Система испарительного охлаждения и увлажнения воздуха

Система испарительного охлаждения и увлажнения воздуха — это секция центральной вентиляционной установки, а не отдельный прибор. Она обрабатывает общий приточный поток, который затем распределяется по дому или зданию.

Вода испаряется с увлажненной поверхности, забирает тепло у проходящего воздуха и переходит в него в виде пара. Воздух становится прохладнее, а его влагосодержание и относительная влажность повышаются. Такой процесс называют прямым испарительным охлаждением, по физической природе это адиабатическое охлаждение.

Как работает система

Испарительную секцию встраивают в приточную или приточно-вытяжную климатическую установку. Основной элемент — кассета с большой площадью поверхности. Вода равномерно смачивает ее каналы, а вентилятор направляет через них теплый сухой воздух. Остаток воды стекает в поддон и отводится либо возвращается в контур рециркуляции.

Испарительное увлажнение воздуха происходит без кипячения и распыления воды в воздушный поток. Энергия для фазового перехода поступает из самого воздуха: при испарении одного килограмма воды поглощается около 2,4 МДж тепла. Поэтому температура по сухому термометру снижается одновременно с ростом влагосодержания.

Теоретическим пределом прямого охлаждения служит температура влажного термометра. Чем суше входящий поток и чем больше разница между температурами сухого и влажного термометров, тем сильнее может охладиться воздух. По мере приближения к насыщению испарение замедляется.

Производительность зависит от эффективности и равномерности смачивания кассеты, скорости потока, температуры и исходной влажности. Датчики контролируют воздух до и после секции, а автоматика управляет водой, расходом воздуха или байпасом. Кассета создает дополнительное сопротивление, которое учитывают при подборе вентилятора.

Туманообразование не является принципом работы такой установки. Оно относится к распылительным технологиям, где вода сначала превращается в микрокапли и затем испаряется в воздухе. В кассетной системе испарение идет непосредственно со смоченной поверхности.

Где применяется

Испарительные секции устанавливают в центральных системах вентиляции частных домов, общественных зданий и производственных объектов. В доме оборудование размещают в техническом помещении и обрабатывают наружный воздух до его распределения по жилым комнатам.

Технология подходит для офисов, спортивных, торговых и логистических объектов с большим расходом воздуха. Промышленная система применяется в типографиях, на текстильных и деревообрабатывающих предприятиях, в теплицах и горячих цехах.

На производствах увлажнение воздуха помогает уменьшить статическое электричество и поддерживать стабильные свойства гигроскопичных материалов. В жилых и общественных зданиях задача иная: централизованно подготовить приточный воздух и поддерживать расчетный микроклимат без размещения климатического оборудования в каждой комнате.

Преимущества

Главное преимущество — одновременное увлажнение и охлаждение воздуха. Воду не требуется нагревать, а компрессор и холодильный контур для самого процесса не нужны. Электроэнергия расходуется на работу вентилятора, насоса, автоматики и водоподготовки. При подходящих исходных условиях это позволяет снизить нагрузку на традиционное холодильное оборудование.

Центральная климатическая установка обслуживает весь расчетный воздушный поток. Ее можно объединить с фильтрацией, нагревом, рекуперацией и другими этапами подготовки воздуха, а управление построить по датчикам температуры и влажности.

Поверхностное испарение не должно создавать водяной туман: растворенные минералы не распыляются в обслуживаемый воздух, но остаются в воде и могут накапливаться на материале. Поэтому необходимы подготовка и контроль качества воды, организованный слив или продувка, очистка поддона и своевременная замена кассеты. Важны также санитарный режим и защита от застоя воды.

Когда такая система особенно полезна

Технология особенно полезна при жарком сухом наружном воздухе, высоких теплопритоках, большом воздухообмене и одновременной потребности в охлаждении и увлажнении. Испарительная ступень может предварительно обработать приточный воздух, а обычная система охлаждения — при необходимости довести его до заданных параметров.

Во влажную погоду потенциал прямого охлаждения уменьшается. Если требуется снизить температуру без повышения влагосодержания, применяют косвенное испарительное охлаждение, компрессорную систему или комбинированную схему. Косвенная система отделяет влажный вспомогательный поток теплообменником: основной приточный воздух охлаждается, но не увлажняется.

Для выбора решения нужно знать расход воздуха, его исходные и целевые параметры, температуру влажного термометра, теплопритоки, эффективность и сопротивление кассеты, доступную холодопроизводительность и качество воды. Возможности системы определяет баланс тепла и влаги, а не только площадь дома. Поэтому ее проектируют как часть всей вентиляционной системы.

Система испарительного охлаждения в вентиляции и форсуночная система увлажнения HUMIDEX по-разному переносят воду в воздух: первая испаряет ее со смоченной кассеты, вторая распыляет микрокапли высокого давления в обслуживаемых зонах. Выбор зависит от задачи: охлаждение приточного потока, быстрое и точное регулирование влажности, зональное управление.