Рассказываем, как можно использовать эффект испарения для создания более продуктивной среды на производственном объекте.
На промышленных объектах многие процессы выделяют избыточное тепло. Это не только приводит к повышению температуры, но и вызывает падение относительной влажности воздуха со всеми возможными отрицательными побочными эффектами: риск электростатического разряда, высыхание продуктов, снижение комфорта для сотрудников и меньший контроль производственных процессов.
Испарительное охлаждение и контроль влажности могут быть достигнуты с помощью адиабатического процесса для повышения производительности и благополучия рабочих, а также для удаления избыточного тепла, выделяемого во многих промышленных и производственных процессах. Выпаривая воду с помощью системы увлажнения воздуха эти побочные эффекты можно уменьшить или устранить, а эффект испарения от распыления воды в жаркое помещение также обеспечит энергоэффективный охлаждающий эффект.
Система увлажнения воздуха с использованием холодной воды может создать значительный охлаждающий эффект, потребляя очень мало энергии. Именно испарение воды заставляет всю систему рассеивать энергию посредством адиабатического процесса, описанного ниже - наука, лежащая в основе всего этого, очень сложна, но эффект одновременно измерим и предсказуем.
Основы адиабатического эффекта
Адиабатический эффект является результатом первого закона термодинамики, который гласит, что энергия в замкнутой системе не уходит, а переходит в другое состояние. Другими словами, в адиабатическом процессе энергия передается посредством работы, а не тепла. Например, сжатый газ станет горячим, а расширяющийся - холоднее.
Если добавлять тепло в систему, можно получить только две вещи: изменить внутреннюю энергию системы или заставить систему работать. Вся тепловая энергия должна идти на эти вещи.
В случае производственного помещения (как показано на рисунке) наличие местных источников тепла увеличивает тепло в помещении. Другими словами, внутренняя энергия системы увеличивается. Чтобы удалить его, вы можете либо ввести холодный воздух, либо заставить тепло рассеивать свою энергию, используя адиабатический эффект, который приведет к падению температуры.
Если вы хотите вникнуть в основы адиабатического процесса, в Википедии есть статья "Адиабатический процесс".
Охлаждающий эффект испаряющегося водяного пара составляет примерно 630 Вт охлаждающего эффекта на килограмм испарившейся воды - и на каждый килограмм воды требуется приблизительно 2 Вт потребляемой энергии для системы увлажнения воздуха высокого давления. Другими словами, за счет использования естественного процесса испарительное охлаждение является высокоэффективным методом охлаждения производственных помещений с использованием местных источников тепла.
Такая энергоэффективность обусловлена тем фактом, что, в отличие от обычных систем кондиционирования воздуха, испарительное охлаждение происходит естественным образом, без использования компрессоров и других энергоемких компонентов.
Увлажнители воздуха могут оказывать охлаждающий эффект двумя совершенно разными способами - испарением или добавлением аэрозоля в воздушный поток. Оба охлаждают воздух за счет адиабатического эффекта, который описан выше - испарение обеспечивает охлаждающий эффект 630 Вт на кг воды. Однако охлаждающим эффектом капель на полу или в воздухе можно пренебречь.
Увлажнители могут устанавливаться в воздуховоде (в приточно-вытяжной системе помещения) или в компактных системах, где испарители или форсунки доставляют водяной пар локально. Второй тип систем более прост в монтаже и дешевле в обслуживании. Помимо этого, компактные системы более эффективны при использовании адиабатического эффекта и будут более эффективными при отводе избыточного тепла в производственной среде.
