Как работают испарительные охладители, сравнение кондиционеров и охладителей и руководство по покупке

Как Испарительные охладители Работа

Испарительные охладители работают, пропуская теплый сухой воздух через водонасыщенную прокладку или среду. Когда воздух движется через влажную поверхность, молекулы воды поглощают тепло из воздуха и испаряются, превращаясь из жидкости в пар. Этот фазовый переход потребляет энергию в виде тепла, которое извлекается непосредственно из проходящего воздушного потока, снижая его температуру. Затем охлажденный увлажненный воздух подается в помещение.

Этот процесс в принципе идентичен естественному ощущению прохлады ветра на влажной коже. Ключевой переменной, определяющей эффективность, является депрессия по влажному термометру - разница между температурой окружающей среды по сухому термометру и температурой по влажному термометру. В жарком и сухом климате, где относительная влажность ниже 30–40%, этот разрыв велик, и испарительное охлаждение может снизить температуру воздуха на 10–20°C. Во влажном климате, где воздух уже близок к насыщению, разрыв невелик, испарение замедляется, а снижение температуры незначительное — фундаментальное физическое ограничение технологии.

Стандартный охладитель прямого испарения состоит из четырех основных компонентов: вентилятор который втягивает наружный воздух через агрегат, система распределения воды (насос и распределительный коллектор), который поддерживает насыщение охлаждающей среды, испарительная среда или подушка себя, и жилье с жалюзийными выходами для направления воздушного потока. В некоторых агрегатах предусмотрен поплавковый клапан, подключенный к линии подачи воды для непрерывной работы; другие используют резервуар, который требует наполнения вручную.

В отличие от кондиционеров холодильного цикла, испарительные охладители требуют достаточного пространства. частично открыт функционировать правильно. Поскольку устройство подает охлажденный, увлажненный воздух, застоявшийся воздух в помещении должен иметь путь выхода — обычно открытое окно или дверь — чтобы предотвратить насыщение пространства и уменьшение охлаждающего эффекта. Таким образом, проект вентиляции является частью эффективной установки испарительного охладителя.

Подушка испарителя: ядро системы охлаждения

Испарительная среда, обычно называемая подушкой испарителя или охлаждающей подставкой, представляет собой компонент, в котором фактически происходит падение температуры. Площадь поверхности, удержание воды и сопротивление воздушному потоку определяют как эффективность охлаждения, так и энергопотребление устройства.

На рынке доминируют три типа колодок:

• Подушечки осина (эксельсиор) — Традиционный вариант, изготовленный из измельченного волокна древесины осины, переплетенного в сетчатый каркас. Недорогой и эффективный, с хорошим удержанием воды и естественной устойчивостью к росту бактерий благодаря присущим осине дубильным веществам. Эффективность охлаждения умеренная; подушечки обычно требуют замены каждый сезон, поскольку волокно портится.
• Жесткий целлюлозный (сотовый) носитель — Структурированная подушка из гофрированной целлюлозы сотового сечения, обычно толщиной 100–200 мм. Геометрическая структура создает значительно большую площадь поверхности на единицу объема, чем осиновые подушки, увеличивая скорость испарения и эффективность охлаждения на 15–25%. Жесткий носитель также обеспечивает меньшее сопротивление воздушному потоку, что снижает потребление энергии вентилятором. Срок службы 3–5 лет при правильном уходе.
• Подушечки из синтетического полимера — Синтетические материалы (обычно сшитый полиэстер или полипропилен), используемые в премиальных и коммерческих установках, лучше противостоят образованию минеральных отложений, чем целлюлоза, в регионах с жесткой водой, их можно очищать и использовать повторно в течение неопределенного времени. Более высокие первоначальные затраты, но более низкие затраты на замену в течение всего срока службы.

Обслуживание подушек — промывка минеральных отложений, очистка от водорослей и замена испорченной среды — является основной постоянной задачей по техническому обслуживанию испарительных охладителей. Забытые прокладки ограничивают поток воздуха, служат источником бактерий, вызывающих неприятный запах, и значительно снижают эффективность охлаждения.

Кондиционер против испарительного охладителя: прямое сравнение

Испарительные охладители и кондиционеры с холодильным циклом снижают температуру в помещении, но они работают по совершенно разным принципам и подходят для совершенно разных условий. Понимание компромиссов имеет важное значение для выбора правильного решения.

Кондиционер с хладагентом отводит тепло из внутреннего пространства, используя замкнутый контур хладагента — компрессор, конденсатор, расширительный клапан и змеевик испарителя. Он охлаждается за счет извлечения тепла, а не за счет испарения воды, и его производительность во многом зависит от не зависит от влажности наружного воздуха . Он также осушает влагу как побочный эффект охлаждения, что делает его эффективным в тропическом и влажном климате. Компрессор и контур хладагента являются механически сложными, потребляют значительное количество электроэнергии и требуют профессиональной установки и периодического обслуживания хладагента.

Испарительный охладитель не имеет ни компрессора, ни хладагента, ни конденсатора. Механически он прост — вентилятор, насос и колодка. Потребление энергии снижается на 75–80 % чем аналогичный кондиционер с хладагентом для той же зоны охлаждения, поскольку работают только двигатель вентилятора и небольшой насос, а не компрессор. Установка проще, стоимость приобретения ниже, а обслуживание доступно конечным пользователям. Компромиссом является строгая зависимость от климата: эффективность резко падает при относительной влажности выше 50–60%.

Одним из часто упускаемых из виду преимуществ испарительных охладителей является качество воздуха . Поскольку они непрерывно втягивают и выбрасывают наружный воздух, они не рециркулируют застоявшийся воздух в помещении, как это делает кондиционер в герметичном помещении. В мастерских, коммерческих кухнях и помещениях с запахами или взвешенными в воздухе твердыми частицами непрерывная подача свежего воздуха является функциональным преимуществом, помимо снижения температуры.

Уровни шума в испарительных охладителях

Испарительные охладители по своей природе тише, чем кондиционеры с хладагентом при эквивалентной холодопроизводительности, поскольку у них нет компрессора — основного источника шума в системах с хладагентом. Шум в испарительном охладителе исходит из двух источников: двигателя вентилятора и узла лопастей, а также системы распределения воды (насос и вода, стекающая по подушке).

Для спальни и домашнего офиса, где низкий уровень шума является приоритетом, можно сравнить следующие характеристики:

• Тип двигателя вентилятора — Бесщеточные двигатели постоянного тока работают значительно тише и эффективнее, чем асинхронные двигатели переменного тока. В бесшумных испарительных охладителях премиум-класса используются двигатели постоянного тока с регулируемой скоростью, что обеспечивает работу на низкой скорости (обычно 35–45 дБ на расстоянии 1 метра), что сравнимо с работой машины с белым шумом.
• Конструкция лопастей вентилятора — Вентиляторы большего диаметра и с более медленным вращением перемещают тот же объем воздуха при более низких оборотах, чем маленькие, быстрые вентиляторы, создавая меньше турбулентного шума. Центробежные вентиляторы (с короткозамкнутым ротором) обычно работают тише, чем осевые пропеллерные вентиляторы при эквивалентном расходе воздуха.
• Шум насоса и расход воды — Погружные насосы в хорошо спроектированном резервуаре для воды производят минимальный шум. Дешевые агрегаты с шумными насосами или плохо спроектированным водораспределением могут издавать булькающие или плещущиеся звуки, которые непропорционально раздражают в тихой обстановке. Ищите агрегаты с закрытыми корпусами насосов и распределительными коллекторами с контролем перелива.
• Режим сна или ночной режим — Многие современные испарительные охладители имеют специальный низкоскоростной режим с уменьшенной частотой вращения вентилятора и приглушенной подсветкой дисплея, разработанный специально для использования в ночное время. Устройства с этой функцией обычно работают с уровнем шума 38–48 дБ в спящем режиме — тише, чем большинство кондиционеров при любых настройках.

Для сравнения: типичный оконный кондиционер работает при уровне шума 50–60 дБ; портативный кондиционер с хладагентом мощностью 52–58 дБ. Хорошо спроектированный испарительный охладитель при самых низких настройках может работать ниже 40 дБ — значительная разница для тех, кто чутко спит, или для офисов открытой планировки.

Выбор правильного испарительного охладителя

Выбор испарительного охладителя требует подбора мощности устройства в зависимости от помещения и подтверждения соответствия местного климата. Основным показателем размера является расход воздуха в CFM (кубических футах в минуту) или м³/ч , рассчитывается на основе объема помещения и желаемого воздухообмена в час. Стандартная рекомендация для охлаждения жилых помещений — 20–40 воздухообменов в час; для помещения площадью 30 м² с потолками 2,7 м (81 м³) это предполагает требуемый расход воздуха 1600–3200 м³/ч.

Помимо мощности, ключевыми критериями выбора являются:

• Емкость резервуара для воды и автоматическое заполнение — Резервуары большего размера уменьшают частоту дозаправки. Агрегаты с подключением к садовому шлангу для непрерывного заполнения лучше подходят для повседневного или коммерческого использования.
• Портативность и стационарная установка — Переносные устройства на роликах универсальны, но имеют ограниченную пропускную способность воздушного потока. Стационарные блоки, монтируемые на крыше или на окне, могут обслуживать целые дома или коммерческие помещения, но требуют проектирования воздуховодов.
• Тип охлаждающей среды — Жесткий сотовый целлюлозный материал обеспечивает более высокую эффективность, чем осиновые подушечки, и оправдывает умеренную надбавку к цене за любое устройство, предназначенное для ежедневного использования.
• Местная жесткость воды — Жесткая вода приводит к образованию накипи на колодках и в системе распределения воды. В регионах с высокой твердостью синтетические материалы и регулярный протокол удаления накипи значительно продлевают срок службы.