Системи охолодження мають важливе значення в підтримці оптимального температурного режиму на промислових підприємствах, у центрах оброблення даних, у системах вентиляції та кондиціонування, а також у холодильних установках. Два популярні методи зниження температури повітря – адіабатичне охолодження і випарне охолодження – часто використовуються в промислових системах. Обидва методи засновані на фізичних процесах, пов’язаних зі зміною стану води і теплообміном, але мають важливі відмінності.
Випарне охолодження: принцип роботи та застосування
Випарне охолодження (evaporative cooling) засноване на використанні прихованої теплоти випаровування води для зниження температури повітря. Цей процес аналогічний тому, як людське тіло охолоджується за рахунок потовиділення – волога випаровується з поверхні шкіри, поглинаючи тепло і знижуючи температуру.
Читайте також що таке статична система охолодження
Як працює випарне охолодження?
- Нагріте повітря надходить у випарний охолоджувач (наприклад, градирню або спеціальний повітряний теплообмінник).
- Волога подається на теплообмінні поверхні (наприклад, стільникові випарні панелі, форсунки або капілярні системи).
- Частина води випаровується, поглинаючи значну кількість тепла з повітря.
- Температура повітря падає, а його відносна вологість збільшується.
Де застосовується випарне охолодження?
- Градирні – охолодження води для чиллерів, компресорних установок, промислових холодильних агрегатів.
- Випарні конденсатори – використовуються в холодильних системах на підприємствах харчової промисловості, м’ясокомбінатах, молочних заводах.
- Системи кондиціонування і вентиляції – випарні охолоджувачі встановлюються в цехах, торгових центрах, складах з контрольованою температурою.
- Промислові випарні камери – застосовуються в сховищах для овочів, фруктів, медикаментів і хімічних реагентів.
Ефективність випарного охолодження залежить від вологості довкілля: що нижча відносна вологість, то кращі випаровування та охолоджувальний ефект. У регіонах із високою вологістю ефективність випарних систем знижується.
Адіабатичне охолодження: принцип і використання в промисловості
Адіабатичне охолодження (adiabatic cooling) – ширший термін, що включає як випарне охолодження, так і процеси зміни температури повітря без теплообміну із зовнішнім середовищем. Воно включає в себе охолодження повітря при його розширенні без передачі тепла.
Більш докладно про те що таке адіабатичне охолодження читайте тут
Як працює адіабатичне охолодження?
- Газ або повітря розширюється, знижуючи свій тиск.
Під час розширення молекули газу витрачають свою кінетичну енергію, внаслідок чого температура знижується. - Якщо цей процес протікає без теплопередачі (адіабатично), температура знижується природним шляхом.
Читайте детальніше про адіабатичні процеси
Де використовується адіабатичне охолодження?
- Адіабатичні градирні – забезпечують охолодження води для промислових чиллерів, компресорних станцій і термостатичних систем.
- Системи охолодження повітря в турбінах – застосовуються в газових і парових турбінах для збільшення їхнього ККД.
- Охолодження стисненого повітря – адіабатичне розширення газу в промислових компресорах знижує температуру системи.
- Драйкулери – використовуються для адіабатичного охолодження в промислових системах і центрах обробки даних.
Важливо! На відміну від випарного охолодження, адіабатичне може відбуватися без додавання води (наприклад, у процесі розширення повітря в компресорах), але за її наявності воно стає набагато ефективнішим.
Порівняння адіабатичного та випарного охолодження
| Характеристика | Випарне охолодження | Адіабатичне охолодження |
|---|---|---|
| Принцип роботи | Зниження температури за рахунок випаровування води | Зниження температури за рахунок розширення газу або випаровування води |
| Використання води | Обов’язково | Може використовувати воду, але не завжди |
| Зміна вологості | Збільшується | Може збільшуватися або залишатися незмінним |
| Залежність від вологості повітря | Висока | Низька |
| Застосування в холодильній техніці | Градирні, випарні конденсатори, системи кондиціонування | Драйкулери, компресори, газові турбіни |
Промислове обладнання, що використовує ці технології
У промисловості активно застосовують різні пристрої, що працюють на адіабатичному і випарному охолодженні:
Градирні
- Застосовуються на великих заводах, нафтохімічних підприємствах, в енергетиці та на харчових виробництвах.
- Забезпечують охолодження води для холодильних установок.
Випарні конденсатори
- Використовуються в холодильних системах, особливо в м’ясопереробних і молочних комбінатах.
- Забезпечують відведення тепла від холодоагентів (фреону, аміаку).
Драйкулери
- Адіабатичні драйкулери – ефективне рішення для центрів обробки даних, фармацевтичних виробництв, складів і агропідприємств.
- Драйкулер купити вигідно для охолодження фреонових чиллерів, коли необхідно знизити енерговитрати порівняно з класичними системами охолодження.
Адіабатичні системи охолодження повітря
- Встановлюються на заводах, у логістичних комплексах, серверних і дата-центрах.
- Дають змогу підтримувати температуру в технологічних приміщеннях без надмірної витрати електроенергії.
Читайте також які бувають види систем охолодження
