Tento článok podrobne popisuje princíp fungovania chladenia vzduchu vodou, známeho aj ako adiabatické chladenie, a jeho využitie v rôznych oblastiach. Porovnáva ho s tradičnou klimatizáciou a zdôrazňuje jeho výhody z hľadiska energetickej efektívnosti a ekologickej udržateľnosti. Článok sa tiež venuje tepelným čerpadlám ako alternatívnemu spôsobu vykurovania a chladenia.
Úvod do Chladenia Vzduchu Vodou (Adiabatické Chladenie)
S rastúcimi priemernými teplotami počas letných mesiacov sa hľadajú efektívne a ekologické spôsoby chladenia. Adiabatické chladenie sa stáva čoraz populárnejšou alternatívou pre priemyselné priestory, ale aj pre iné oblasti. Tento spôsob chladenia využíva prirodzený proces odparovania vody na znižovanie teploty vzduchu.
Princíp Fungovania Adiabatického Chladenia
Adiabatické chladenie funguje na princípe odparovania vody. Vzduch je nasávaný cez vlhké médium, kde sa voda odparuje a absorbuje teplo z okolia. Tento proces vedie k zníženiu teploty vzduchu, ktorý je potom distribuovaný do chladeného priestoru. Zjednodušene povedané, adiabatické chladenie je proces založený na zmene tlaku vzduchu pri zväčšovaní objemu.
Prvé zariadenie založené na adiabatickom princípe navrhol už v šestnástom storočí Leonardo da Vinci. Chladiace zariadenie pozostávalo z kolesa, ktoré sa ponáralo do prúdiacej vody.
Ako Adiabatické Chladenie Šetrí Energie?
Adiabatické chladenie je zelenou technológiou, ktorá funguje na báze vody a vzduchu, pričom má minimálnu spotrebu energie. Tento systém neprodukuje emisie škodlivých plynov a nevyžaduje použitie chemických látok, čo z neho robí ideálnu voľbu pre firmy, ktoré kladú dôraz na ochranu životného prostredia a znižovanie uhlíkovej stopy.
Prečítajte si tiež: Montáž výstuže pre stropné chladenie
Z 1 kW elektrickej energie dokážeme vyrobiť až 25 kW chladiaceho výkonu. Takáto výroba chladu je 4 až 10 násobne energeticky účinnejšia v závislosti od reálnych parametrov odvodených od klimatických podmienok v danom okamihu. Obrovská úspora elektrickej energie má priamy dopad na naše životné prostredie.
Výhody Evaporačných Chladiacích Jednotiek
Pri teplote nasávaného vonkajšieho vzduchu napríklad 35 °C a RH 35 % a prietoku vzduchu 10 000 m3/h dokáže evaporačná jednotka dodať chladiaci výkon na úrovni 25 kW a na výstupe zo zariadenia tak môžeme dosiahnuť teplotu fúkaného vzduchu 25 °C. Jedna evaporačná jednotka dokáže pri ideálnych podmienkach účinne znížiť teplotu vzduchu o 10 °C na ploche cca 100-150 m2. Prevádzkové náklady sú neporovnateľne nižšie ako v prípade štandardnej klimatizácie.
Pozitívne Vedľajšie Účinky
Adiabatický systém je založený na objeme vzduchu, ktorý dostávame do haly vo veľkom množstve a jeho výmene cez otvory konštrukcií objektu alebo nútené odsávanie. Pri správnom návrhu prísun vzduchu vždy prevyšuje odsun a teda priestor sa dostáva do mierneho pretlaku. Okrem toho, že do pracovnej zóny dostávame vzduchu, ktorý je ochladený, pracujeme aj s parametrami ako je vlhkosť a čistota. Na rozdiel od klimatizácie, ktorá vzduch vysušuje, evaporácia ho prirodzene zvlhčuje a robí príjemnejším na pocit a akceptovateľnejším pre človeka. Pranie vzduchu cez „vodné filtre“ je účinná metóda, ako zbaviť vzduch nečistôt a to nie je len bežného prachu, ale aj napr. alergénov. Vzduch z evaporačnej jednotky je vlhkejší a má teda vyššiu hmotnosť. Vďaka tomu vieme pomerne presne určiť jeho dosah a dopad v rámci priestoru. Pri predpísanom prebytku môže pre vnútorný priestor zabezpečiť aj čistiaci efekt.
Dostupnosť a Jej Riziká
Adiabatické chladenie je jednoduchý spôsob, akým zabezpečiť zníženie teploty nasávaného vzduchu, zvýšiť jeho kvalitu a nahradiť ním vnútorný vzduch, ktorý má spravidla nižšiu kvalitu. Je to technológia, ktorej výsledky sú priamo závislé na vonkajšom prostredí a odvíjajú sa najmä od parametrov ako sú teplota vzduchu a relatívna vlhkosť.
Pri porovnaní so štandardnými klimatizáciami je cenovo dostupnejšia už z pohľadu vstupnej investície a jej prevádzka je násobne lacnejšia. Práve jednoduchosť a cenová dostupnosť spôsobujú aktuálny vysoký dopyt aj na Slovensku.
Prečítajte si tiež: O chladení, vysušovaní a filtrácii vzduchu
Návrh Adiabatickej Jednotky
Adiabatický systém je založený na objeme vzduchu, ktorý dostávame do haly vo veľkom množstve a jeho výmene cez otvory konštrukcií objektu alebo nútené odsávanie. Pri správnom návrhu prísun vzduchu vždy prevyšuje odsun a teda priestor sa dostáva do mierneho pretlaku. Okrem toho, že do pracovnej zóny dostávame vzduchu, ktorý je ochladený, pracujeme aj s parametrami ako je vlhkosť a čistota. Na rozdiel od klimatizácie, ktorá vzduch vysušuje, evaporácia ho prirodzene zvlhčuje a robí príjemnejším na pocit a akceptovateľnejším pre človeka. Pranie vzduchu cez „vodné filtre“ je účinná metóda, ako zbaviť vzduch nečistôt a to nie je len bežného prachu, ale aj napr. alergénov. Vzduch z evaporačnej jednotky je vlhkejší a má teda vyššiu hmotnosť. Vďaka tomu vieme pomerne presne určiť jeho dosah a dopad v rámci priestoru. Pri predpísanom prebytku môže pre vnútorný priestor zabezpečiť aj čistiaci efekt.
Umiestnenie Adiabatickej Jednotky
Samotný výber miesta pre inštaláciu evaporačného chladiča je absolútne kľúčový. Treba sa na budúcu pozíciu pozerať hneď z niekoľkých zásadných hľadísk:
Zhodnotenie prostredia a jeho vplyvov: chladiaca jednotky výparníkového typu musí byť umiestnená mimo vnútorný priestor, to znamená v exteriéri. Jednotky nikdy neumiestňujeme do pozícií pri výduchoch z technológií, odvodoch spalín alebo komínov, vetracích otvorov a klapiek, nad technológie a stroje umiestnené pri objekte vo vonkajšom prostredí. Rovnako by sme mali zvážiť aj pohyb vzduchu a vetra.
Montáž: výber miesta ovplyvňuje montáž z pohľadu komplikovanosti, časovej náročnosti a teda v konečnom dôsledku aj ceny. Jednotku je možné v princípe namontovať tromi rôznymi spôsobmi: umiestnenie "na zem", umiestnenie na bočnú stenu a umiestnenie na strechu.
Prevádzkové vlastnosti: spotrebič je technologické zariadenie pracujúce s prietokom vzduchu a vody a ventilátorom. Pri prietoku vzduchu a ventilátore treba brať do úvahy hlučnosť, ktorá je síce minimálna.
Prečítajte si tiež: Komplexný prehľad klimatizácií Hisense
Kde sa dá Adiabatické Chladenie Využiť?
Adiabatické chladenie nájde svoje uplatnenie v širokej škále prostredí, vrátane:
- Priemyselných hál
- Skladov
- Logistických centier
- Poľnohospodárskych objektov
- Športových zariadení
Porovnanie Adiabatického Chladenia a Konvenčnej Klimatizácie
Adiabatické chladenie je energeticky efektívnejšie a ekologickejšie ako tradičné klimatizačné systémy. Konvenčná klimatizácia využíva kompresory a chemické chladiace látky, čo zvyšuje spotrebu energie a negatívny vplyv na životné prostredie. Adiabatické chladenie, naopak, pracuje iba s vodou a vzduchom, čo výrazne znižuje energetickú náročnosť a eliminuje potrebu škodlivých chemikálií.
Hlavné rozdiely medzi klimatizáciou a evaporačným chladením:
- Proces chladenia: Evaporačné chladenie využíva odparovanie vody, zatiaľ čo klimatizácia používa kompresory a chladivá.
- Náklady na prevádzku: Evaporačné chladenie je ekonomickejšie.
- Vplyv na životné prostredie: Evaporačné chladenie je ekologickejšie.
- Účinnosť vo vlhkom prostredí: Klimatizácia je účinnejšia vo vlhkých podmienkach.
Tepelné Čerpadlá: Alternatíva pre Vykurovanie a Chladenie
Tepelné čerpadlá sú efektívne nízkouhlíkové technológie, ktoré poskytujú viac energie, než spotrebúvajú. Využívajú obnoviteľné zdroje energie ako vzduch, voda a geotermálna energia na zabezpečenie vykurovania, chladenia a ohrevu vody v domácnosti. Tepelné čerpadlá premieňajú energiu z vonkajšieho prostredia na preferovanú teplotu vo vašej domácnosti.
Princíp Fungovania Tepelného Čerpadla
- Absorpcia tepla: Chladivo vo vonkajšej jednotke tepelného čerpadla absorbuje teplo zo vzduchu, zeme alebo vody.
- Kompresia: Chladivo prejde do kompresora, kde sa stlačí. V dôsledku vysokého tlaku sa chladivo zohreje.
- Ohrev vody: Zohriate chladivo ohrieva vodu. Túto teplú vodu možno uskladniť v zásobníku na neskoršie použitie alebo môže cirkulovať prostredníctvom výhrevných telies v rôznych izbách.
- Expanzia: Ochladené chladivo pretečie cez expanzný ventil.
Typy Tepelných Čerpadiel
- Tepelné čerpadlo vzduch-voda: Získava teplo z vonkajšieho vzduchu a využíva ho na vykurovanie a ohrev vody. Existujú dva hlavné typy: monoblok a split.
- Monoblok: Vyrába a montuje sa ako jeden celok v továrni.
- Split: Komponenty chladiaceho systému sú rozdelené medzi vonkajšiu a vnútornú jednotku.
- Tepelné čerpadlo zem-voda: Využíva nízkopotenciálnu energiu uloženú v horninách.
- Zemný plošný kolektor: Funguje ako akumulátor tepla, získava teplo zo slnka počas teplejších mesiacov a ukladá ho v pôde.
- Zemný vrt (sonda): Využíva hlbinné teplo, ktoré je stabilnejšie po celý rok.
- Tepelné čerpadlo voda-voda: Vyžaduje studňu na odber vody a vsakovaciu studňu, kam sa voda po využití vracia.
Faktory Ovplyvňujúce Výber Tepelného Čerpadla
- Typ tepelného čerpadla: Vzduch-voda, zem-voda, voda-voda.
- Výkon tepelného čerpadla: Musí zodpovedať tepelným stratám budovy.
- Účinnosť tepelného čerpadla: Meria sa pomocou koeficientu výkonu (COP) a sezónneho koeficientu výkonu (SCOP).
- Možnosť chladenia: Niektoré modely podporujú aj funkciu chladenia.
- Dostupnosť inštalačného priestoru: Pre systémy zem-voda je potrebné zvážiť veľkosť a typ pozemku.
- Náklady na inštaláciu a prevádzku: Počiatočné náklady sa líšia v závislosti od typu, dôležité sú aj prevádzkové náklady.
- Kompatibilita s existujúcim systémom: Ak už máte vykurovací systém, zvážte jeho kompatibilitu s tepelným čerpadlom.
Chladenie Tepelným Čerpadlom
- Pasívne chladenie: Využiteľné len pri tepelných čerpadlách typu voda-voda a zem-voda. Využíva nízke teploty zeme alebo podzemnej vody, ktoré sú cez výmenník tepla prenesené do vykurovacieho systému.
- Aktívne chladenie: Možné u všetkých typov tepelných čerpadiel. Kompresor tepelného čerpadla sa zapne a funguje podobne ako klimatizácia.
Efektivita Tepelných Čerpadiel v Zime a v Lete
Efektivita tepelných čerpadiel v zime môže klesať v prípade extrémnych mrazov, keď systém potrebuje viac elektriny na udržanie tepla. V lete sa COP (koeficient výkonnosti) zvyšuje, pretože vonkajšie teploty sú vyššie a tepelné čerpadlo nemusí toľko „bojovať“ proti nízkym teplotám. Vzduchové tepelné čerpadlo dokáže získavať teplo z okolitého vzduchu aj pri nízkych teplotách do mínus 20 stupňov Celzia.
Tepelné Čerpadlo Vzduch-Voda s Variabilnou Rýchlosťou (Inverter)
Tepelné čerpadlo s variabilnou rýchlosťou dokáže regulovať rýchlosť kompresora podľa potreby a ponúka úsporu energie a zlepšenie pohodlia. Inverter je elektronický regulátor, ktorý umožňuje regulovať rýchlosť kompresora v závislosti od teploty a potreby vytvárať tepla. Grubmann využíva pokročilú technológiu inverteru najnovšej generácie (EVI inverter), aby zabezpečili čo najvyššiu životnosť a najnižšie prevádzkové náklady.