Voda je jedním z nejsilnějších přírodních chladiv. Systémy Oxycom tuto jedinečnou vlastnost maximálně využívají a odpařováním vody vytvářejí chlad. Děláme to několika inovativními způsoby. V tomto blogu vysvětlujeme, proč je voda vynikající alternativou k chladivu R-22, které poškozuje ozonovou vrstvu, v běžných klimatizacích a jak chlazení na bázi vody funguje. Dále uvedeme statistické údaje o přínosech pro udržitelnost a ušetřených emisích CO₂.
Proč voda ?
Chladiva fungují jako pracovní kapaliny v klimatizačních zařízeních, tepelných čerpadlech a chladicích systémech tak, že absorbují a uvolňují teplo, protože v uzavřeném chladicím cyklu procházejí neustálými fázovými přechody mezi plynným a kapalným skupenstvím.
R-22 (hydrochlorfluoruhlovodík neboli HCFC) byl dlouho nejpoužívanějším chladivem v klimatizačních systémech, ale v současné době se od něj stále více ustupuje kvůli jeho chování, které poškozuje ozonovou vrstvu. Místo nich se prosadily bezchlorové náhrady, zejména fluorované uhlovodíky (HFC), jako jsou R-410A, R-407C a R-134a.
Jedním z mnoha dostupných chladiv je také voda, která má své vlastní jedinečné vlastnosti a číslo chladiva (R718). Přesně řečeno, technologie odpařovacího chlazení také používá vodu jako chladivo, ale místo opakovaného odpařování a kondenzace v uzavřeném systému se voda průběžně odpařuje a tím ochlazuje a zvlhčuje proud vzduchu.
Voda je pro tento účel velmi vhodná, protože je jedním z nejvýkonnějších přírodních chladiv s mimořádně vysokým latentním výparným teplem (2501 kJ/kg při 0 °C). Při odpařování vody rychlostí 1 l/h tak vzniká až 695 W chladicího výkonu.
Konvenční technologie chlazení
Klimatizace s kompresí par je nejrozšířenější technologií pro klimatizační systémy, tepelná čerpadla a chladicí systémy používané pro obytné, komerční a průmyslové účely. Tyto systémy se skládají ze čtyř hlavních součástí, kterými je v uzavřeném cyklu čerpáno chladivo:
– Kompresor adiabaticky stlačuje plynné chladivo, čímž zvyšuje jeho tlak a teplotu.
– Kondenzátorová spirála umožňuje plynnému chladivu kondenzovat do kapalného stavu při konstantním tlaku, čímž se uvolňuje teplo do okolí.
– Expanzní ventil způsobuje rozpínání kapalného chladiva, čímž snižuje jeho tlak a teplotu.
– Výparníková cívka umožňuje kapalnému chladivu vypařovat se do plynného stavu při konstantním tlaku, čímž odebírá teplo ze svého okolí.
Technologie adiabatického (odpařovacího) chlazení
Při odpařovacím chlazení se proud nenasyceného vzduchu dostává do přímého kontaktu s vlhkým povrchem. Mezní vrstva kolem vlhkého povrchu je přirozeně nasycena vodní párou. Při proudění nenasyceného vzduchu podél mezní vrstvy dochází k difúzi vodní páry do proudu vzduchu v důsledku rozdílu koncentrací vodní páry. Obsah vodní páry v mezní vrstvě se pak obnoví do přirozeného nasyceného stavu adiabatickým vypařováním vody. Potřebné latentní teplo pro fázovou změnu vody se odebírá z citelného tepla proudu vzduchu, což vede ke snížení teploty vzduchu.
Nejnižší možná teplota, které lze dosáhnout, je teplota vlhkého teploměru vzduchu, v praxi je však kvůli omezené účinnosti poněkud vyšší. Účinnost nasycení nebo účinnost mokrého teploměru je definována jako poměr skutečně dosaženého poklesu teploty k maximálnímu možnému poklesu teploty.
Výzvy a příležitosti maket yStáhněte si naši bílou knihu „Výzvy a příležitosti pro energeticky účinnou regulaci klimatu“ a zjistěte, jak můžete ve svém výrobním závodě vytvořit příjemné a udržitelné vnitřní klima.
Stáhněte si “ Bílou knihu„
Výroba elektrické energie
Než se podíváme na rozdíl v energetické účinnosti mezi odpařovacím chlazením a konvenčním chlazením, podívejme se, kolik stojí výroba energie. K dispozici jsou různé druhy paliv, které mohou elektrárny používat k výrobě elektřiny. Například na Blízkém východě a v mnoha dalších částech světa používají ropu a zemní plyn, čímž vypouštějí obrovské množství CO₂. Elektrárny potřebují k výrobě elektřiny také vodu, která se používá hlavně k chlazení. Například elektrárny poháněné ropou spotřebují 2,33 litru vody a vypustí 0,76 kg CO₂ na 1 kWh vyrobené elektřiny.
Adiabatické chlazení versus konvenční chlazení
Byly provedeny srovnávací výpočty pro adiabatické chlazení i konvenční klimatizační technologii, které poskytují stejný chladicí výkon. Jako základní hodnota bylo zvoleno adiabatické chlazení s libovolnou rychlostí odpařování 1 litr vody za hodinu, což odpovídá 695 W chladicího výkonu. Předpokládá se, že elektrická energie se vyrábí v elektrárnách poháněných olejem. Voda určená k použití v odpařovacích chladičích by měla být pokud možno pitné kvality. Odsolování pomocí reverzní osmózy obvykle vyžaduje přibližně 4 kWh elektrické energie na m³ vody.
Úspory vody jako chladiva
Další informace o účinnosti odpařovacího chlazení oproti klimatizaci naleznete na naší stránce: Více informací naleznete na stránce: Odpařovací chlazení vs. klimatizace.
Závěr
Pokud jde pouze o čistě chladicí aspekt, použití technologie odpařovacího chlazení namísto konvenční technologie klimatizace s kompresí par snižuje spotřebu elektrické energie a emise CO₂ o více než 98 %.
Technologie odpařovacího chlazení ze své podstaty vyžaduje k odpařování vodu, ale stávající systémy klimatizace s kompresí par samy nepřímo spotřebovávají značné množství vody. Proto bude mít rostoucí zavádění technologie odpařovacího chlazení menší dopad na globální spotřebu vody, než by se dalo očekávat.
Zjistěte, jak využíváme vodu jako chladivo pro náš inovativní systém IntrCooll