In principe – het basis verdampend koelsysteem gebruikt alleen water en een blower om gecirculeerde lucht te koelen.
Wanneer warme, droge en onverzadigde lucht door een met water verzadigd medium wordt getrokken – verdampt water uit het medium tot damp in de lucht. De verdampingsenergie is afkomstig van de lucht die wordt afgekoeld.
- verhoging van de luchtvochtigheid – en verlaging van de luchttemperatuur
Verdamping verschilt van koken en kan worden bereikt bij een temperatuur die lager is dan de kooktemperatuur van water, omdat de verdamping plaatsvindt op het grensvlak tussen vloeistof en damp.
Verdampingskoeling kan worden uitgevoerd met
- directe verdampingssystemen
- indirecte verdampingssystemen
- hybride systemen met indirecte en directe verdampingskoeleenheden
Directe verdampingskoelsystemen
In een direct verdampingskoelsysteem – wordt buitenlucht door een met water verzadigd medium (typisch cellulose) getrokken – of wordt lucht met water besproeid – en gekoeld door verdamping. De gekoelde lucht wordt gecirculeerd door een blower.
Vocht kan aan de luchtstroom worden toegevoegd tot verzadiging.
- droge-boltemperatuur wordt verlaagd
- natte-boltemperatuur wordt ongewijzigd
- relatieve vochtigheid wordt verhoogd
- specifieke vochtigheid wordt verhoogd
Het directe verdampingskoelingsproces in een psychrometrische grafiek
Lucht bij met droge-boltemperatuur 70 oF en relatieve vochtigheid 60% (toestand A) wordt afgekoeld (toestand B) door verdamping van water. Het proces is aangegeven in de onderstaande psychrometrische tabel.
Met 100% bevochtiging van de lucht – zal de drogeboltemperatuur 61 oF benaderen.
Het directe verdampingskoelingsproces in een Mollier-diagram
Lucht met een drogeboltemperatuur van 30 oC en een relatieve vochtigheid van 60% (toestand A) wordt afgekoeld (toestand B) door verdampend water. Het proces is aangegeven in het onderstaande Mollier-diagram.
Met 100% bevochtiging van de lucht – zal de drogeboltemperatuur 23,5 oC benaderen.
Indirecte verdampingskoelsystemen
In het indirecte verdampingskoelsysteem wordt een secundaire luchtstroom afgekoeld door verdamping van water. De secundaire luchtstroom wordt vervolgens gebruikt om de primaire lucht in een warmtewisselaar af te koelen.
Vocht wordt niet aan de primaire lucht toegevoegd en
- de droge-boltemperatuur wordt verlaagd
- de natte-boltemperatuur wordt verlaagd
- relatieve vochtigheid wordt verhoogd
- specifieke vochtigheid wordt ongewijzigd
Indirect verdampingskoelingsproces in de psychrometrische tabel
Lucht in toestand A met drogeboltemperatuur 70 oF en relatieve vochtigheid 60% (toestand A) wordt afgekoeld tot toestand B door een secundaire luchtstroom die wordt gekoeld door verdamping van water. Het proces is aangegeven in de psychrometrische grafiek hieronder.
Met 100% bevochtiging van de secundaire lucht nadert de drogeboltemperatuur van de primaire lucht 70 oF. De relatieve vochtigheid van de primaire lucht nadert 83%.
Indirect verdampingskoelingsproces in het Mollier-diagram
Lucht in toestand A met een drogeboltemperatuur van 30 oC en een relatieve vochtigheid van 60% (toestand A) wordt afgekoeld tot toestand B door een secundaire luchtstroom die wordt gekoeld door verdampend water. Het proces is aangegeven in het onderstaande Mollier-diagram.
Met 100% bevochtiging van de secundaire lucht nadert de drogeboltemperatuur van de primaire lucht 23,5 oC. De relatieve vochtigheid van de primaire lucht benadert 86%.
Hybride verdampingskoelingssystemen
Directe en indirecte verdampingskoelunits kunnen worden gecombineerd in hybride systemen met in serie geschakelde indirecte en directe verdampingsunits. Bovendien kunnen verdampingsunits worden gecombineerd met meer energieverbruikende DX (Direct eXpansion) compressorkoeleenheden.
Voordelen van verdampingskoelsystemen
Verdampingskoelsystemen
- kunnen economisch zijn omdat de vereiste grootte van een DX-compressorkoelsysteem kan worden verminderd. Verdampingseenheden verminderen de bedrijfstijd van DX-systemen
- kunnen milieuvriendelijker zijn dan een DX-systeem aangezien zij geen koelmiddelen bevatten
- kunnen efficiënter zijn dan DX-systemen bij hogere temperaturen