Испарительный охладитель


Испарительный охладитель (также известный как испарительный кондиционер , болотный охладитель , болотный ящик , пустынный охладитель и охладитель влажного воздуха ) представляет собой устройство, которое охлаждает воздух за счет испарения воды. Испарительное охлаждение отличается от других систем кондиционирования воздуха , в которых используются парокомпрессионные или абсорбционные холодильные циклы. Испарительное охлаждение использует тот факт, что вода будет поглощать относительно большое количество тепла, чтобы испариться (то есть она имеет большую энтальпию испарения ). Температура сухого воздуха может быть значительно снижена за счетфазовый переход жидкой воды в водяной пар (испарение). Это может охлаждать воздух, используя гораздо меньше энергии, чем охлаждение. В чрезвычайно сухом климате испарительное охлаждение воздуха имеет дополнительное преимущество, заключающееся в кондиционировании воздуха с большей влажностью для комфорта людей, находящихся в здании.

Охлаждающий потенциал при испарительном охлаждении зависит от разрежения по влажному термометру, разницы между температурой по сухому термометру и температурой по влажному термометру (см. Относительная влажность ). В засушливом климате испарительное охлаждение может снизить потребление энергии и общее количество оборудования для кондиционирования в качестве альтернативы компрессорному охлаждению. В климате, не считающемся засушливым, непрямое испарительное охлаждение может использовать преимущества процесса испарительного охлаждения без увеличения влажности. Стратегии пассивного испарительного охлаждения могут предложить те же преимущества, что и механические системы испарительного охлаждения, но без сложного оборудования и воздуховодов.

Более ранняя форма испарительного охлаждения, ветроуловитель , была впервые использована в Древнем Египте и Персии тысячи лет назад в виде ветряных шахт на крыше. Они ловили ветер, пропускали его над подземными водами в канале и выпускали охлажденный воздух в здание. Современные иранцы широко применяют электрические испарительные охладители ( кулере аби ). [1]

Испарительный охладитель был предметом многочисленных патентов США в 20 веке; многие из них, начиная с 1906 года [2] , предлагали или предполагали использование подкладок из эксцельсиора (древесной шерсти) в качестве элементов, позволяющих привести большой объем воды в контакт с движущимся воздухом, чтобы обеспечить испарение. Типичная конструкция, как показано в патенте 1945 года, включает в себя резервуар для воды (обычно с уровнем, контролируемым поплавковым клапаном ), насос для циркуляции воды по прокладкам Excelsior и центробежный вентилятор для подачи воздуха через прокладки в дом. [3] Эта конструкция и этот материал остаются доминирующими в испарительных охладителях на юго- западе Америки , где они также используются для повышения влажности. [4]В Соединенных Штатах использование термина « болотный охладитель » может быть связано с запахом водорослей, производимым ранними устройствами. [5]

Установленные снаружи устройства испарительного охлаждения ( автомобильные охладители ) использовались в некоторых автомобилях для охлаждения воздуха в салоне — часто в качестве аксессуаров для вторичного рынка [6] — до тех пор, пока современный парокомпрессионный кондиционер не стал широко доступным.

Методы пассивного испарительного охлаждения в зданиях были характерной чертой архитектуры пустыни на протяжении веков, но признание, изучение, инновации и коммерческое применение на Западе появились относительно недавно. В 1974 году Уильям Х. Геттл заметил, как технология испарительного охлаждения работает в засушливом климате, предположил, что комбинированный блок может быть более эффективным, и изобрел «Высокоэффективную систему Astro Air Piggyback», комбинированную систему охлаждения и испарительного охлаждения. кондиционер. В 1986 году исследователи Университета Аризоны У. Каннингем и Т. Томпсон построили пассивную испарительную градирню, и данные о производительности этого экспериментального объекта в Тусоне, штат Аризона, стали основой рекомендаций по проектированию испарительной градирни, разработанных Барухом Дживони. [7]


Египетская кулла, выставленная на сквозняке для охлаждения помещений. Пористая керамика и грубая ткань увеличивают площадь испарения.
Схематическая диаграмма древнего иранского ветроуловителя и каната , использовавшихся для испарительного охлаждения зданий.
Традиционный воздухоохладитель в Мирзапуре , штат Уттар-Прадеш , Индия .
Саласабиль - это тип фонтана, который максимально увеличивает площадь поверхности воды и, таким образом, испарительное охлаждение проходящих сквозняков. Сухой саласабиль, Красный Форт , Дели , Индия.
Калифорнийское ранчо с испарительным охладителем на коньке крыши справа
Пример психрометрической карты Солт-Лейк-Сити
Иллюстрация испарительного охладителя
Прямое испарительное охлаждение
Процесс непрямого испарительного охлаждения
Большие гиперболоидные градирни из конструкционной стали для электростанции в Харькове (Украина)
Система распыления тумана с водяным насосом внизу
Запотевающий вентилятор