Адиабатическая система охлаждения воздуха снижает его температуру за счет испарения воды. Подготовленная вода распыляется на мелкие капли, которые переходят в парообразное состояние и забирают тепло из окружающего воздуха. В результате температура снижается, а влажность одновременно повышается.
В зданиях этот эффект может использоваться при работе централизованной форсуночной системы увлажнения воздуха. Основной задачей такой системы остается автоматическое поддержание заданной влажности, а снижение температуры учитывается как часть общей обработки воздуха.
Адиабатическое охлаждение не следует воспринимать как универсальную замену кондиционеру. Его возможности зависят от исходной температуры, влажности, воздухообмена и количества воды, которое может испариться в конкретных условиях.
Заказать аудит увлажнения и расчет решения для вашего здания можно на adiabatica.ru или по тел. +7 (495) 642-24-99
Почему при увлажнении воздух охлаждается
Для испарения воды требуется энергия. Во время работы форсунок она забирается из воздуха в виде тепла.
Чем меньше капли, тем больше их суммарная площадь соприкосновения с воздухом и тем быстрее происходит испарение. При правильно организованном распылении вода переходит в парообразное состояние, не оседая на стенах, мебели и оборудовании.
В прямом адиабатическом процессе одновременно меняются два параметра:
- температура воздуха снижается;
- его влагосодержание повышается.
Поэтому адиабатическое увлажнение и охлаждение воздуха всегда рассматриваются вместе. Автоматика должна контролировать не только температуру, но и влажность, чтобы не допустить выхода за заданные параметры.
От парового способа такая технология отличается тем, что вода не нагревается до образования пара заранее. Подробнее разница между технологиями рассмотрена в статье «Адиабатическое и изотермическое увлажнение воздуха».
Как адиабатическая система работает в здании
В централизованной системе оборудование разделяется на общую инженерную часть и локальные зоны увлажнения.
Процесс происходит поэтапно:
- Вода поступает из системы водоснабжения.
- Она проходит необходимую водоподготовку.
- Насосная станция создает рабочее давление.
- Подготовленная вода направляется по магистральным трубопроводам.
- Клапанные блоки подключают отдельные зоны по сигналам автоматики.
- Форсунки распыляют воду в воздушном потоке или помещении.
- Капли испаряются, повышая влажность и снижая температуру воздуха.
- После достижения заданных параметров подача воды уменьшается или прекращается.
Общая магистраль не означает, что все помещения обрабатываются одновременно. Квартиры, офисные зоны, лобби и другие пространства могут включаться независимо друг от друга.
Такой подход позволяет централизовать водоподготовку и насосное оборудование, сохранив отдельное управление параметрами воздуха в разных частях здания.
Из каких узлов состоит система
От чего зависит охлаждающий эффект
Точное снижение температуры нельзя определить только по мощности насосной станции или количеству форсунок. Результат зависит от состояния воздуха и условий его обработки.
Исходная температура
Теплый воздух располагает большим количеством тепловой энергии, которая может быть затрачена на испарение воды.
Однако высокая температура сама по себе еще не гарантирует необходимого результата. Одновременно нужно учитывать влажность.
Исходная влажность
Сухой воздух способен принять больше дополнительной влаги. Поэтому охлаждение воздуха при испарении воды наиболее заметно при высокой температуре и сравнительно низкой влажности.
По мере насыщения воздуха испарение замедляется. Избыточная подача воды в такой ситуации не усиливает охлаждение, а повышает риск появления неиспарившихся капель.
Расход и движение воздуха
При установке форсунок в вентиляции учитываются расход, скорость и равномерность воздушного потока.
Если распыление происходит непосредственно в помещении, значение имеют:
- высота потолка;
- расположение приточных устройств;
- естественное движение воздуха;
- планировка;
- мебель и отделочные материалы;
- размещение людей.
Застойные зоны могут ухудшать испарение и приводить к локальному повышению влажности.
Качество распыления
Размер капель зависит от типа форсунок, рабочего давления и состояния оборудования. Мелкодисперсное распыление ускоряет испарение и помогает равномерно распределять влагу.
Форсунки должны быть правильно расположены и направлены. Также необходимо контролировать их состояние во время технического обслуживания.
Время на испарение
В канальной системе после форсунок должен оставаться участок, на котором вода успевает испариться до фильтра, вентилятора, шумоглушителя или другого элемента.
При непосредственном распылении в помещении учитывается расстояние до поверхностей и зон постоянного пребывания людей.
Охлаждающий эффект рассчитывается по исходной температуре, влажности, расходу воздуха и требуемому состоянию после обработки. Поэтому точное изменение температуры определяется индивидуально для каждого объекта.
Где применяется адиабатическое увлажнение и охлаждение
Технология может использоваться в зданиях, где требуется централизованное управление микроклиматом.
Жилые комплексы
В многоквартирном доме система может обслуживать квартиры, входные группы и другие общие пространства.
Основное оборудование размещается в технической зоне, а отдельные помещения подключаются к общей магистрали через локальные клапанные блоки. Зимой главной задачей обычно становится поддержание влажности, а изменение температуры учитывается в общем тепловом балансе.
Бизнес-центры
В офисных зданиях потребность разных зон может меняться в зависимости от графика работы, количества людей и режима вентиляции.
Независимое управление позволяет отдельно обслуживать офисы, переговорные, лобби и другие помещения.
Административные и общественные здания
Централизованная система может применяться на объектах, где отдельные бытовые увлажнители неудобны для эксплуатации и не позволяют управлять микроклиматом на уровне всего здания.
Образовательные учреждения
В учебных помещениях система должна быть связана с вентиляцией и работать по фактическим показаниям датчиков. Отдельные зоны могут включаться по собственному расписанию.
Медицинские объекты
Для медицинских помещений особенно важны проектный расчет, требования к качеству воды, автоматическое управление и регламент обслуживания. Состав решения определяется назначением конкретных помещений.
В каждом случае адиабатическая обработка воздуха должна проектироваться с учетом режима эксплуатации и допустимого уровня влажности.
Что учесть в проекте ОВиК
Форсуночная система увлажнения высокого давления должна быть согласована с вентиляцией, отоплением, кондиционированием, водоснабжением, электрикой и автоматикой здания.
Основные решения желательно принять на стадии разработки инженерной концепции.
Способ распыления
Сначала определяется, где должна испаряться вода:
- внутри приточной установки;
- в отдельной канальной секции;
- в воздуховоде;
- непосредственно в помещении.
Каждый вариант предъявляет свои требования к компоновке, автоматике и длине испарения.
Изменение температуры воздуха
При адиабатическом увлажнении температура снижается. Зимой это изменение необходимо учитывать при подборе нагревателей и расчете приточной вентиляции.
В теплый период охлаждающий эффект может использоваться в общей схеме обработки воздуха, если исходная влажность позволяет добавить необходимое количество воды.
Разделение здания на зоны
Квартиры, офисные помещения и общественные пространства могут работать по разным графикам и требовать разных уставок.
Поэтому заранее определяются:
- количество независимых зон;
- расположение клапанных блоков;
- места установки датчиков;
- маршруты трубопроводов;
- логика управления.
Размещение центрального оборудования
Для водоподготовки, насосной станции и автоматики требуется техническое помещение с подключением к воде, канализации и электропитанию.
Все обслуживаемые элементы должны оставаться доступными после завершения строительства.
Связь с вентиляцией и BMS
Если форсунки установлены в воздушном канале, подача воды должна быть связана с работой вентиляции. При остановке вентилятора или недостаточном воздушном потоке распыление прекращается.
В зависимости от проекта данные о температуре, влажности, состоянии зон и авариях могут передаваться в диспетчеризацию здания.
Может ли адиабатическое охлаждение заменить кондиционер
Прямое испарительное охлаждение не позволяет независимо управлять температурой и влажностью. При подаче воды температура снижается, но влагосодержание воздуха одновременно повышается.
Поэтому адиабатическая система не является универсальной заменой кондиционеру.
Возможность использовать ее как самостоятельный или дополнительный источник охлаждения зависит от:
- наружной температуры и влажности;
- параметров воздуха внутри здания;
- режима вентиляции;
- допустимого уровня влажности;
- требуемой точности поддержания температуры;
- тепловых нагрузок объекта.
В одном здании охлаждающий эффект может частично снизить нагрузку на климатическое оборудование. В другом он будет учитываться только как сопутствующее изменение температуры во время увлажнения.
Окончательное решение принимается по тепловлажностному расчету в составе проекта ОВиК. Обещать определенное снижение температуры без исходных данных неправильно.
Почему требуется водоподготовка
При испарении воды растворенные в ней соли не исчезают. Если распылять обычную водопроводную воду, минеральные примеси могут оседать на форсунках, оборудовании и поверхностях.
Поэтому централизованная система увлажнения здания проектируется вместе с водоподготовкой.
Состав очистки определяется по результатам анализа исходной воды. В проекте учитываются:
- требуемая производительность;
- качество подготовленной воды;
- одновременная работа зон;
- доступ к фильтрам и другим обслуживаемым элементам;
- отвод воды после промывки;
- защита системы при длительном простое.
Общая водоподготовка позволяет обслуживать основные элементы в техническом помещении, не устанавливая отдельный комплект очистки в каждой зоне здания.
Как адиабатический принцип используется в ADIABATICA
В системе ADIABATICA подготовленная вода подается к форсункам и распыляется непосредственно в воздушной среде. Во время испарения воздух увлажняется и одновременно отдает часть тепла.
Водоподготовка, насосная станция и центральная автоматика размещаются в общей инженерной части здания. Магистральные трубопроводы распределяют воду между отдельными зонами, а датчики и клапанные блоки регулируют работу по фактической потребности.
Охлаждающий эффект учитывается вместе с основной задачей системы - автоматическим поддержанием влажности в жилых и общественных зданиях.
Конкретный состав оборудования, способ размещения форсунок и возможное снижение температуры определяются после изучения объекта и расчета параметров воздуха.
Вывод
Адиабатическая система охлаждения воздуха использует тепло воздушной среды для испарения воды. При этом температура снижается, а влажность повышается.
В централизованной форсуночной системе для здания охлаждение является частью общего процесса увлажнения и обработки воздуха. Его величина зависит от исходной температуры, влажности, расхода воздуха, качества распыления и времени, доступного для испарения.
Технология может применяться в жилых комплексах, бизнес-центрах, административных, образовательных и медицинских зданиях. Система должна быть заранее согласована с ОВиК, водоснабжением, электрикой, автоматикой и будущей эксплуатацией объекта.
Адиабатическое охлаждение способно учитываться при снижении нагрузки на климатическое оборудование, но не является безусловной заменой кондиционеру. Возможности системы определяются только после тепловлажностного расчета конкретного здания.
