Chłodzenie hal mgłą wodną

Nowoczesne energooszczędne sposoby chłodzenia hal

W poszukiwaniu poprawy efektywności energetycznej powracają stare, zapomniane sposoby chłodzenia hal. Jednym z nich jest klimatyzacja adiabatyczna nazywana też: 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. Odparowujący ze skóry pot powoduje ochładzanie ciała. Ten sam sposób chłodzenia wykorzystuje się 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 (odparowania wody na materiałach porowatych) znalazła szerokie zastosowanie w fabrykach krajów trzeciego  świata. 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 (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 skumulował efekty inwestycji w badania i rozwój wszystkich firm.

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

Systemy szóstej generacji

Tak przez dekadę od systemów 1-generacji doszliśmy do 6-generacji. 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 nadal sprzedaje niebezpieczne systemy 1-generacji lub ich odpowiedniki do hal fabrycznych. Psuje to opinie wszystkim system wysokociśnieniowym.

W halach produkcyjnych niedopuszczalne jest montowanie systemów pracujących na wodzie zmiękczonej (tak w Polsce wykonuje się większość instalacji). Woda zmiękczona zawiera żrące NaOH. Po odparowaniu wody NaOH pozostaje w powietrzu w postaci pyłu. Najczęściej przekraczając 3..20 krotnie NDS na NaOH.

Porównanie bezpieczeństwa i rozwiązań starszych systemów jak HPS-1 i obecnie stosowanych HPS-6, czytaj więcej…

Hala bez chłodzeniaHala produkcyjna bez systemu chłodzenia

Klimatyzacja oparta na złożach porowatych

Starsze rozwiązania klimatyzacji wyparnej (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 (jest stosowane nadal w krajach 3-go świata). W tym przypadku problemem jest zanieczyszczanie się złoża, rozwój bakterii i pleśni na mokrej powierzchni. Bakterie i pleśni z złożą są emitowane do chłodzonego powietrza stwarzając śmiertelne zagrożenia dla ludzi. Tworzy się inkubator dla rozwoju Legionelli  i 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 freonowa (klasyczna) wysokiej klasy A++

  • bardzo wysokie koszty eksploatacji
  • bardzo wysokie koszty inwestycji 

Chłodzenie ewaporacyjneKlimatyzacja adiabatyczna

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

  • miedziane instalacje (duża trwałość, 12 krotny zapas wytrzymałości, bakteriobójcze działanie miedzi likwiduje rozwój bakterii w instalacji rurowej)
  • trwałe rubinowe dysze z podwójnymi zaworkami i systemem QSS
  • eliminacja jonowymiennych zmiękczaczy wody, 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, instalacje wykonane w miedzi (bakteriobójcze działanie miedzi).
    szczegóły…»

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

Wykres przedstawia odczuwalną przez ludzi temperaturę, na którą wpływa temperatura powietrza i natężenie promieniowania podczerwonego (promieniowania cieplnego) wynikłego z temperatury otaczających nas obiektów. Wyparne chłodzenie hal zmiesza temperaturę nagrzania hali i aktualną temperaturę powietrza. Ze względu na bardzo niskie koszty eksploatacji (zużywanie zaledwie 1..3% energii tradycyjnego układu chłodniczego) chłodzenie wyparne pozostawia się włączone non-stop tak aby utrzymać możliwie nisko 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 a w nocy potrafi skutecznie schłodzić budynek przy minimalnym zużyciu energii.

System ten można rozbudować o tzw. akumulator ciepła, 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 adiabatyczne 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)
  • Dużą moc chłodzenia, z samego ciepła parowania wody uzyskujemy 0,63 kWh/kg. Moc chłodnicza systemu opartego o jeden agregat 540kg/h wynosi ponad 340kW, 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

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