Chłodzenie hal mgłą wodną

Nowoczesne energooszczędne sposoby chłodzenia hal

W poszukiwaniu poprawy efektywności energetycznej, powracają stare i zapomniane sposoby chłodzenia hal. Jednym z nich jest chłodzenie hal mgłą wodną, czyli klimatyzacja adiabatyczna nazywana również: klimatyzacją wyparną, klimatyzacją wodną, czy klimatyzacją ewaporacyjną.

Latem, po wejściu do lasu lub nad jezioro, odczuwamy przyjemny spadek temperatury, to efekt chłodzenia adiabatycznego, czyli chłodzenia w wyniku parowania wody.

Organizm człowieka wykorzystuje ten sam sposób chłodzenia, gdyż odparowujący ze skóry pot powoduje ochładzanie ciała. Ten sam sposób chłodzenia wykorzystuje się również w chłodniach kominowych oraz w systemach zraszania wymienników wentylatorowych.

Od lat 80-tych wiele firm próbuje zaistnieć na rynku z rozwiązaniami klimatyzacji adiabatycznej. Próby te nie miały jednak szans powodzenia, ze względu na duże niedociągnięcia wprowadzanych technologii. Podobnie jak pierwsze samochody, czy GPSy, rozwiązania te sprawiały użytkownikom wiele problemów, więc były używane w wąskim zakresie zastosowań.

Klimatyzacja ewaporacyjna

Klimatyzacja ewaporacyjna (czyli odparowania wody na materiałach porowatych) znalazła szerokie zastosowanie w fabrykach krajów trzeciego świata, ponieważ emisja niebezpiecznych bakterii i zarodników pleśni, nie stanowi tam większego problemu. Dlatego w Europie urządzeń tych nie stosuje się nawet przy hodowli zwierząt i drobiu, gdyż zwierzęta częściej chorują.

Przełom w rozwoju klimatyzacji adiabatycznych nastąpił około 2014 roku, wraz z rozwojem technologii HPS (czyli wysokociśnieniowego wytwarzania mgły wodnej). Kilka innowacyjnych firm z całego świata, nie konkurujących ze sobą terytorialnie zaczęło wymieniać się wiedzą i technologią. Powstał wirtualny klaster technologiczny, który oczywiście skumulował efekty inwestycji w badania i rozwój wszystkich firm.

Doprowadziło to do użycia lepszych materiałów i wypracowania bezpiecznych rozwiązań technicznych. Ponadto rozwiązano też wszystkie wcześniejsze problemy. Systemy HPS (czyli wysokociśnieniowego wytwarzania mgły) stały się BEZPIECZNE, trwałe, jak również niezawodne. Równocześnie seryjna produkcja spowodowała 70..80% spadek cen.

Systemy szóstej generacji

Tak przez dekadę od systemów 1-generacji doszliśmy do 6-generacji. Zobacz różnicę pomiędzy systemami 6-generacji i starszymi »

Systemy 1-generacji są dalej produkowane i mają zastosowanie w uprawach szklarniowych, gdzie możliwość zalania obiektu i bezpieczeństwo sanitarne nie ma znaczenia. Korzystając z braku wiedzy Klientów, wielu handlowców oczywiście nadal sprzedaje niebezpieczne systemy 1-generacji lub ich odpowiedniki do hal fabrycznych. Dzięki temu psuje to opinie wszystkim system wysokociśnieniowym.

Hala bez chłodzenia

Hala produkcyjna bez systemu chłodzenia

Chłodzenie na złożach

Klimatyzacja oparta na złożach porowatych

Starsze rozwiązania klimatyzacji wyparnej (czyli ewaporacyjnej) były oparte na złożach porowatych, które za pośrednictwem niewielkiej pompki polewano wodą. Pomimo bardzo dobrej skuteczności i minimalnego zużycia energii, rozwiązanie te większość producentów wycofało.

Technologia ta przeszła do historii, podobnie jak silniki parowe i dwusuwowe (stosowane nadal w krajach 3-go świata). W tym przypadku problemem jest zanieczyszczanie się złoża, a w związku z tym, rozwój bakterii i pleśni na mokrej powierzchni. Bakterie i pleśń ze złoża są emitowane do chłodzonego powietrza, stwarzając przede wszystkim śmiertelne zagrożenia dla ludzi. Tworzy się inkubator dla rozwoju Legionelli, jak również innych niebezpiecznych bakterii wodnych.

Dodawanie do wody środków bakteriobójczych np. chloru lub benzoesan sodu, powoduje, że ludzie oddychając, pochłaniają duże ilości tych szkodliwych substancji.

Obecnie technologia ta jest wycofywana nawet z rolnictwa (hodowli zwierząt). Rozwiązanie doskonale nadaje się do np. magazynów i innych obiektów, gdzie nie przebywają stale ludzie lub zwierzęta.

Klimatyzacja klasyczna

Klimatyzacja freonowa (czyli klasyczna) wysokiej klasy A++

  • bardzo wysokie koszty eksploatacji
  • bardzo wysokie koszty inwestycji

Chłodzenie adiabatyczne

Klimatyzacja adiabatyczna

Klimatyzacja adiabatyczna poprzez bezpośredni wtrysk mgły w technologii HPS-6. Zawiera bezpieczne rozwiązania techniczne takie jak:

  • miedziane instalacje (zalety takie jak: duża trwałość, 12 krotny zapas wytrzymałości, bakteriobójcze działanie miedzi likwiduje rozwój bakterii w instalacji rurowej),
  • trwałe kompozytowe dysze, wraz z systemem QSS,
  • eliminacja jonowymiennych zmiękczaczy wody, w rezultacie brak emisji do powietrza żrącego NaOH,
  • zabezpieczenia przed zalaniem obiektu, takie jak: IFC, HPPL, itd.
  • zabezpieczenia przed rozpyleniem bakterii wodnych, takie jak: sterylizator UVC, DCMS, PRS, ACS, CCMS, siatki antybakteryjne Cu+Ag do zbiorników, SIG.
    Szczegóły »
Chłodzenie wyparne

Wykres przedstawia spadek temperatury w chłodzeniu wyparnym, czyli adiabatycznym. Spadek temperatury uzyskiwany przy odparowywaniu wody zależy od wilgotności powietrza i temperatury powietrza. Największe spadki temperatury uzyskujemy oczywiście w upalne dni.

Woda zmiękczona

W halach produkcyjnych niedopuszczalne jest montowanie systemów pracujących na wodzie zmiękczonej (w taki sposób w Polsce wykonuje się połowę instalacji). Woda zmiękczona zawiera NaOH, czyli wodorotlenek sodu. Jest to substancja przede wszystkim żrąca (najbardziej żrąca zasada). Po odparowaniu wody, NaOH pozostaje w powietrzu w postaci pyłu, który jest silnie szkodliwy. Nawilżając wodą zmiękczoną, najczęściej przekraczamy normę na NaOH 3-20 krotnie.
Woda zmiękczona nadaje się do picia i kąpieli. Małe stężenie NaOH nie stanowi tutaj problemu, nie jest również szkodliwe.

Chłodzenie adiabatyczne

Wykres przedstawia odczuwalną przez ludzi temperaturę, na którą wpływa temperatura powietrza i natężenie promieniowania podczerwonego (czyli promieniowania cieplnego), wynikłego z temperatury otaczających nas obiektów. Wyparne chłodzenie hal zmniejsza temperaturę nagrzania hali i aktualną temperaturę powietrza. Ze względu na bardzo niskie koszty eksploatacji (takie jak zużywanie zaledwie 1..3% energii tradycyjnego układu chłodniczego), chłodzenie wyparne pozostawia się włączone non-stop, tak aby utrzymać możliwie niską temperaturę hali.

Inne pasywne rozwiązania

Bardzo ciekawym rozwiązaniem chłodzenia pasywnego, częściowo wyparnego, jest chłodzenia posadzki i betonowych stropów (jeżeli takie stropy występują). Rury z wodą są umieszczane w posadzce i stropie, którymi płynie woda, połączona z zewnętrzną chłodnią wodną. System chłodzi w dzień, natomiast w nocy potrafi skutecznie schłodzić budynek, przy minimalnym zużyciu energii.
System ten można rozbudować o tzw. akumulator ciepła, czyli bufor ziemny (rury zakopane w ziemi na głębokości poniżej 2,5m). W chłodne dni i w nocy, akumulator zostaje wychłodzony, a jego dużą pojemność cieplną wykorzystuje się do chłodzenia w dzień.

Chłodzenie hal mgłą wodną i korzyści dodatkowe

  • Obniżenie temperatury powietrza wewnątrz hali
  • Wzrost wilgotności powietrza powoduje redukcję ładunków elektrostatycznych i znaczny spadek zapylenia, najczęściej o 50..75%
  • Nawilżenie powietrza powoduje słabsze odczuwanie zapachów
  • Nawilżanie powietrza ułatwia oddychanie i daje efekt rześkości powietrza (ważne na halach i obiektach sportowych)
  • Duża moc chłodzenia, z samego ciepła parowania wody uzyskujemy 0,63 kWh/kg. Moc chłodnicza systemu opartego o jeden agregat 540 kg/h wynosi ponad 340 kW, pomijając chłodzenie związane z wtłaczaniem zimnej wody.

Możliwości obniżenia temperatury przy wykorzystaniu chłodzenia adiabatycznego

temperatura zewnętrznatemperatura uzyskana przy wilgotności
 30% RH40% RH50% RH60% RH70% RH
20°C12°C14°C15°C16°C17°C
24°C15°C17°C18°C20°C21°C
28°C18°C20°C22°C23°C25°C
32°C21°C23°C25°C27°C28°C
36°C24°C26°C28°C30°C32°C
40°C27°C29°C32°C34°C36°C

Uruchom system i zobacz poprawę

Odpylanie mgłowe

Spadek zapylenia i jego pomiar

Spadek zapylenia najczęściej wynosi 40..75%, za co dopowiadają dwa zjawiska:

  • utrata ładunku elektrostatycznego przez cząsteczki pyły, w wyniku czego cząsteczki przestają się wzajemnie odpychać i łącza się w większe struktury. Pył zmienia strukturę na bardziej gruboziarnistą, która grawitacyjnie opada.
  • pył, który zaciągnie wilgotność z powietrza kilkukrotnie zmniejsza swoją lotność.

Pyłomierz do szybkiej kontroli zapylenia

  • pomiar frakcji PM 1
  • pomiar frakcji PM 2,5
  • alarm dźwiękowy
  • pomiar frakcji PM 10
  • pomiar stężenia formaldehydu HCHO: 0..1.999 mg/m3
  • pomiar stężenia TVOC: 0..9,999 mg/m3
  • pomiar temperatury
  • pomiar wilgotności
  • zegar wewnętrzny, data i godzina
  • akumulator litowy, alarm niskiego poziomu akumulatora,
  • ładowarka do akumulatora
  • instrukcja PL

UWAGA!!! Systemy 1-generacji HPS-1, są przeznaczone dla upraw szklarniowych; absolutnie nie należy ich stosować w przemyśle. Systemy 6-generacji HPS-6 są przeznaczone dla przemysłu, obiektów sportowych, itd.

Tabela porównania systemów 1 i 6 generacji »