Recyrkulacyjne chłodzenie adiabatyczne
Ocena użytkowników: / 1
SłabyŚwietny 
Data dodania: 06.06.2007
    Wykorzystanie przemiany adiabatycznej do obniżania temperatury powietrza nie jest zagadnieniem nowym. Od przeszło 10 lat trwają prace nad doskonaleniem systemów chłodzenia wykorzystujących tę przemianę  termodynamiczną. Głównym nurtem nad którym skupiano uwagę był system bezpośredni, w którym powietrze z pomieszczenia jest nawilżane i podawane na wymiennik krzyżowy, gdzie schładzało powietrze świeże nawiewane do pomieszczenia. Tego typu rozwiązania nie znalazły jednak szerszego zastosowania, pozostając w sferze rozważań teoretycznych, aż do dziś. 

    Przyczyny tego „niepowodzenia” można z łatwością wymienić: z jednej strony niezadowalająca moc urządzeń – ze względu na pewne problemy po stronie wodnej układu (związane z jakością i przygotowaniem wody), z drugiej strony natomiast koszty inwestycji i eksploatacji nie były aż tak niskie jak tego oczekiwano. Pozytywną stroną tych wszystkich doświadczeń jest fakt, iż w międzyczasie zostały zauważone możliwości rozwoju i usprawniania działania instalacji tego typu. Biorąc pod uwagę tendencję do coraz większego nacisku na ochronę środowiska naturalnego związaną z ocieplaniem się klimatu, limitowania emisji CO2 itp. ponownie została przywołana idea chłodzenia adiabatycznego. Zastosowanie urządzeń adiabatycznych jest nowe, powinno być więc bliżej opisane. W celu uniknięcia nieporozumień, przed podaniem szczegółów technicznych należy wyjaśnić następujące definicje.

Chłodzenie adiabatyczne

    Pod tym pojęciem rozumie się nawilżanie powietrza w warunkach adiabatycznych (energia nie jest ani doprowadzana ani pobierana z powietrza). Niezbędne do odparowania ciepło pobrane jest z powietrza i dzięki temu się schładza. Przemiana adiabatyczna przebiega w kierunku izotermy w obszarze mgły (w przybliżeniu po linii stałej entalpii); granicą chłodzenia jest minimalna możliwa temperatura osiągana na linii nasycenia (rys. 1).


Bezpośrednie chłodzenie adiabatyczne


Rys. 1. Bezpośrednie nawilżanie adiabatyczne powietrza

    Jeśli strumień powietrza zostaje nawilżony, mówimy o bezpośrednim chłodzeniu adiabatycznym (rys. 1). Ponieważ przy tym procesie wzrasta wilgotność powietrza w pomieszczeniu, takie zastosowanie możliwe jest bardzo rzadko (procesy technologiczne). W systemach takich należy zwrócić szczególną uwagę na możliwość ewentualnego skażenia (w trakcie nawilżania) powietrza nawiewanego do pomieszczenia.

Pośrednie chłodzenie adiabatyczne

    Powietrze chłodzone (z reguły powietrze wywiewane z pomieszczenia) zostaje nawilżone i dzięki temu ciepłe powietrze (powietrze świeże) zostaje pośrednio schłodzone na wymienniku ciepła. Powietrze doprowadzane do pomieszczenia nie jest przy tym nawilżone; wykluczone jest zatem skażenie powietrza. Ta zasada funkcjonuje też w stosunku do chłodzenia powietrza recyrkulacyjnego. Powietrze zewnętrzne użyte jako powietrze chłodzące, zostaje nawilżone i odprowadzone na zewnątrz; przedtem schładza powietrze recyrkulacyjne w wymienniku ciepła.

Urządzenia recyrkulacyjne

    W części tej zostanie zaprezentowane adiabatyczne urządzenie do chłodzenia obiegowego dużych powierzchni i hal przemysłowych AdiaVent marki Hoval. Schemat jego działania został przedstawiony na rysunku 5, a zasada  działania poniżej. Zainstalowany wentylator nawiewny zasysa ok. 6000 m3/h powietrza z pomieszczenia, które następnie jest schładzane i z powrotem wprowadzone do pomieszczenia. Jako medium chłodzące zastosowano powietrze zewnętrzne (ok. 4000 m3/h) zwane dalej powietrzem procesowym. Powietrze to jest zasysane poprzez filtr i w pierwszym płytowym wymienniku ciepła wstępnie schłodzone. Dzięki temu obniża się temperatura graniczna chłodzenia adiabatycznego. Powietrze zewnętrzne jest następnie doprowadzone najpierw od góry do wymiennika krzyżowego, a następnie do drugiego wymiennika krzyżowego (chłodnica wstępna). Oba wymienniki są wzajemnie podporządkowane i połączone ze sobą. Powietrze zewnętrzne (i płytowy wymiennik ciepła) jest nawilżane od góry przez specjalnie zainstalowany zraszacz – i dzięki temu schłodzone. Po schłodzeniu wstępnym powietrze procesowe (chłodzące) jest usuwane na zewnątrz. Urządzenie recyrkulacyjne AdiaVent przeznaczone jest do montażu na zewnątrz hali. Dostarczanie powierza recyrkulacyjnego do schłodzenia może być przeprowadzone bezpośrednio przez otwór w ścianie. Ze względu na niskie temperatury powietrza zewnętrznego w okresie zimowym na kanale wlotowym powietrza do pomieszczenia należy zamontować przepustnice odcinające. Instalacja przeznaczona jest do pracy w temperaturze dodatniej. (…)


Rys. 5. Schemat obiegowego chłodzenia adiabatycznego AdiaVent marki Homal: 1 – odpływ, 2 – czujnik temperatury powietrza nawiewanego, 3 – pompa nawilżacza, 4 – zbiornik wodny, 5 – nawilżacz (zraszacz), 6 – wymiennik krzyżowy jako chłodnica, 7 – wymiennik krzyżowy jako chłodnica wstępna, 8 – wentylator powietrza nawiewanego, 9 – wentylator powietrza procesowego, 10 – filtr powietrza nawiewanego (recyrkulowanego), 11 – filtr powietrza procesowego, 12 – zasilanie w wodę z punktu czerpalnego 


Rys. 6. Przekrój adiabatycznego urządzenia recyrkulacyjnego Hoval AdiaVent

Podsumowanie

    Dzięki wykorzystaniu chłodzenia adiabatycznego do recyrkulacji został otwarty nowy obszar zastosowania, przy którym możliwe jest nowe rozmieszczenie elementów układu. Chłodzenie wstępne na dodatkowym wymienniku krzyżowym powoduje nie tylko wzrost mocy chłodniczej, ale także redukuje ilość wody wymaganą do procesu. W ten sposób, dzięki sprawdzonym i pewnym metodom osiąga się wysoki adiabatyczny stopień sprawności, dzięki czemu rośnie moc chłodzenia. W odniesieniu do kosztów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnych można zrealizować oszczędne – i z uwagi na ochronę środowiska – przyszłościowe rozwiązanie chłodzenia. Możliwa jest dalsza optymalizacja procesu, np. poprzez inne stosunki ilości powietrza lub nowe materiały. Otrzymujemy zatem źródło chłodu bez udziału czynników ziębniczych, nieobojętnych dla środowiska naturalnego.  

wydanie 5/2007 

 

CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:

TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.