I princip använder det grundläggande förångningskylsystemet endast vatten och en fläkt för att kyla cirkulerande luft.
När varm, torr och omättad luft dras genom ett vattenmättat medium avdunstar vatten från mediet till ånga i luften. Avdunstningsenergin kommer från luften som kyls ner.
- Luftfuktigheten ökar – och lufttemperaturen sjunker
Avdunstning skiljer sig från kokning och kan ske vid en temperatur som är lägre än vattnets kokningstemperatur eftersom den sker vid gränssnittet mellan vätska och ånga.
Förångningskylning kan genomföras med
- direkta evaporativa system
- indirekta evaporativa system
- hybridsystem med indirekta och direkta evaporativa kylaggregat
Direkta evaporativa kylsystem
I ett direkt evaporativt kylsystem -. dras uteluft genom ett vattenmättat medium (typiskt cellulosa) – eller så sprutas luften med vatten – och kyls genom avdunstning. Den kylda luften cirkuleras av en fläkt.
Fuktighet kan tillföras luftströmmen tills den är mättad.
- torrbulbstemperaturen sänks
- våtbulbstemperaturen är oförändrad
- den relativa fuktigheten ökar
- den specifika fuktigheten ökar
Direkt avdunstningskylningsprocessen i ett psykrometriskt diagram
Luft vid med torrbulbstemperatur 70 oF och relativ fuktighet 60 % (tillstånd A) kyls ner (tillstånd B) genom att vatten förångas. Processen visas i det psykrometriska diagrammet nedan.
Med 100 % befuktning av luften kommer torrtemperaturen att närma sig 61 oF.
Direkt avdunstningskylning i ett Mollier-diagram
Luft med en torrtemperatur på 30 oC och en relativ fuktighet på 60 % (tillstånd A) kyls ner (tillstånd B) genom att vatten avdunstar. Processen visas i Mollier-diagrammet nedan.
Med 100 % befuktning av luften kommer torrtemperaturen att närma sig 23,5 oC.
Indirekta evaporativa kylsystem
I det indirekta evaporativa kylsystemet kyls en sekundär luftström ned genom att vatten förångas. Den sekundära luftströmmen används sedan för att kyla ner primärluften i en värmeväxlare.
Fuktighet tillsätts inte till primärluften och
- torkbulbstemperaturen sänks
- våtbulbstemperaturen sänks
- relativ luftfuktighet ökar
- specifik luftfuktighet är oförändrad
.
Indirekt evaporativ kylningsprocess i det psykrometriska diagrammet
Luft i tillstånd A med torrtemperatur 70 oF och relativ fuktighet 60 % (tillstånd A) kyls ner till tillstånd B av en sekundär luftström som kyls genom avdunstning av vatten. Processen visas i det psykrometriska diagrammet nedan.
Med 100 % befuktning av sekundärluften närmar sig primärluftens torrtemperatur 70 oF. Primärluftens relativa fuktighet närmar sig 83 %.
Indirekt evaporativ kylningsprocess i Mollier-diagrammet
Luft i tillstånd A med en torrtemperatur på 30 oC och en relativ fuktighet på 60 % (tillstånd A) kyls ner till tillstånd B av en sekundär luftström som kyls genom att vatten avdunstar. Processen visas i Mollier-diagrammet nedan.
Med 100 % befuktning av sekundärluften närmar sig primärluftens torrtemperatur 23,5 oC. Primärluftens relativa fuktighet närmar sig 86 %.
Hybridsystem för evaporativ kylning
Direkta och indirekta förångningskylningsaggregat kan kombineras tillsammans i hybridsystem med seriekopplade indirekta och direkta förångningsaggregat. Dessutom kan indunstningsaggregat kombineras med mer energikrävande DX-kompressorkylaggregat (Direct eXpansion).
Fördelar med indunstningskylsystem
Indunstningskylsystem
- kan vara ekonomiska eftersom den nödvändiga storleken på ett DX-kompressorkylsystem kan minskas. Förångningsaggregat minskar DX-systemens drifttid
- kan vara mer miljövänligt än ett DX-system eftersom de inte innehåller köldmedier
- kan vara effektivare än DX-system vid högre temperaturer
.