Evaporativ køling: En effektiv måde at fjerne overvarme på
Det er en kendsgerning, at et fysisk faseskift forbrænder energi. Når vand i flydende form bliver til damp, koster det energi og betyder, at temperaturen i omgivelserne falder.
Hvad er evaporativ køling?
Evaporativ køling er en metode til at sænke temperaturen ved hjælp af fordampning af vand. Princippet bygger på, at vand kræver energi for at gå fra væske til damp. Denne energi – kaldet fordampningsvarme – trækkes fra den omgivende luft, som derved afkøles.
Du kender effekten fra din egen krop: når sved fordamper fra huden, føles det køligt. Det samme sker, når vinden blæser hen over en våd overflade.
I praksis ledes varm, tør luft hen over en fugtig flade eller gennem en vandtåge. Vandet fordamper, optager varme fra luften, og resultatet er en køligere og lidt mere fugtig luftstrøm.
Den store fordel er, at metoden er energieffektiv og billig sammenlignet med traditionel kompressorbaseret køling.
I industrielle anlæg genererer mange processer overskydende varme – overvarme. Det øger temperaturen og får den relative luftfugtighed til at falde med alle de negative bivirkninger, dette kan have: Risiko for elektrostatisk udladning, udtørring af produkter, reduceret velbefindende for medarbejderne og mindre kontrol over produktionsprocesser.
Industrielle virksomheder bruger evaporativ køling til at afkøle maskiner.
Vandtilførsel ved hjælp af et luftfbefugtningsssystem kan reducere eller helt fjerne bivirkningerne – og den fordampende virkning af at indføre vandspray i et varmt rum giver også en energieffektiv køleeffekt.
Sådan omdannes 2 W elektrisk energi til 630 W køleeffekt
Et luftbefugtningsanlæg, der bruger koldt vand, kan skabe en betydelig køleeffekt med meget lidt energi. Det er fordampningen af vandet, der får hele systemet til at sprede sin energi gennem en adiabatisk proces som beskrevet nedenfor – videnskaben bag alt dette er meget kompleks, men effekten er både målbar og forudsigelig.
Den kølende effekt af fordampende vanddamp er ca. 630 W pr. kg vand fordampet – og for hvert kilogram vand kræves der cirka 2 W i et Airtec®-luftbefugtningssystem med højt tryk. Når man på den måde udnytter en naturlig proces, gør det fordampningskøling til en meget energieffektiv metode til kølerum og produktionsfaciliteter med lokale varmekilder.
Denne energieffektivitet skyldes, at fordampningskøling i modsætning til konventionelle klimaanlæg sker naturligt uden behov for kompressorer og andre strømforbrugende komponenter.
Den adiabatiske effekt
Den adiabatiske effekt er et resultat af termodynamikkens første lov, der siger, at energi i et lukket system ikke forsvinder – den flytter sig blot et andet sted hen. Sagt på en anden måde: i den adiabatiske proces overføres energi gennem arbejde snarere end varme. For eksempel bliver en komprimeret gas varm, og en ekspanderende gas bliver køligere.
Et eksempel på en adiabatisk proces er et stempel, der arbejder i en cylinder, der er fuldstændigt isoleret. Cylinderen mister ikke varme, mens stemplet udfører arbejde (dvs. det bevæger sig) på grund af isoleringen.
Hvis du tilføjer varme til et system, er der kun to ting, der kan ske – systemets indre energi øges, eller systemet udfører arbejde. Al varmeenergien kan kun gå til at gøre det ene eller det andet.
I tilfælde af et produktionsanlæg (som vist på illustrationen) tilføjer tilstedeværelsen af lokale varmekilder varme til rummet. Med andre ord øges systemets interne energi. For at fjerne den kan man enten tilføre kold luft – eller man kan tvinge varmen til at sprede sin energi ved hjælp af den adiabatiske effekt, som får temperaturen til at falde.
Hvis du vil vide mere om det grundlæggende i en adiabatisk proces, har Wikipedia en fin videnskabelig definition her >>.
Warning: Trying to access array offset on false in /var/www/web2media.dk/airtec/wp-content/themes/airtec/templates/blocks/text-media/text-media.php on line 57
Luftbefugtere kan skabe en køleeffekt på to forskellige måder – ved fordampning eller ved at tilføje vandtåge til luftstrømmen. Begge afkøler luften med den adiabatiske effekt, som er beskrevet ovenfor – fordampningen giver ca. 630 W køleeffekt pr. kg vand. Kølingseffekten af dråber på gulvet eller i luften er imidlertid ubetydelig.
Befugtere installeres typisk i en luftkanal eller i systemer i rummet, hvor dyser eller forstøverne leverer vanddamp lokalt.
Generelt er rumbaserede systemer bedre til at udnytte den adiabatiske effekt og vil være mere effektive til at fjerne overskydende varme i et produktionsmiljø.
