Туманообразователи, Энгельс

Системы охлаждения испарительного типа (туманообразования) относительно не дороги, очень просты в обслуживании, могут быть легко и самостоятельно переконфигурир

Испарительный охладитель (также конваир, охладитель влажным воздухом, охладитель испарительного типа, увлажнитель воздуха) — устройство охлаждающее воздух с

Испарительный охладитель, сфотографированный в Колорадо, используемый для экономичного охлаждения на западе США

помощью испарения воды. Испарительное охлаждение отличается от обычных систем кондиционирования воздуха использующих парокомпрессионный цикл или цикл адсорбционного охлаждения. Оно функционирует на большей энтальпии испарения воды. Температура сухого воздуха может быть существенно снижена с помощью фазового перехода жидкой воды в пар, и этот процесс требует значительно меньше энергии, чем компрессионное охлаждение. В очень сухом климате испарительное охлаждение даже имеет определённые преимущества, поскольку при кондиционировании воздуха увеличивает его влажность, и создаёт больше комфорта для людей находящихся в помещении. Однако, в отличие от парокомпрессионного охлаждения, оно требует постоянного источника воды, и в процессе эксплуатации постоянно её потребляет.

Понимание производительности испарительного охлаждения требует понимания психрометрии. Производительность испарительного охлаждения динамично связанна с начальной температурой и уровнем влажности. Бытовой охладитель охлаждает воздух на 3-4 C° (5-7 F°) по влажному термометру. Достаточно просто рассчитать производительность охладителя по стандартной погодной сводке. Поскольку обычно погодная сводка содержит точку росы и относительную влажность, но не включает температуры по влажному термометру, для её определения необходимо использовать психрометрический график. Если температуры по влажному и сухому термометру известны, определение производительности охладителя (или температуры выходящего из охладителя воздуха) будет следующим:

Эффективность испаряющего наполнителя обычно находится между 80 % и 90 %, и со временем падает совсем не много. Стандартные осиновые наполнители используемые в бытовых испарительных приборах имеют около 85 % эффективности. Наполнители типа CELdek обладают эффективностью в 90 % (и больше, взависимости от влажности). Такой тип наполнителей чаще используется на больших коммерческих и производственных объектах. Например, в Лас Вегасе (Невада) в обычный день температура 108 °F DB/66 °F WB и около 8 % относительной влажности, расчет выходящей из бытового охладителя температуры был бы таким:

Для измерения производительности может быть использован один из двух методов:

• Использовать психрометрический график для расчета температуры по влажному термометру.
• Применить эмпирический расчет который предполагает что температура по влажному термометру приблизительно равна температуре среды, минус одна треть разницы между температурой среды и точкой росы. К предыдущему случаю, прибавить 6-8 F°, как описано ниже.

Представленные примеры показывают эту связь:

• При 32 °C (90 °F) и 15 % относительной влажности, воздух может быть охлаждён до 16 °C (61 °F). Точка росы в этих условиях 2 °C (36 °F).
• При 32 °C (90 °F) и 50 % относительной влажности, воздух может быть охлаждён до 24 °C (75 °F). Точка росы в этих условиях 20 °C (68 °F).
• При 40 °C (104 °F) и 15 % относительной влажности, воздух может быть охлаждён до 21 °C (70 °F). Точка росы в этих условиях 8 °C (46 °F).

(Примеры охлаждения взяты из публикации the June 25, 2000 Университета Айдахо, «Homewise»).

Из-за того, что испарительные охладители имеют наибольшую производительность в сухих условиях, они широко используются и наиболее эффективны в засушливых, и пустынных регионах, таких как юго-запад США и северная Мексика. Это же уравнение показывает причину по которой испарительные охладители имеют ограниченную применимость в среде с высокой влажностью: например в жаркий августовский день в Токио может быть 30 °C (86 °F), 85 % относительной влажности, и давление 1,005 hPa. Из этого следует, что точка росы равна 27,2 °C (81.0 °F) и температура по влажному термометру 27,88 °C (82.18 °F). Соответственно приведённой выше формулы, при эффективности 85 % воздух может быть охлаждён только до 28,2 °C (82.8 °F), что делает этот метод совершенно непрактичным.

Сравнение испарительного охлаждения и парокомпрессионного кондиционирования воздуха:

Преимущества

Менее затратная установка

• Расчетная стоимость установки составляет около половины средств необходимых для установки централизованной системы кондиционирования воздуха.

Меньше затрат в эксплуатации

• Ориентировочно, эксплуатационные расходы составляют ¼ от затрат при парокомпрессионном кондиционировании
• Энергия необходима только для работы вентилятора и водного насоса. Поскольку вода не рецирулирует, в системе не компрессора, который потребляет большую часть энергии при охлаждении в закрытом цикле.
• Охлаждающим агентом является вода, а не такие хладагенты как аммоний, диоксид серы или CFCs, которые могут быть токсичны, дороги в утилизации и опасны для озонового слоя. Такие хладагенты являются объектом строгого лицензирования и экологического контроля.

Простота в эксплуатации

• В большинстве базовых испарительных охладителей есть только две механические части — мотор и насос, они обе дёшево ремонтируются, зачатую просто путём механической очистки.

Вентиляция воздуха

• Большой и постоянный поток воздуха через помещения кардинально уменьшает время пребывания воздуха в здании.
• Испарительное охлаждение увеличивает влажность. В сухом климате, это может увеличить комфортность и уменьшить проблему статического электричества.
• При надлежащем содержании аппарат сам по себе работает как эффективный воздушный фильтр. Он может удалять из воздуха различные загрязнения, включая городской озон. Парокомпрессионное кондиционирование воздуха теряет эту способность в случае недостаточной влажности воздуха для стекания конденсата.

Недостатки

Производительность

• В условиях высокой влажности у испарительного охладителя уменьшается охлаждающая способность.

Не может функционировать как осушитель. Традиционные кондиционеры удаляют влагу из воздуха (за исключением очень сухих мест установки, где рециркуляция может привести к увеличению влажности). Испарительное охлаждение добавляет влагу, а в сухом климате, сухость воздуха может улучшать температурный комфорт при высоких температурах.

Комфорт

• Воздух из испарительного охладителя зачастую содержит 80-90 % относительной влажности. Очень влажный воздух снижает уровень испарения влаги с кожи, носа, лёгких и глаз.
• Высокая влажность усиливает коррозию, особенно в присутствии пыли. Это явление может значительно сократить срок службы электроники и другого оборудования.
• Высокая влажность вызывает конденсацию, которая может стать серьезной проблемой (например, при наличии электрического оборудования, компьютеров, книг, старого дерева).

Вода

• Испарительные охладители требуют постоянного источника воды для смачивания прокладок.
• Вода, содержащая минералы, оставляет кристаллы соли на прокладках и внутренностях охладителя. Промывка системы (чистка насоса) может уменьшить эту проблему. Такие кристаллы могут образовываться внутри прокладок. В зависимости от типа и концентрации этих минералов, возможны определённые риски для безопасности при замене таких прокладок.
• Линии подачи воды может понадобиться защита от замерзания в зимний сезон. Сам охладитель необходимо периодически осушать, чистить и менять прокладки.

Общие замечания

• При недостаточной фильтрации с потоком воздуха в помещения могут проникать различные запахи или другие внешние загрязнители.
• Болеющим астмой стоит остерегаться помещений с плохо эксплуатируемым оборудованием испарительного охлаждения.
• Для предотвращения коррозии испарительного охладителя может понадобиться гальванический анод.
• Стружка в сухой прокладке охладителя может загореться даже от небольшой искры.

В статье использовались материалы из Википедии — свободной энциклопе