Em princípio – o sistema básico de resfriamento por evaporação utiliza apenas água e um ventilador para resfriar o ar circulado.
Quando o ar quente, seco e insaturado é puxado através de um meio saturado de água – a água evapora do meio para vapor no ar. A energia de evaporação vem do ar que é resfriado.
- aumento da umidade do ar – e diminuição da temperatura do ar
Evaporação difere da ebulição e pode ser realizada a uma temperatura inferior à temperatura de ebulição da água, pois ocorre na interface líquido-vapor.
Efriamento evaporativo pode ser implementado com
- Sistemas evaporativos diretos
- Sistemas evaporativos diretos
- Sistemas híbridos com unidades de resfriamento evaporativo indireto e direto
Sistemas de resfriamento evaporativo direto
Em um sistema de resfriamento evaporativo direto – O ar exterior é puxado através de um meio saturado com água (celulose típica) – ou o ar é pulverizado com água – e arrefecido por evaporação. O ar resfriado é circulado por um ventilador.
Moisture pode ser adicionado à corrente de ar até a saturação.
- Temperatura do bulbo seco é reduzida
- Temperatura do bulbo úmido é inalterada
- Umidade relativa é aumentada
- Umidade específica é aumentada
O Processo de Resfriamento Evaporativo Direto em uma Tabela Psicrométrica
Ar com temperatura do bulbo seco 70 oF e umidade relativa 60% (estado A) é resfriado (estado B) pela evaporação da água. O processo é indicado na tabela psicrométrica abaixo.
Com 100% de umidificação do ar – a temperatura do bulbo seco se aproximará 61 oF.
O Processo de Resfriamento Evaporativo Direto em um Diagrama Mollier
Ar com temperatura do bulbo seco 30 oC e umidade relativa 60% (estado A) é resfriado (estado B) pela evaporação da água. O processo é indicado no diagrama Mollier abaixo.
Com 100% de umidificação do ar – a temperatura do bulbo seco se aproximará 23,5 oC.
Sistemas de Resfriamento Evaporativo Indireto
No sistema de resfriamento evaporativo indireto um fluxo de ar secundário é resfriado pela água de evaporação. O fluxo de ar secundário é então utilizado para resfriar o ar primário em um trocador de calor.
Não é adicionado ao ar primário e
- a temperatura do bulbo seco é reduzida
- a temperatura do bulbo úmido é reduzida
- a umidade relativa do ar é aumentada
- a umidade específica é inalterada
Processo de Resfriamento Evaporativo Indireto no Quadro Psicrométrico
Air no estado A com temperatura do bulbo seco 70 oF e umidade relativa 60% (estado A) é resfriado até o estado B por um fluxo de ar secundário resfriado pela evaporação da água. O processo é indicado no gráfico psicométrico abaixo.
Com 100% de umidificação do ar secundário, a temperatura do bulbo seco do ar primário se aproxima de 70 oF. A umidade relativa do ar primário se aproxima de 83%.
Processo de Resfriamento Evaporativo Indireto no Diagrama Mollier
Air no estado A com temperatura do bulbo seco 30 oC e umidade relativa 60% (estado A) é resfriado até o estado B por um fluxo de ar secundário resfriado por água evaporada. O processo é indicado no diagrama Mollier abaixo.
Com 100% de umidificação do ar secundário, a temperatura do bulbo seco do ar primário se aproxima de 23,5 oC. A umidade relativa do ar primário se aproxima de 86%.
Sistemas de Resfriamento Evaporativo Híbrido
Unidades de resfriamento de evaporação direta e indireta podem ser combinadas em sistemas híbridos com unidades evaporativas indiretas e diretas conectadas em série. Além disso, as unidades de evaporação podem ser combinadas com unidades de resfriamento de compressor DX (Direct eXpansion) que consomem mais energia.
Benefícios dos Sistemas de Resfriamento Evaporativo
Sistemas de resfriamento Evaporativo
- podem ser econômicas, uma vez que o tamanho necessário de um sistema de resfriamento de compressor DX pode ser reduzido. Unidades de evaporação reduzem o tempo de funcionamento dos sistemas DX
- podem ser mais ecológicas que um sistema DX, uma vez que não contêm refrigerantes
- podem ser mais eficazes que os sistemas DX a temperaturas mais elevadas