W zasadzie – podstawowy system chłodzenia wyparnego wykorzystuje tylko wodę i dmuchawę do chłodzenia powietrza obiegowego.
Gdy ciepłe, suche i nienasycone powietrze jest przeciągane przez ośrodek nasycony wodą – woda wyparowuje z ośrodka do pary w powietrzu. Energia parowania pochodzi z powietrza, które jest schładzane.
- wzrost wilgotności powietrza – i spadek temperatury powietrza
Parowanie różni się od wrzenia i może być realizowane w temperaturze niższej niż temperatura wrzenia wody, ponieważ zachodzi na granicy ciecz-para.
Chłodzenie wyparne można realizować za pomocą
- pośrednich układów wyparnych
- pośrednich układów wyparnych
- układów hybrydowych z pośrednimi i bezpośrednimi jednostkami chłodzenia wyparnego
Bezpośrednich układów chłodzenia wyparnego
W bezpośrednim układzie chłodzenia wyparnego -… powietrze zewnętrzne jest przepuszczane przez medium nasycone wodą (typowa celuloza) – lub powietrze jest spryskiwane wodą – i schładzane przez odparowanie. Schłodzone powietrze jest cyrkulowane przez dmuchawę.
Wilgoć może być dodawana do strumienia powietrza aż do nasycenia.
- temperatura termometru suchego ulega zmniejszeniu
- temperatura termometru mokrego nie ulega zmianie
- względna wilgotność powietrza ulega zwiększeniu
Proces bezpośredniego chłodzenia wyparnego na wykresie psychrometrycznym
Powietrze o temperaturze termometru suchego 70 oF i wilgotności względnej 60% (stan A) jest schładzane (stan B) przez odparowanie wody. Proces ten jest przedstawiony na wykresie psychometrycznym poniżej.
Przy 100% nawilżeniu powietrza – temperatura suchego termometru zbliży się do 61 oF.
Proces bezpośredniego chłodzenia wyparnego na wykresie Molliera
Powietrze o temperaturze suchego termometru 30 oC i wilgotności względnej 60% (stan A) jest schładzane (stan B) przez odparowanie wody. Proces ten jest przedstawiony na poniższym wykresie Molliera.
Przy 100% nawilżeniu powietrza – temperatura suchego termometru zbliży się do 23,5 oC.
Pośrednie systemy chłodzenia wyparnego
W pośrednim systemie chłodzenia wyparnego strumień powietrza wtórnego jest schładzany przez odparowanie wody. Strumień powietrza wtórnego jest następnie wykorzystywany do chłodzenia powietrza pierwotnego w wymienniku ciepła.
Wilgoć nie jest dodawana do powietrza pierwotnego i
- temperatura suchego termometru jest obniżona
- temperatura mokrego termometru jest obniżona
- wilgotność względna jest zwiększona
- wilgotność właściwa jest niezmieniona
.
Pośredni proces chłodzenia wyparnego na wykresie psychrometrycznym
Powietrze w stanie A o temperaturze termometru suchego 70 oF i wilgotności względnej 60% (stan A) jest schładzane do stanu B przez strumień powietrza wtórnego schłodzonego przez odparowanie wody. Proces ten jest przedstawiony na poniższym wykresie psychometrycznym.
Przy 100% nawilżeniu powietrza wtórnego temperatura suchego termometru powietrza pierwotnego zbliża się do 70 oF. Wilgotność względna powietrza pierwotnego zbliża się do 83%.
Pośredni proces chłodzenia wyparnego na diagramie Molliera
Powietrze w stanie A o temperaturze termometru suchego 30 oC i wilgotności względnej 60% (stan A) jest schładzane do stanu B przez strumień powietrza wtórnego schłodzonego przez odparowującą wodę. Proces ten jest przedstawiony na wykresie Molliera poniżej.
Przy 100% nawilżeniu powietrza wtórnego temperatura suchego termometru powietrza pierwotnego zbliża się do 23,5 oC. Wilgotność względna powietrza pierwotnego zbliża się do 86%.
Hybrydowe systemy chłodzenia wyparnego
Bezpośrednie i pośrednie jednostki chłodzenia wyparnego mogą być łączone razem w systemach hybrydowych z szeregowo połączonymi pośrednimi i bezpośrednimi jednostkami wyparnymi. Ponadto jednostki wyparne można łączyć z bardziej energochłonnymi sprężarkowymi jednostkami chłodzącymi DX (Direct Expansion).
Korzyści z systemów chłodzenia wyparnego
Systemy chłodzenia wyparnego
- mogą być ekonomiczne, ponieważ można zmniejszyć wymagany rozmiar sprężarkowego systemu chłodzenia DX. Jednostki odparowujące skracają czas pracy systemów DX
- mogą być bardziej przyjazne dla środowiska niż systemy DX, ponieważ nie zawierają czynników chłodniczych
- mogą być bardziej efektywne niż systemy DX w wyższych temperaturach
.