Chłodzenie obiektów przemysłowych

Oprócz aspektów ekonomicznych coraz większą rolę przy wyborze technologii odgrywają również kwestie ekologiczne – wysoka efektywność, jak najmniejsze nakłady energii oraz unikanie czynników chłodniczych mających wpływ na efekt cieplarniany. Dlatego sięga się między innymi po technologię chłodzenia adiabatycznego.

Możliwości i ograniczenia

Chłodzenie adiabatyczne (wyparne) wykorzystuje zjawisko wymiany ciepła i masy pomiędzy wodą i przepływającym powietrzem – woda odbiera ciepło z powietrza i spada jego temperatura, a rośnie wilgotność.
Im powietrze zewnętrzne ma mniejszą wilgotność i wyższą temperaturę, tym skuteczniejsze jest schłodzenie.

Przykładowo powietrze zewnętrzne o temperaturze 32°C i wilgotności względnej 50% po przejściu przez urządzenia adiabatyczne osiąga temperaturę 24–25°C, a gdy wilgotność maleje do 40%, uzyskuje się temperaturę 21–23°C.

Z kolei przy wilgotności względnej poniżej 30% możliwe jest schłodzenie powietrza z 32 do mniej niż 20°C.

Temperatury nie można obniżać w nieskończoność – granicą jest najczęściej różnica ok. 10 K między temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną (patrz: rys. 1 zdjęcie główne).

Możliwości obniżenia temperatury i wydajności chłodzenia uzyskiwane przy użyciu urządzeń do chłodzenia adiabatycznego podano w tab. 1.

Tabela 1. Obniżenie temperatury i wydajność chłodzenia adiabatycznego przy 90-proc. sprawności urządzeń, dla strumienia powietrza wielkości 10 000 m3/h

Kiedy powietrze jest bardzo wilgotne, system nie jest już tak wydajny. W naszym klimacie jednak przy wysokich temperaturach powietrza zewnętrznego wilgotność względna utrzymuje się zwykle na niskim poziomie, poza krótkimi okresami poprzedzającymi burze.

Z kolei przy temperaturze 24–25°C wilgotność bywa wysoka, ale nie ma wówczas potrzeby chłodzenia i wystarcza odpowiednio wysoka wymiana powietrza.

Właściwie zastosowany system chłodzenia adiabatycznego zapewnia stały przepływ chłodnego powietrza, które absorbuje ciepło z całej kubatury obiektu i wszystkich odkrytych powierzchni, w tym od urządzeń.

Koszty eksploatacyjne tej technologii to energia do zasilania wentylatora oraz zużyta woda.

W stosunku do kosztów eksploatacji urządzeń sprężarkowych koszt wytworzenia 1 kWh odczuwalnej energii chłodniczej jest pięciokrotnie niższy. Koszt ten wzrośnie, jeśli układ będzie pośredni – z wymiennikiem. W takim rozwiązaniu powietrze wewnętrzne wywiewane jest przez nawilżacz i tak schłodzone przechodzi przez wymiennik, w którym schładza powietrze nawiewane.

Powyższe rozwiązanie stosuje się w na obszarach o klimacie, w którym przeważa wysoka wilgotność przy wysokiej temperaturze.

Technologia chłodzenia adiabatycznego działa również jako filtr powietrza – pyły z nawiewanego powietrza wiązane są przez wodę.

Czytaj też: Bezpośrednie chłodzenie wyparne budynków >>>