Fordampning køligere

de Fleste designs drage fordel af den kendsgerning, at vand har en af de højeste kendte enthalpi af fordampning (fordampningsvarme) værdier i en fælles stof. På grund af dette bruger fordampningskølere kun en brøkdel af energien fra dampkomprimerings-eller absorptionsklimaanlæg. Desværre, undtagen i meget tørre klimaer, kan en-trins (direkte) køler øge relativ luftfugtighed (RH) til et niveau, der gør beboerne ubehagelige., Indirekte og to-trins fordampningskølere holder RH lavere.

Direkte fordampning coolingEdit

Direkte fordampning køling (open circuit) er bruges til at sænke temperaturen og øger fugtigheden i luften ved hjælp af latente varme for fordampning, ændring af flydende vand til vanddamp. I denne proces ændres energien i luften ikke. Varm tør luft ændres til kølig fugtig luft. Udendørsluftens varme bruges til at fordampe vand., RH stiger til 70 til 90%, hvilket reducerer køleeffekten af menneskelig sved. Den fugtige luft skal løbende frigives til udenfor ellers luften bliver mættet og fordampningen stopper.

en mekanisk direkte fordampningskølerenhed bruger en ventilator til at trække luft gennem en befugtet membran eller pude, som giver et stort overfladeareal til fordampning af vand i luften. Vand sprøjtes øverst på puden, så det kan dryppe ned i membranen og konstant holde membranen mættet., Eventuelt overskydende vand, der drypper ud fra bunden af membranen, opsamles i en gryde og recirkuleres til toppen. Enkelt-trins direkte fordampningskølere er typisk små i størrelse, da de kun består af membranen, vandpumpen og centrifugalventilatoren. Mineralindholdet i den kommunale vandforsyning vil forårsage skalering på membranen, hvilket vil føre til tilstopning over membranets levetid. Afhængig af dette mineralindhold og fordampningshastigheden kræves regelmæssig rengøring og vedligeholdelse for at sikre optimal ydelse., Generelt skal indblæsningsluften fra en-trins fordampningskøleren være udtømt direkte (en-gennemstrømning), fordi den høje luftfugtighed i indblæsningsluften. Et par designløsninger er blevet udtænkt til at udnytte energien i luften, som at lede udstødningsluften gennem to ark termoruder, hvilket reducerer solenergien absorberet gennem ruderne. Sammenlignet med energi, der kræves for at opnå den ækvivalente kølebelastning med en kompressor, forbruger fordampningskølere i et enkelt trin mindre energi.,

passiv direkte fordampningskøling kan forekomme hvor som helst, hvor det fordampende afkølede vand kan afkøle et rum uden hjælp fra en ventilator. Dette kan opnås ved brug af springvand eller flere arkitektoniske design såsom det fordampende dodrandraft køletårn, også kaldet et “passivt køletårn”. Det passive køletårnsdesign tillader udendørsluft at strømme ind gennem toppen af et tårn, der er konstrueret inden for eller ved siden af bygningen. Udendørsluften kommer i kontakt med vand inde i tårnet enten gennem en befugtet membran eller en mister., Når vandet fordamper i udeluften, bliver luften køligere og mindre flydende og skaber en nedadgående strøm i tårnet. I bunden af tårnet tillader et udløb den køligere luft ind i interiøret. I lighed med mekaniske fordampningskølere kan tårne være en attraktiv lavenergiløsning til varmt og tørt klima, da de kun kræver en vandpumpe for at hæve vand til toppen af tårnet.Energibesparelser ved at bruge en passiv direkte fordampning kølestrategi afhænger af klima-og varmebelastningen., For tørre klimaer med en stor våd-pære depression, kan køletårne give nok køling i løbet af sommeren designforhold til at være netto nul. For eksempel kan en 371 m2 (4,000 ft2) detailbutik i Tucson, Ari .ona med en fornuftig varmeforøgelse på 29.3 kJ/h (100,000 BTU/h) afkøles fuldstændigt af to passive køletårne, der leverer 11890 m3/h (7,000 cfm) hver.

Til Zion National Park besøgscentret, som bruger to passiv køling af tårne, køling energiintensiteten var på 14,5 MJ/m2 (1.28 kBtu/ft;), som var 77% mindre end en typisk bygning i det vestlige Usa, der bruger 62.,5 MJ/m2 (5.5 kBtu/ft2). En undersøgelse af feltpræstationsresultater i Ku .ait afslørede, at effektkravene til en fordampningskøler er cirka 75% mindre end effektkravene til et konventionelt emballeret klimaanlæg.

Indirekte fordampning coolingEdit

Indirekte fordampningskøler (lukkede kredsløb) er en køling proces, der bruger direkte fordampning køling ud over nogle varmeveksler til overførsel af den fede energi til at lufttilførslen., Den afkølede fugtige luft fra den direkte fordampningskølingsproces kommer aldrig i direkte kontakt med den konditionerede tilluft. Den fugtige luftstrøm frigives udenfor eller bruges til at afkøle andre eksterne enheder, såsom solceller, som er mere effektive, hvis de holdes kølige. Dette gøres for at undgå overskydende fugtighed i lukkede rum, hvilket ikke er egnet til boligsystemer.

Maisotsenko cycleEdit

en indirekte køleproducent bruger maisotsenko-cyklussen( M-cyklus), opkaldt efter opfinder og Professor Dr., Valeriy Maisotsenko, anvender en iterativ (multi-trins) varmeveksler lavet af en tynd genanvendelig membran, der kan reducere temperaturen på produktluften til under vådpæretemperaturen og kan nærme sig dugpunktet.

systemet har meget høj effektivitet, men er ligesom andre fordampningskølesystemer begrænset af de omgivende fugtighedsniveauer, hvilket har begrænset vedtagelsen til privat brug. Det kan bruges som supplerende køling i tider med ekstrem varme uden at lægge betydelig ekstra byrde på elektrisk infrastruktur., Hvis et sted har overskydende vandforsyning eller overskydende afsaltningskapacitet, kan det bruges til at reducere overdreven elektrisk efterspørgsel ved at bruge vand i overkommelige m-cyklus enheder. På grund af høje omkostninger ved konventionelle klimaanlæg og ekstreme begrænsninger for mange elektriske hjælpesystemer, m-cyklus enheder kan være de eneste passende kølesystemer, der er egnede til fattige områder i tider med ekstremt høj temperatur og høj elektrisk efterspørgsel., I udviklede områder kan de fungere som supplerende backup-systemer i tilfælde af elektrisk overbelastning og kan bruges til at øge effektiviteten af eksisterende konventionelle systemer.

M-cyklussen er ikke begrænset til kølesystemer og kan anvendes til forskellige teknologier fra Stirling-motorer til atmosfæriske vandgeneratorer. Til køling applikationer det kan bruges i både cross Flo.og counterflo. konfigurationer., Modstrøm viste sig at opnå lavere temperaturer, der var mere egnede til hjemmekøling, men krydsstrøm viste sig at have en højere ydeevnekoefficient (COP), og er derfor bedre for store industrielle installationer.

i modsætning til traditionelle køleteknikker forbliver COP af små systemer høje, da de ikke kræver løftepumper eller andet udstyr, der kræves til køletårne. 1,5 ton/4,4 kw køling system kræver blot 200 watt til drift af ventilatoren, hvilket giver en COP på 26,4 og EER en rating på 90., Dette tager ikke højde for den energi, der kræves for at rense eller levere vandet, og er strengt den effekt, der kræves for at køre enheden, når der leveres vand. Selvom afsaltning af vand også udgør en omkostning, er den latente varme af fordampning af vand næsten 100 gange højere end den energi, der kræves for at rense selve vandet. Desuden har enheden en maksimal effektivitet på 55%, så dens faktiske COP er meget lavere end denne beregnede værdi., Uanset disse tab er den effektive COP dog stadig markant højere end et konventionelt kølesystem, selvom vand først skal renses ved afsaltning. I områder, hvor vand ikke er tilgængeligt i nogen form, kan det bruges med et tørremiddel til at genvinde vand ved hjælp af tilgængelige varmekilder, såsom solvarmeenergi.

Teoretisk designsEdit

I de nyere, men endnu-til-være-kommercialiseret “kold-SNAP” design fra Harvard Gislum Institute, en 3D-printet keramiske leder varmen, men er halvt belagt med en hydrofobe materiale, der fungerer som en fugtspærre., Mens der ikke tilsættes fugt til den indkommende luft, stiger den relative fugtighed (RH) lidt i henhold til temperatur-RH-formlen. Alligevel tillader den relativt tørre luft som følge af indirekte fordampningskøling indbyggernes sved lettere at fordampe, hvilket øger den relative effektivitet af denne teknik. Indirekte køling er en effektiv strategi for varmt-fugtigt klima, der ikke har råd til at øge fugtindholdet i tilluften på grund af indendørs luftkvalitet og menneskelige termiske komfort bekymringer.,

Passive indirekte fordampningskølingsstrategier er sjældne, fordi denne strategi involverer et arkitektonisk element til at fungere som en varmeveksler (for eksempel et tag). Dette element kan sprøjtes med vand og afkøles gennem fordampningen af vandet på dette element. Disse strategier er sjældne på grund af den høje brug af vand, som også introducerer risikoen for vandindtrængning og kompromitterende bygningsstruktur.,

Hybrid designsEdit

To-fase fordampningskøler, eller indirekte-directEdit

I den første fase af en to-trins køligere, varm luft er pre-afkølet indirekte uden at tilføje luftfugtighed (ved at passere inde i en varmeveksler, der er afkølet ved fordampning på ydersiden). I den direkte fase passerer den forkølede luft gennem en vandblødt pude og opfanger fugtighed, når den afkøles. Da lufttilførslen forkøles i første fase, overføres mindre fugtighed i det direkte trin for at nå de ønskede køletemperaturer., Resultatet er ifølge producenterne køligere luft med en RH mellem 50-70% afhængigt af klimaet sammenlignet med et traditionelt system, der producerer omkring 70-80% relativ luftfugtighed i den konditionerede luft.

Fordampning + konventionelle backupEdit

I en anden hybrid design, direkte eller indirekte køling er blevet kombineret med damp-komprimering eller absorption aircondition til at øge den samlede effektivitet og/eller for at reducere temperaturen under wet-bulb grænse.,

MaterialsEdit

Traditionelt, fordampning køligere puder består af excelsior (aspen træ fiber) inde i en indeslutning nettet, men mere moderne materialer, såsom plast, melamin papir, er at indtaste bruge som køler-pad medier. Moderne stive medier, almindeligvis 8″ eller 12 ” tyk, tilføjer mere fugt, og dermed køler luft mere end typisk meget tyndere aspen medier. Et andet materiale, der undertiden bruges, er bølgepap.,

Design overvejelseredit

vand useEdit

i tørre og halvtørre klimaer, mangel på vand gør vandforbruget en bekymring i kølesystem design. Fra de installerede vandmålere blev 420938 L (111.200 gal) vand forbrugt i 2002 til de to passive køletårne i visitorsion National Park visitors’ center., Imidlertid, sådanne bekymringer behandles af eksperter, der bemærker, at elproduktion normalt kræver en stor mængde vand, og fordampningskølere bruger langt mindre elektricitet, og dermed sammenligneligt vand samlet, og koster mindre samlet, sammenlignet med kølere.

ShadingEdit

at tillade direkte soleksponering for mediepuderne øger fordampningshastigheden. Sollys kan dog forringe nogle medier ud over at opvarme andre elementer i det fordampende køledesign. Derfor er skygge tilrådeligt i de fleste applikationer.,

mekaniske systemerediger

bortset fra ventilatorer, der anvendes til mekanisk fordampningskøling, er pumper det eneste andet stykke mekanisk udstyr, der kræves til fordampningskølingsprocessen i både mekaniske og passive applikationer. Pumper kan bruges til enten at recirkulere vandet til den våde mediepude eller give vand ved meget højt tryk til et mister-system til et passivt køletårn. Pumpe SPECIFIKATIONER vil variere afhængigt af fordampning satser og medier pad område. Visitorsion National Park visitors ‘ center bruger en 250 pump (1/3 HK) pumpe.,

e Exhausthaustedit

udstødningskanaler og / eller åbne vinduer skal til enhver tid anvendes, så luften hele tiden kan undslippe det klimatiserede område. Ellers udvikler trykket sig, og ventilatoren eller blæseren i systemet er ikke i stand til at skubbe meget luft gennem medierne og ind i det klimatiserede område. Fordampningssystemet kan ikke fungere uden at udtømme den kontinuerlige tilførsel af luft fra det klimatiserede område til ydersiden., Ved at optimere placeringen af den afkølede luftindtag sammen med layoutet af huspassagerne, relaterede døre og rumvinduer, kan systemet bruges mest effektivt til at lede den afkølede luft til de krævede områder. Et godt designet layout kan effektivt fjerne og udvise den varme luft fra ønskede områder uden behov for et ventilationssystem over loftet. Kontinuerlig luftstrøm er afgørende, så udstødningsvinduerne eller ventilationsåbningerne må ikke begrænse volumen og passage af luft, der indføres af fordampningskølemaskinen., Man skal også være opmærksom på den udvendige vindretning, da for eksempel en stærk varm sydlig vind vil bremse eller begrænse den udmattede luft fra et sydvendt vindue. Det er altid bedst at have vindvinduerne åbne, mens vindvinduerne er lukket.