fivérek is felhagytak vele 1940-ben.

Néhány járműre külső párologtató hűtőberendezéseket [7] szereltek fel az utastér hűtésére. Gyakran kiegészítő tartozékként adták el őket. Az evaporatív hűtőberendezések használata az autókban egészen addig folytatódott, amíg a gőzkompressziós légkondicionálás elterjedt.

Az evaporatív hűtés fejlődésének új időszaka kezdődött a feltalálással 1976-ban a Szovjetunióban, majd a Maisotsenko-ciklus, az M-ciklus világában való bevezetésével. Gyakorlatilag minden, amit ebben a cikkben az evaporatív légkondicionálásról írunk, a közvetlen párolgásos hűtésre vonatkozik. A modernebb rendszerek közvetett (közvetett) hűtést alkalmaznak, amelyet nedves és száraz csatornákkal terveztek, lehetővé téve a hűtést a nedves izzó hőmérsékletére. A legfejlettebb a regeneratív közvetett párolgásos hűtés, amelyet ma M-ciklusnak neveznek. Az erre épülő klímaberendezések a víz elpárolgása miatt képesek a levegőt harmatponti hőmérsékletre hűteni, ugyanakkor 10-szeres energiafogyasztást, szén-dioxid-kibocsátást és költségcsökkentést biztosítanak (a hagyományos gőzkompresszióhoz képest). hűtés). 2020-ban létrehozták a Maisotsenko ciklustechnológiák új, harmadik generációját, amely kétszer hatékonyabban csökkenti az energiafogyasztást és ötször hatékonyabban csökkenti a vízfogyasztást. Az új M-ciklus technológiára alapozva a hatást akkor mutatták ki, amikor a levegő a víz elpárolgása miatt 100 Celsius-fok feletti hőmérsékletről lehűl - miközben a víz légköri nyomáson gáz halmazállapotúvá válik, de nem forr fel.

Fizikai elvek

A párolgásos hűtés  olyan fizikai jelenség, amelyben a folyadéknak a környező levegőbe történő párolgása lehűti a vele érintkező tárgyat vagy folyadékot. A látens hő , a folyadék elpárologtatásához szükséges hőmennyiség a környezetből származik. A víz párologtatásának vizsgálatakor a nedves izzót egy száraz burával hasonlítjuk össze , a kapott érték megfelel a párolgás hűtési potenciáljának. Minél nagyobb a különbség a két hőmérséklet között, annál nagyobb a hűtőhatás. Ha a hőmérséklet azonos, akkor nincs víz párologtatása a környező légkörbe, és ennek megfelelően nincs hűtőhatás.

A természetes párolgásos hűtés egyszerű példája az izzadás , amelynek során a test izzadságot bocsát ki, hogy lehűtse magát. Az átadott hő mennyisége a párolgás mértékétől függ, minden kilogramm elpárolgott vízre 2257 kJ kerül átadásra (35 °C hőmérsékleten). A párolgás mértéke a környező levegő páratartalmától és hőmérsékletétől függ, ezért a forró, párás napokon verejték halmozódik fel a testen. Az ilyen körülmények között felszabaduló verejték nem tud elpárologni.

Az evaporatív hűtés elve eltér a gőzkompressziós hűtésétől, bár ezek is párologtatást igényelnek (a párologtatás a rendszer része). A gőzsűrítési ciklusban, miután a párologtató tekercsben lévő hűtőközeg elpárolog, a hűtőközeggáz összenyomódik és lehűl, és nyomás alatt folyékony halmazállapotúvá kondenzálódik. Ettől a ciklustól eltérően a párologtató hűtőben a víz csak egyszer párolog el. A hűtőberendezésben elpárolgott víz hűtött levegővel kerül a térbe. A hűtőtoronyban az elpárolgott vizet a légáramlás elszállítja.

Alkalmazás

Az evaporatív hűtés alacsony költsége és alacsony energiafogyasztása miatt a helyiségek hűtésének általános módja a hőkomfort fenntartása érdekében. Az evaporatív hűtés állandó vízforrást igényel a párologtatáshoz, és a beáramló friss, hűtött levegő teljes eltávolítása nélküli otthonban csak alacsony relatív páratartalom mellett hatékony. Az iparban azonban a 100%-os kültéri levegő használata és az állandó szellőztetés további előnye ennek a rendszernek.

Ahhoz, hogy a rendszer hatékonyan működjön, képesnek kell lennie az összes bejövő friss levegő eltávolítására, ellenkező esetben a párologtató hűtés jelentősen megemeli a páratartalmat, ami olyan problémákat okozhat, mint a sókristályosodás, a falemezek, ajtók és kárpitok duzzanata, zongora meghibásodása vagy belső rozsda.

Az ilyen típusú hűtés alkalmazása nagyon elterjedt a kriogenikában . A gőzt folyamatosan kiszivattyúzzák a kriogén folyadéktartályból, és a folyadékot folyamatosan elpárologtatják mindaddig, amíg a jelentős gőztelítettség megmarad . Hagyományos héliummal történő párolgásos hűtés egy 1 K-es edényben legalább 1,2 K-re csökkentheti a hőmérsékletet. A hélium-3 párolgási hűtése 300 mK alá csökkentheti a hőmérsékletet. Ezek a technológiák használhatók krio-hűtőberendezések létrehozására, valamint alacsony hőmérsékletű kriosztázis rendszerek (például hígítóhűtő ) alkotóelemeiként . A hőmérséklet csökkenésével csökken a gőz telítettsége a folyadék felett, ami után a hűtés kevésbé hatékony. Ez a jelenség meghatározza az adott folyadéknál elérhető alsó hőmérsékleti határt.

Bár a robot űrhajó szinte teljes egészében hősugárzást használ , a rövid küldetések során sok emberes űrhajó alkalmaz párologtató hűtést. Ilyen például az űrrepülőgép , az Apollo modul , a Lunar Module és az Apollo programban használt elsődleges életfenntartó rendszer. Az Apollo CSM és a Space Shuttle radiátorokat is felszereltek, és az űrsiklórendszer az ammóniát és a vizet is el tudta párologtatni. Az Apollo űrszonda egy tisztítót, egy kis passzív eszközt használt, amely a felesleges hőt vízgőzbe öntötte és kifújta az űrbe. Ha a folyékony vizet vákuumba helyezzük, az gyorsan forrni kezd, elegendő hőt vonva el a maradék megfagyásához, a keletkező jég beborítja a tisztítót, és a hőterheléssel automatikusan szabályozza a tápvíz áramlását. Sok emberes űrhajón használt üzemanyagcellákból visszamaradt vizet használta fel elektromos áram előállítására.

Párolgásos hűtőberendezések

Valamennyi párolgásos hűtőberendezés kihasználja azt a tényt, hogy a víz az egyik legnagyobb ismert párolgási entalpiával (fajlagos párolgási hővel) rendelkezik.

A közvetlen párolgásos hűtés (nyílt ciklus) a levegő hőmérsékletének csökkentésére szolgál a párolgás fajhője segítségével, a víz folyékony halmazállapotát gázhalmazállapotúvá változtatva. Ebben a folyamatban a levegő energiája nem változik. A száraz, meleg levegőt hideg, nedves levegő váltja fel. A külső levegő hőjét a víz elpárologtatására használják fel.

A közvetett párolgásos hűtés (zárt hurok) a közvetlen párolgásos hűtéshez hasonló folyamat, de bizonyos típusú hőcserélőt használnak . Ebben az esetben a nedves, lehűtött levegő nem érintkezik a kondicionált környezettel.

Kétfokozatú párolgásos hűtés , vagy közvetett/közvetlen. A hagyományos párologtató hűtők a gőzkompressziós hűtő- vagy adszorpciós klímaberendezésekhez szükséges energia csak töredékét használják fel. Sajnos kényelmetlen szintre emelik a páratartalmat (kivéve a nagyon száraz éghajlatot). A kétfokozatú párologtató hűtők nem növelik annyira a páratartalmat, mint a hagyományos egyfokozatú párologtató hűtők. A kétfokozatú hűtő első fokozatában a meleg levegőt közvetetten, a páratartalom növelése nélkül hűtik (egy kívülről párologtatással hűtött hőcserélőn áthaladva). A közvetlen szakaszban az előhűtött levegő áthalad a vízzel átitatott párnán, tovább hűl és nedvesebbé válik. Mivel a folyamat magában foglal egy első, előhűtési szakaszt, a közvetlen párologtatási szakasz kevesebb nedvességet igényel a kívánt hőmérséklet eléréséhez. Ennek eredményeként a gyártók szerint az eljárás az éghajlattól függően 50-70% relatív páratartalmú levegőt hűt le. Ehhez képest a hagyományos hűtőrendszerek 70-80%-ra emelik a levegő páratartalmát.

Regeneratív közvetett párolgásos hűtés vagy Maisotsenko ciklus, M-ciklus (Maisotsenko Cycle, M-Cycle). Az 1976-ban feltalált és szabadalmaztatott párolgásos hűtési eljárás olyan technológiai áttörés, amely lehetővé teszi a gázok (levegő) és folyadékok (víz) lehűtését a külső levegő harmatponti hőmérsékletére anélkül, hogy a terméklevegő páratartalmát növelné. A szerző egykori szovjet (jelenleg amerikai) tudós és feltaláló, orvos és professzor Valerij Sztyepanovics Maisotsenko. A Maisotsenko ciklus fontos jellemzője a hűtési kapacitás növekedése a külső levegő hőmérsékletének növekedésével, valamint a háztartási párologtató klímaberendezések méretének egy hordozható és egyedi eszköz méretére való csökkentésének lehetősége. Az M-ciklust az első (Climate Wizard márka) és a második generációs (Coolerado) sorozatgyártású klímaberendezésekben valósítják meg. 2020 nyarán a Maisotsenko ciklus kutatócsoportja megalkotta az ipari formatervezést - a harmadik generációs Gen3 prototípusát, amely 50%-kal javítja a Coolerado teljesítményét az energiafogyasztás csökkentésében, kétszeresére a nyomásesés csökkentésében és tízszeresére a megfizethetőség terén.

Szabványos kialakítás

A lakossági és ipari hűtők jellemzően közvetlen párolgásos hűtést használnak, és zárt fém- vagy műanyagházként írhatók le, ventilátorral , elektromos szíjtárcsás motorral vagy közvetlen meghajtású axiális ventilátorral, valamint a párologtató párnák nedvesítésére szolgáló vízszivattyúval. Az egység felszerelhető az épület tetejére (lefelé áramlás) vagy külső falakra és ablakokra (vízszintes áramlás). Hűtés céljából a ventilátor az oldalsó szellőzőnyílásokon keresztül szívja be a levegőt, és átnyomja a nedves párnákon. A levegő hője elpárologtatja a vizet a párnákból, amelyeket folyamatosan nedvesítenek a hűtési folyamat folytatásához. Ezt követően a hűtött és párás levegő eloszlik az egész épületben a tetőn vagy a falakon lévő szellőzés révén. Mivel a hideg levegőt kívülről fújják be, a helyiségben elszívó nyílásokat kell kialakítani, hogy a levegő visszaáramoljon. A levegőnek csak egyszer szabad áthaladnia a rendszeren, különben a hűtőhatás csökken. Ennek oka a levegő telítési pontjának elérése . Az elpárologtató hűtőkkel ellátott helyiségekben gyakran körülbelül 15 levegőcsere történik óránként (ACH).

Hűtőbetétek

Hagyományosan a párnák faforgácsból (nyárfa rostokból) állnak egy speciális háló belsejében. De az újabb, modernebb anyagokat, például bizonyos műanyagokat vagy melaminpapírt egyre gyakrabban használnak hűtőpárnák töltőanyagaként. A fa némi vizet felszív, ami lehetővé teszi, hogy a farostok jobban lehűtsék a rajtuk áthaladó levegőt, mint egyes szintetikus anyagok.

Hűtőtornyok

Hűtőtornyok (hűtőtornyok) - a víz vagy más munkaközeg környezeti hőmérsékletre történő hűtésére szolgáló épületek (nedves izzó). A nedves hűtőtornyok a párolgásos hűtés elvét használják, de úgy vannak optimalizálva, hogy levegő helyett vizet hűtsenek. A hűtőtornyok gyakran nagy ipari területeken találhatók. Úgy tervezték, hogy az ipari folyamatok hűtőiből (például a Rankine-ciklusból ) a hőt a környezetbe továbbítsák.

Egészen a közelmúltig a hűtőtornyokban a vízhűtés technológiai korlátjának a külső levegő nedves izzójának hőmérsékletét tekintették. 2015 júliusában az Electricity Research Institute (EPRI, USA) tesztelte és bebizonyította, hogy a Maisotsenko cikluson, M-cikluson alapuló hűtőtornyokban a víz a külső levegő harmatpontjáig hűt. Ezt a technológiai áttörést „Az erőművek fejlett harmatpontos hűtési töltési koncepciójának fejlesztése a Maisotsenko cikluson keresztül” című jelentésben tették közzé.

Jelenleg a Maisotsenko ciklus kutatócsoport szabadalmakat kapott és szabadalmi kérelmeket nyújtott be, amelyek részletezik az M-ciklus koncepcionális technológiáit és innovációit a vízhűtés területén. A szabadalmak és alkalmazások újításokat írnak le, beleértve a szárítószerek (légszárítók) használatát hűtővíz hiányában vagy desztillált víz előállításánál; víz újrafelhasználása, beleértve a tengervizet vagy a sós vizet is; ellenáramok kialakítása; optimális üzemmódban dolgozni éjjel-nappal (energiatároló rendszerek nélkül); párologtató kondenzátor megvalósítása; fluidágy használata elpárologtató lemezek helyett; az új párologtató anyag leírása.

Párolgásos hűtőrendszerek (párásodás)

Az elpárologtató (párásodó) hűtőrendszer úgy működik, hogy nagy nyomású vizet pumpál egy szivattyún és egy körülbelül 5 mikrométeres furatú acél- vagy sárgarézcsövekből álló rendszeren keresztül. Így történik a mikropermetezés. A ködöt létrehozó vízcseppek olyan kicsik, hogy azonnal elpárolognak. A villanópárolgás másodpercek alatt 20°C-kal csökkentheti a környezeti levegő hőmérsékletét. [8] A teraszrendszerek optimális hűtése érdekében a legjobb, ha körülbelül 2,4-3,0 m magasságban ködvonalat alakítanak ki. A párásítást állatkertekben, állatorvosi rendelőkben és üvegházakban használják.

Ventilátorok párolgásos hűtőrendszerekhez (párásodás)

A párásító ventilátor hasonló a párásítóhoz. Ez egy ventilátor, amely párát fúj a levegőbe. Ha a levegő nem túl nedves, a víz elpárolog, csökkentve a hőmérsékletét, aminek következtében egy ilyen ventilátor légkondicionálóként működik. A párásító ventilátor kültéren is használható, különösen száraz éghajlatú területeken.

A ködrendszerek mesterséges köd segítségével kedvező mikroklímát és porelnyomást hoznak létre. A mesterséges ködöt különféle területeken használják, és a mindennapi élet és a termelés szerves részévé vált.

A párásító ventilátorok két típusból állnak:

 - helyhez kötött;

 - autonóm mobil.

Autonóm használatra, mobil és helyi használatra, valamint vízforrás hiányában mobil szellőztető típusú ködképző berendezéseket használnak. A mobil mobil ventilátorok feltekercselt fúvókákkal ellátott gyűrűkkel, beépített nagynyomású szivattyúval, mechanikus szűrővel és víztartállyal vannak felszerelve, amely modelltől és a választott üzemmódtól függően 3-5 órás autonóm működést biztosít.

Mobil rendszer finom víz diszperzióval 60-80 atm nyomás alatt. és a ventilátor által szállított légáram akár 70 m²-re is képes csökkenteni a környezeti hőmérsékletet a működési területen. A helyhez kötött ventilátorok fúvókákkal ellátott gyűrűkből, tápcsőből, szivattyúból és állványokon vagy konzolokon lévő ventilátorokból állnak. A konzolok a falra vannak rögzítve, és lehetnek forgathatóak vagy nem forgathatók. A szivattyút általában bármely megfelelő helyre kell felszerelni, és egy nylon csövön keresztül, nagy nyomás alatt finom vizet juttat a ventilátorba.

A helyhez kötött párásító ventilátor ugyanazt a területet képes lefedni, mint egy mobil.

A ködrendszerek alkalmazási területei:

– Kedvező mikroklíma kialakítása nyílt területeken: városi terek, parkok, étterem és kávézó területek, vízi parkok, pavilonok, verandák, teraszok.

- Pormentesítés: kikötőkben, festőműhelyekben, kőzúzókban, szabad áramlású helyeken, kőbányákban és bányászati ​​és feldolgozó üzemekben, raktárakban, aknákban, rakodórámpákban, szállítószalagokon, vasúti kirakodó helyeken. és járművek.

— Mezőgazdaság: üvegházak, micéliumok, üvegházak, téli és nyári kertek.

— Állattenyésztés: baromfitelepek, sertéstelepek, lófarmok, kutyaólak.

— A szupermarketek polcainak hűtése: hal és tenger gyümölcsei, hús, zöldségek és gyümölcsök, fűszernövények.

— Légkondicionálás: klímaberendezések, hűtők előhűtése.

– Fafeldolgozó ipar: fafeldolgozás, raktározás, bútor- és festéküzemi gyártás.

— Gyógyászat: mikroklíma kialakítása a gyógyszerraktárban.

— Textilgyártás.

- Fonóműhelyek, késztermékek raktárai.

— Nyomdák ipari helyiségei: papírgyártás és -tárolás.

- Borospincék.

— Harc a por, szúnyogok, rovarok ellen.

Teljesítmény

Az evaporatív hűtés teljesítményének megértéséhez a pszichometria ismerete szükséges . A párolgásos hűtési teljesítmény dinamikusan összefügg a kezdeti hőmérséklettel és páratartalommal. A háztartási hűtő 3-4 C°-os nedves izzóval hűti a levegőt.

Elég, ha egyszerűen kiszámítja a hűtő teljesítményét egy szabványos időjárás-jelentésből. Mivel az időjárásjelentés általában tartalmazza a harmatpontot és a relatív páratartalmat, de nem tartalmazza a nedves hőmérsékletet, pszichometrikus grafikont kell használni ennek meghatározásához . Ha ismert a nedves és a száraz hőmérséklet, akkor a hűtőteljesítmény (vagy a hűtőből kilépő levegő hőmérséklete) meghatározása a következő:

T LA = T DB  - (( T DB  - T WB ) x E ) T LA = Kilépő levegő hőmérséklete T DB = Száraz izzó hőmérséklete T WB = Nedves hőmérséklet E = Párolgási töltési hatékonyság.

Az elpárologtató töltés hatékonysága általában 80% és 90% között van, és nem csökken sokat az idő múlásával. A háztartási párologtató készülékekben használt szabványos nyárfa töltőanyagok körülbelül 85%-os hatásfokkal rendelkeznek. Az olyan töltőanyagok, mint a CELdek, 90%-os hatásfokkal rendelkeznek (és több, a páratartalomtól függően). Ezt a típusú töltőanyagot gyakrabban használják nagy kereskedelmi és ipari létesítményekben. Például Las Vegasban (Nevada állam) egy tipikus napon 108°F DB/66°F WB hőmérsékleten és körülbelül 8%-os relatív páratartalom mellett a háztartási hűtőből kilépő hőmérséklet kiszámítása a következő lenne:

T LA = 108° - ((108° - 66°) x 85%-os hatásfok) TLA = 72,3 °F

A teljesítmény mérésére két módszer egyike használható:

  • Használjon pszichometrikus grafikont a nedves izzó hőmérsékletének kiszámításához.
  • Alkalmazzon empirikus számítást, amely feltételezi, hogy a nedves izzó hőmérséklete megközelítőleg megegyezik a környezeti hőmérséklettel, mínusz a környezeti hőmérséklet és a harmatpont közötti különbség egyharmada. Az előző esethez adjon hozzá 6-8 F°-ot az alábbiak szerint.

A következő példák ezt a kapcsolatot mutatják be:

  • 32°C-on (90°F) és 15%-os relatív páratartalom mellett a levegő 16°C-ra (61°F) hűthető le. A harmatpont ilyen körülmények között 2 °C (36 °F).
  • 32°C-on (90°F) és 50%-os relatív páratartalom mellett a levegő lehűthető 24°C-ra (75°F). A harmatpont ilyen körülmények között 20 °C (68 °F).
  • 40°C-on (104°F) és 15%-os relatív páratartalom mellett a levegő lehűthető 21°C-ra (70°F). A harmatpont ilyen körülmények között 8 °C (46 °F).

(A hűtésre vonatkozó példák az Idaho Egyetem 2000. június 25-i "Homewise" című kiadványából származnak.

Mivel a párologtató hűtők száraz körülmények között teljesítenek a legjobban, széles körben használják őket, és a leghatékonyabbak a száraz és sivatagi régiókban, például az Egyesült Államok délnyugati részén és Mexikó északi részén . Ugyanez az egyenlet mutatja az okot, amiért a párologtató hűtőket korlátozottan használják magas páratartalmú környezetben: például egy forró augusztusi napon Tokióban 30°C, 85%-os relatív páratartalom és 1,005 hPa lehet. Ennek eredményeként a harmatpont 27,2 °C, a nedves izzó hőmérséklete pedig 27,88 °C. A fenti képlet szerint 85%-os hatásfokkal a levegő csak 28,2°C-ra hűthető le, ami miatt ez a módszer teljesen kivitelezhetetlen.

Összehasonlítás a gőzkompressziós légkondicionáló módszerrel

Az evaporatív hűtés és a gőzkompressziós légkondicionáló összehasonlítása:

Előnyök

Kevésbé költséges telepítés

  • A telepítés becsült költsége körülbelül a fele a központi légkondicionáló rendszer telepítési költségének. [9]

Kevesebb üzemeltetési költség

  • Az üzemeltetési költségek hozzávetőlegesen a gőzkompressziós légkondicionálás költségeinek ¼-ét teszik ki
  • Energia csak a ventilátor és a vízszivattyú működtetéséhez szükséges. Mivel a víz nem kering vissza, nincs kompresszor a rendszerben , amely a zárt hurkú hűtés során fogyasztja el a legtöbb energiát.
  • A hűtőközeg víz, nem pedig hűtőközeg, mint a kén-dioxid vagy a CFC-k, amelyek mérgezőek lehetnek, ártalmatlanítása költséges és károsíthatja az ózonréteget. Az ilyen hűtőközegekre szigorú engedélyek és környezetvédelmi ellenőrzések vonatkoznak.

Könnyen kezelhető

  • A legtöbb alapvető párologtató hűtőnek csak két mechanikus része van, a motor és a szivattyú, mindkettő olcsón javítható, gyakran egyszerűen mechanikus tisztítással.

Légszellőztetés

  • A nagy és állandó levegőáramlás a helyiségen keresztül drasztikusan csökkenti a levegő tartózkodási idejét az épületben.
  • A párolgásos hűtés növeli a páratartalmat. Száraz éghajlaton ez növelheti a kényelmet és csökkentheti a statikus elektromosság problémáját .
  • Megfelelő karbantartás esetén maga az egység hatékony légszűrőként működik. Különféle szennyező anyagokat képes eltávolítani a levegőből, beleértve a városi ózont is. A gőzkompressziós légkondicionáló elveszíti ezt a képességét, ha a levegő páratartalma nem elegendő a kondenzvíz elvezetéséhez.
  • Ennek a rendszernek az alapvető előnye, hogy a hűtési hatásfok a környezeti hőmérséklettel növekszik. Maximum 4-5 ° C hőmérséklet-különbséget biztosít, ami az ember számára optimális. A nagyobb hőmérséklet-különbség biztosítása pedig a hűtött helyiségből az utcára költözéskor hőmérsékleti sokkot okoz az emberi szervezetnek, ami viszont megfázáshoz vezet.

Hátrányok

Teljesítmény

  • Magas páratartalmú körülmények között az elpárologtató hűtő csökkentett hűtőteljesítményű.

Nem használható páramentesítőként . A hagyományos klímaberendezések eltávolítják a nedvességet a levegőből (kivéve a nagyon száraz berendezéseket, ahol a recirkuláció növelheti a páratartalmat). A párolgásos hűtés nedvességet ad, és száraz éghajlaton a száraz levegő javíthatja a hőkomfortot magas hőmérsékleten.

Kényelem

  • Az elpárologtató hűtő levegője gyakran 80-90% relatív páratartalmat tartalmaz. A nagyon párás levegő csökkenti a nedvesség párolgási sebességét a bőrből, az orrból, a tüdőből és a szemből.
  • A magas páratartalom növeli a korróziót , különösen por jelenlétében. Ez a jelenség jelentősen lerövidítheti az elektronikai és egyéb berendezések élettartamát.
  • A magas páratartalom páralecsapódást okoz , ami komoly problémát jelenthet (pl. elektromos berendezések, számítógépek, könyvek, régi fa).

Víz

  • Az elpárologtató hűtők állandó vízforrást igényelnek a tömítések nedvesítéséhez.
  • Az ásványi anyagokat tartalmazó víz sókristályokat hagy a tömítéseken és a hűtő belső részein. A rendszer átöblítése (szivattyútisztítás) csökkentheti ezt a problémát. Ilyen kristályok keletkezhetnek a párnák belsejében. Az ásványi anyagok típusától és koncentrációjától függően bizonyos biztonsági kockázatok merülhetnek fel a tömítések cseréjekor.
  • A vízvezetékek fagyvédelmet igényelhetnek a téli szezonban. Magát a hűtőt rendszeresen le kell üríteni, meg kell tisztítani és ki kell cserélni a tömítéseket.

Általános megjegyzések

Lásd még

Irodalom

  1. Arthur William Gutenberg. Az elpárologtató hűtőipar gazdaságtana az Egyesült Államok délnyugati részén . - Stanford University Graduate School of Business, 1955. - 167. o.  
  2. Kheirabadi, Masoud. Iráni városok: kialakulás és fejlődés  (angol) . - Austin, TX: University of Texas Press , 1991. -  36. o . — ISBN 978-0-292-72468-6 .
  3. Iráni Statisztikai Központ > Otthon  (fő) . Teherán: Iráni Statisztikai Központ. Hozzáférés dátuma: 2012. február 25. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 22.
  4. John Zellweger. US 838602 szabadalom: Légszűrő és  hűtő . Google Szabadalmak . Letöltve: 2021. szeptember 17. Az eredetiből archiválva : 2021. szeptember 17.
  5. Bryant Essick. US 2391558 szabadalom: Párolgásos  hűtőpárna . Google Szabadalmak . Letöltve: 2021. szeptember 17. Az eredetiből archiválva : 2021. szeptember 17.
  6. Scott Landis. The Workshop Book  (angol) . — Taunton Press, 1998. - P. 120. - ISBN 978-1-56158-271-6 .
  7. Az ilyen eszközöket a jármű utasoldalára szerelték fel; az ablak szinte teljesen ki volt bontva, így csak a szükséges hely maradt a ventilátoroknak, amelyek a hűvös levegőt tartották az autóban.
  8. Gyakran Ismételt Kérdések - Cool-Off.com Archivált 2007. május 18.
  9. John Krigger és Chris Dorsi. Lakossági energia: költségmegtakarítás és kényelem a meglévő  épületeknél . — 4. - Saturn Resource Management, 2004. - P. 207. - ISBN 978-1-880120-12-5 .

Egyéb linkek