În principiu – sistemul de bază de răcire prin evaporare folosește doar apă și un ventilator pentru a răci aerul circulat.
Când aerul cald, uscat și nesaturat este tras printr-un mediu saturat cu apă – apa se evaporă din mediu în vapori în aer. Energia de evaporare provine din aerul care se răcește.
- Creșterea umidității aerului – și scăderea temperaturii aerului
Evaporarea diferă de fierbere și poate fi realizată la o temperatură mai mică decât temperatura de fierbere a apei, deoarece are loc la interfața lichid-vapori.
Răcirea prin evaporare poate fi implementată cu
- sisteme de evaporare directă
- sisteme de evaporare indirectă
- sisteme hibride cu unități de răcire prin evaporare indirectă și directă
sisteme de răcire prin evaporare directă
Într-un sistem de răcire prin evaporare directă – aerul exterior este tras printr-un mediu saturat de apă (celuloză tipică) – sau aerul este pulverizat cu apă – și răcit prin evaporare. Aerul răcit este pus în circulație de o suflantă.
Se poate adăuga umezeală în fluxul de aer până la saturație.
- temperatura de bulb uscat este redusă
- temperatura de bulb umed este neschimbată
- umiditatea relativă este crescută
- umiditatea specifică este crescută
Procesul de răcire prin evaporare directă într-o diagramă psihrometrică
Aerul la cu temperatura de bulb uscat 70 oF și umiditate relativă 60% (starea A) este răcit (starea B) prin evaporarea apei. Procesul este indicat în graficul psihrometric de mai jos.
Cu o umidificare de 100% a aerului – temperatura de bulb uscat se va apropia de 61 oF.
Procesul de răcire prin evaporare directă într-o diagramă Mollier
Aerul cu temperatura de bulb uscat de 30 oC și umiditate relativă de 60% (starea A) este răcit (starea B) prin evaporarea apei. Procesul este indicat în diagrama Mollier de mai jos.
Cu o umidificare de 100% a aerului – temperatura de bulb uscat se va apropia de 23,5 oC.
Sisteme de răcire prin evaporare indirectă
În sistemul de răcire prin evaporare indirectă, un flux de aer secundar este răcit prin evaporarea apei. Fluxul de aer secundar este apoi utilizat pentru a răci aerul primar într-un schimbător de căldură.
Nu se adaugă umiditate în aerul primar și
- temperatura bulbului uscat este redusă
- temperatura bulbului umed este redusă
- umiditatea relativă este crescută
- umiditatea specifică rămâne neschimbată
.
Procesul de răcire prin evaporare indirectă în graficul psihrometric
Aerul aflat în starea A cu temperatura de bulb uscat de 70 oF și umiditate relativă de 60% (starea A) este răcit până în starea B de un curent de aer secundar răcit prin evaporarea apei. Procesul este indicat în graficul psihrometric de mai jos.
Cu o umidificare de 100% a aerului secundar, temperatura de bulb uscat a aerului primar se apropie de 70 oF. Umiditatea relativă a aerului primar se apropie de 83%.
Procesul de răcire prin evaporare indirectă în diagrama Mollier
Aerul aflat în starea A cu temperatura de bulb uscat de 30 oC și umiditate relativă de 60% (starea A) este răcit până în starea B de un curent de aer secundar răcit prin evaporarea apei. Procesul este indicat în diagrama Mollier de mai jos.
Cu o umidificare de 100% a aerului secundar, temperatura de bulb uscat a aerului primar se apropie de 23,5 oC. Umiditatea relativă a aerului primar se apropie de 86%.
Sisteme hibride de răcire prin evaporare
Unitățile de răcire prin evaporare directă și indirectă pot fi combinate împreună în sisteme hibride cu unități de răcire prin evaporare directă și indirectă conectate în serie. În plus, unitățile de evaporare pot fi combinate cu unități de răcire cu compresor DX (Direct eXpansion), care consumă mai multă energie.
Beneficii ale sistemelor de răcire prin evaporare
Sistemele de răcire prin evaporare
- pot fi economice, deoarece dimensiunea necesară a unui sistem de răcire cu compresor DX poate fi redusă. Unitățile de evaporare reduc timpul de funcționare a sistemelor DX
- pot fi mai ecologice decât un sistem DX, deoarece nu conțin agenți frigorifici
- pot fi mai eficiente decât sistemele DX la temperaturi mai ridicate
.