Princip adiabatického (výparného) chlazení

A. Výparné chlazení a jednotky PORT-A-COOL®

Jednotky PORT-A-COOL® jsou jedinečné, vysoce účinné, přemístitelné výparné chladící systémy, jež využívají vysoce účinná pevná chladící média fy KÜÜL vyráběné patentovanou technologií „thru-cure“TM. Jedinečné patentované tělo jednotky spolu s vysoce účinnými chladícími vložkami dovolují jednotkám PORT-A-COOL® efektivně chladit i při velmi vysokých hodnotách relativní vlhkosti - v podmínkách, při nichž jiné přenosné chladící systémy nejsou schopny takového chladícího účinku vůbec dosáhnout.

Společnost měla zpočátku tendenci pokládat jednotky PORT-A-COOL® za rovné„zvlhčovacím“ chladícím systémům typu výparného chladícího systému. Jediné,co ale mají tyto dva typy chlazení společné je to, že jde o výparné systémy, stejně jako model z roku1973 az roku 2001 jsou oba automobily.

Klíčem k efektivnímu výparnému chlazení je využití speciálně vyvinutého, vysoce účinného, pevného chladícího média spolu s vhodně tvarovaným tělem k zajištění efektivního usměrňování vzduchu proudícího přes vodou nasáklé chladící médium tou správnou rychlostí. Jednotky PORT-A-COOL® splňují veškeré tyto požadavky a nabízí dokonce mnohem víc.

Jak je uvedeno v části B této příručky, efektivita jednotek je nejvíce oceňována při teplotách kolem28° cca relativnívlhkosti kolem 75%. Většinou při dosažení venkovní teploty28°C je hodnota relativní vlhkosti pod 75%.

Obecně lze říci že když se jedna z hodnot zvyšuje, tak druhá klesá.

 

Při rozhodování o umístění jednotky PORT-A-COOL® je nutno vzít v úvahu následující tři , vlivy:

1. Přísun čerstvého vzduchu :
Vstup do jednotky PORT-A-COOL® (strana s chladícími vložkami) musí být umístěna tak, aby byl zajištěn plynulý, nepřerušovaný přísun vzduchu to znamená chladící vložky 1m vzdálené od jakékoliv překážky.

2. Proud vzduchu :
Vzduch vycházející z ventilátoru jednotky PORT-A-COOL® musí mít možnost cirkulovat , ve volném prostoru pokud možno bez překážek.

3. Ventilace :
Musí být určeno místo, kde bude unikat z chlazené prostory již ochlazený vzduch. Zabrání , se tak možnému opětovnému zchlazování již studeného vzduchu. (to znamená otevřená okna, dveře, světliky, zapnuta vzduchotechnika,umístnění venku).

 

Primárním při umisťování jednotky PORT-A-COOL® je uvažování o proudu chladného vzduchu. Jednotka vytváří proud vzduchu z ventilátoru a rozptyluje ho do velkého prostoru. Tento proud může být narušen nebo zničen různými překážkami jako např. poličkami, pracovními stoly, atd. Je tedy důležité zajistit vzduchu volný průchod z jednotky do prostoru jak jen to je možné.

 

Ke zlepšení celkového pokrytí chlazené prostory lze doporučit zvýšení jednotky nad všechny nízké překážky. Při zvyšování umístění jednotky se ujistěte, že platforma držící jednotku je stabilní, dobře zkonstruovaná a nedovolí jednotce se překlopit. Jednotka MUSÍ být ve vodorovné a to i na zvýšené platformě! Při návrhu platformy uvažujte plnou váhu funkční jednotky, tj. včetně vody ve sběrné nádrži tak i přidanou váhu díky vodou nasáklým chladícím vložkám. Celková váha může překračovat 500lbs (227kg).

 

Při umístění jednotky do blízkosti překážky nebo zdi se doporučuje udržet minimální vzdálenost alespoň 1m od strany s chladícími vložkami. Je tak zaručen neomezený přísun teplého vzduchu k zadní části jednotky.

 

Při použití více jednotek blízko sebe se ujistěte, že proudy vystupujícího vzduchu proudí souběžně a ne proti sobě. Protiběžné proudy umožňují vznik „mrtvého“ vzduchu, jež se akumuluje mezi dvěma či více jednotkami.

 

B. Vlhkost a výparné chlazení

Při daném objemu vzduchu a konkrétní teplotě a tlaku má vzduch schopnost absorbovat určité množství vodní páry. Když daný objem vzduchu obsahuje 50% maximálního objemu vodní páry, jež je vzduchu schopen absorbovat, říkáme, že má relativní vlhkost 50%.

 

Čím vyšší teplota vzduchu, tím větší množství vlhkosti může vzduch pojmout. Jakákoliv změna teploty vzduchu bez odpovídající změny tlaku způsobí zvýšení či snížení maximálního objemu vodní páry, jež je vzduch schopen absorbovat. Pokud dojde ke zvýšení teploty bez změny tlaku, je důsledkem pokles relativní vlhkosti a tím tedy zvýšení max. objemu vlhkosti, jež vzduch pojme.

 

Např.ráno může být vlhkost vysoká, ale jak se během dne vzduch ohřívá, dochází k postupnému snižování relativní vlhkosti.Rozsah,v jakém se relativní vlhkost mění během dne může být ovlivněno místními povětrnostními podmínkami a blízkostí velkýchobjemů vody. Pokud je zvýšení teploty doprovázeno příchodem povětrnostních vlivů obsahujících vlhkost, tak nebude pokles vlhkosti tak výrazný.

 

Nicméně stále zůstává fakt, že vlhkost při zvýšení teploty klesá. Ve skutečnosti při každém zvýšení teploty o cca10°C se maximální hodnota vlhkosti, jež je vzduch schopen pojmout, zdvojnásobí. Např. když je ráno teplotavzduchu20°C a relativní vlhkost 100%, následně se teplota zvýší na 30°C v poledne, tak maximální objem vody ve vzduchu se zdvojnásobí.Výsledkem takového ohřevu vzduchu o vlhkosti 100% je, že vzduch obsahuje jen 50% maximálního možného objemu vodní páry a jeho relativní vlhkost tak klesne na 50%. Čím je den teplejší, tím je vzduch sušší a tím více lze pomocí vypařování ochlazovat.

 

To znamená, že když bude den dostatečně teplý na to, aby bylo zapotřebí chlazení, bude relativní vlhkost mnohem nižší než ráno a to umožní výparnému chladícímu systému pracovat s vyšší účinností.Protože který koliv výparný chladící systém musí ke své funkci vypařovat vodu, je do vzduchu přidáván větší objem vodní páry. Jak se postupem času okolní relativní vlhkost zvyšuje, je čím dál obtížnější do vzduchu další vlhkost dostat. Účinnost jakého koliv výparného chladícího zařízení je přímo úměrná jeho schopnosti odpařovat vodu (chladit vzduch) při dané relativní vlhkosti.Jednotka s nízkou účinností chladí jen při nízkých úrovních relativní vlhkosti, zatímco jednotka s vysokou účinností dosahuje efektivního chlazení i při vyšší relativní vlhkosti což naše jednotky dokážou.

 

C. Co je výparné chlazení?

 Při snaze pochopit princip výparného chlazení je nejlepší si představit vzduch jako houbu -vzduch má schopnost pohlcovat vlhkost, pokud s ní přijde do styku. Množství vlhkosti, jež vzduch absorbuje, záleží na stavu vzduchu, nebo konkrétněji, na množství vlhkosti ve vzduchu již obsažené, a na teplotě vzduchu.

 

Když je vzduch teplý a obsahuje jen malé množství vlhkosti, bude také snadněji absorbovat vlhkost. Jak se vzduch ochlazuje, jeho objem se zmenšuje a schopnost absorbovat vlhkost se snižuje.

 

Termín „relativní vlhkost“ popisuje množství vody ve vzduchu v poměru k celkovému možnému množství vody ve vzduchu. Každému objemu vzduchu o určité teplotě odpovídá jisté množství vlhkosti, jež je schopen pohltit.

 

Relativní vlhkost 100% tedy označuje stav, kdy vzduch při dané teplotě už nepojme více vlhkosti. Pokud je relativní vlhkost vzduchu na vstupu do PORT-A-COOL® jednotky menší než 100%, má schopnost pohltit vlhkost a tedy odpařovat více vody a tím pádem efektivněji chladit.

 

K popisu vlhkosti vzduchu se termín relativní vlhkosti používá, protože se maximální množství vody ve vzduchu mění relativně s jeho teplotou. Čím je vzduch teplejší, tím lepší absorbent se z něj stává a tím více vody je schopen pojmout. Říká se,že vzduch s relativní vlhkostí 100% nemůže pojmout více vodní páry.

 

Nicméně, když vzduch zahřejeme, dojde k jeho expanzia relativní vlhkost se zmenší, i když se celkové množství vodní páry ve vzduchu nezměnilo. Tím pádem musíme popsat aktuální úroveň vlhkosti vzhledem k její maximální hodnotě.

 

Jde tedy o houbu o teplotě10°Cnebo25°C. Teplejší houba pojmevíce vody při 50% relativní vlhkosti než ta chladnější.

 

Jak je vytvářen chladící efekt?

K vypaření vody je zapotřebí teplo (energie). Např.k odpaření4 litrů vody je zapotřebí přibližně 9MJ tepla.

 

Odkud toto teplo pochází?

Teplo přichází od všeho, s čím je voda při vypařování v kontaktu. Může jít např. horký chodník, Vaše tělo,strom nebo samotný vzduch. Při odebírání tepla z předmětu se jeho teplota snižuje. V případě jednotek PORT-A-COOL® je teplo odebíráno ze vzduchu, čímž je snižována jeho teplota. Je důležité si uvědomit, že teplota vody nemá příliš velký efekt nachladící efekt způsobený vypařováním. Např. když na chodník umístíte 4 litry vody o teplotě 10°C, tak spotřebuje na svéodpaření 9,5MJ tepla a ochladí tak chodník o toto teplo. Pokud ale na chodník umístíte stejný objem vody o teplotě 30°C, tak k odpaření spotřebuje 9,2MJ tepla, což je jen nepatrný rozdíl. Ve výsledku se tento rozdíl v teplotě použité vody projeví v rozdílu přibližně 0,5°C na výstupu jednotky.

 

V následující tabulce je uvedeno teplo odebrané vzduchu v závislosti na množství vypařené vody za hodinu jednotkou PORT-A-COOL®.

 

Vypařený objem [l/hod] Celkové teplo odebrané vzduchu [MJ]

  • Litry           MJ
  • 37,8           92
  • 45,4         110
  • 53,0         130

 

Pozn.: Absolutní snížení teploty při průchodu jednotkou viz Příloha C

Jednoduše řečeno - výparné chlazení je přírodě vlastní způsob ochlazování.

Jednotky využívají stejného jevu jako příroda, ale velmi účinným způsobem.