Kuinka haihdutusjäähdytys toimii
Haihdutusjäähdytys on luonnollinen termodynaaminen prosessi: kun vesi haihtuu, se imee lämpöä ympäröivästä ilmasta ja alentaa ilman lämpötilaa. Nestemäisen veden muuntamiseen vesihöyryksi tarvittava energia eli piilevä höyrystymislämpö imetään suoraan märän pinnan yli kulkevasta ilmasta, minkä vuoksi märän pinnan yli kulkeva tuuli tuntuu viileältä jopa lämpimänä päivänä. Tämä on sama fyysinen periaate ihmisten ja eläinten hikoilun takana.
Haihdutusilmajäähdytin (kutsutaan myös suonjäähdyttimeksi tai aavikon jäähdyttimeksi) soveltaa tätä prosessia mekaanisesti. Peruskäyttöjärjestys on suoraviivainen: vesipumppu imee vettä säiliöstä ja jakaa sen imukykyisille jäähdytystyynyille, jotka on tyypillisesti valmistettu selluloosasta, haapakuidusta tai synteettisestä polymeerimateriaalista. Tuuletin imee lämpimän, kuivan ulkoilman näiden kylläisten tyynyjen läpi. Kun ilma kulkee märän väliaineen läpi, vesi haihtuu siihen siirtäen lämpöä ulos ilmasta ja alentaa ilman lämpötilaa 5–15 astetta riippuen ympäristön kosteudesta. Jäähtynyt, hieman kostutettu ilma johdetaan sitten tilaan.
Koko prosessi vaatii vain veden ja sähkön puhaltimen ja pumpun pyörittämiseen – ei kylmäainetta, ei kompressoria eikä lauhdutinkäämiä. Tämä yksinkertaisuus on sekä haihdutusjäähdyttimen etujen että sen perustavanlaatuisen rajoituksen lähde.
Tee Haihduttavat ilmanjäähdyttimet Todellako työtä?
Haihdutusjäähdyttimet toimivat tehokkaasti – mutta vain oikeissa ilmakehän olosuhteissa. Kriittinen muuttuja on ympäristön suhteellinen kosteus . Haihtuminen tapahtuu vain silloin, kun ilma ei ole jo kyllästynyt vesihöyryllä. Mitä kuivempi tuloilma on, sitä enemmän se voi imeä vettä ja sitä suuremman lämpötilan pudotuksen jäähdytin voi saavuttaa. Kosteassa ilmassa haihtumisnopeus laskee jyrkästi, jäähdytysteho laskee suhteessa ja poistuva ilma tuntuu kostealta ja tukkoiselta mieluummin kuin viileältä ja raikkaalta.
Käytännön kynnys hyödylliselle haihdutusjäähdytykselle on tyypillisesti suhteellinen kosteus alle 50-60 % . Kuivilla ja puolikuivilla ilmasto-alueilla – Amerikan lounaisosassa, Lähi-idässä, Keski-Aasiassa, osissa Australiaa ja Saharan eteläpuolista Afrikkaa – joissa kesän suhteellinen kosteus laskee säännöllisesti alle 20–30 %, haihduttavat jäähdyttimet tarjoavat huomattavan ja luotettavan jäähdytyksen ja lämpötilan pudotukset 10–15 °C:een. Näillä alueilla koko talon haihdutusjäähdytysjärjestelmät ovat valtavirtatekniikka, joka aidosti kilpailee jäähdytysilmastoinnin kanssa mukavuudesta ja ylittää sen merkittävästi käyttökustannuksissa.
Kosteissa ilmastoissa – rannikkoalueilla, trooppisilla alueilla ja kaikkialla, missä kesän suhteellinen kosteus ylittää 70 % – haihtumisjäähdyttimet tuottavat minimaalisen jäähdytyksen ja lisäävät ei-toivottua kosteutta jo ennestään epämukavaan ympäristöön. Näissä olosuhteissa rehellinen vastaus on, että haihdutusjäähdytys ei toimi tarpeeksi hyvin ollakseen ensisijainen jäähdytysratkaisu.
Wet Bulb -lämpötilasääntö
Tarkin tapa arvioida, toimiiko haihdutusjäähdytin tietyssä paikassa, on tarkistaa märän lampun lämpötila — alin lämpötila, joka on saavutettavissa haihdutusjäähdytyksellä nykyisellä kosteustasolla. Haihdutusjäähdytin ei voi jäähdyttää ilmaa sisään tulevan ilman märkälämpötilan alapuolelle. Kun märkälämpötila on 18°C tai alle, haihdutusjäähdytys takaa miellyttävät sisälämpötilat myös kuumina päivinä. Kun lämpötila nousee yli 24 °C – mitä tapahtuu kosteissa ilmastoissa kesähuippujen aikana – saavutettavasta jäähdytysmarginaalista tulee liian pieni, jotta se olisi hyödyllinen ihmisen mukavuuden kannalta.
Tee Portable Air Coolers Work?
Kannettavat haihdutusilmanjäähdyttimet – henkilökohtaiseen tai huonekäyttöön myytävät kompaktit yksiköt, jotka eroavat koko talon kanavoituista suojäähdyttimistä – toimivat samalla haihdutusperiaatteella, mutta pienemmässä mittakaavassa. Ne jäähdyttävät tehokkaasti paikallista aluetta suoraan laitteen edessä, kun niitä käytetään asianmukaisesti kuivissa olosuhteissa. Kannettavien ilmanjäähdyttimien rehellinen arviointi edellyttää kahden hyvin erilaisen tuotekategorian erottamista, jotka sekoittuvat usein markkinoinnissa.
Aidot haihdutusjäähdyttimet (tyynyillä ja pumpulla)
Kannettava yksikkö, jossa on oikea vesisäiliö, pumppu ja haihdutusainetyyny, alentaa ilman lämpötilaa todella haihtumalla. Kuivassa ilmastossa tai hyvin tuuletetussa huoneessa, jossa on alhainen kosteus, nämä laitteet voivat laskea ilman lämpötilaa 4–8 °C poistovirrassa ja tarjota mielekästä mukavuutta 2–3 metrin säteellä istuvalle henkilölle. Ne kuluttavat 50-150 wattia sähköä – noin kymmenesosa vastaavan ikkuna-ilmastointilaitteen tehosta – ja vaativat vain veden täyttöä ja säännöllistä tyynyn huoltoa.
Niiden rajoitukset kannettavassa muodossa ovat samat kuin suurempien yksiköiden: suorituskyky heikkenee huoneen kosteuden noustessa. Koska ne lisäävät kosteutta huoneilmaan, ne toimivat parhaiten ikkunan tai oven ollessa auki, jotta kostea ilma pääsee poistumaan ja raikas kuiva ilma pääsee sisään. Kannettavan haihdutusjäähdyttimen käyttäminen suljetussa, suljetussa huoneessa saa kosteuden kerääntymään nopeasti, mikä vähentää asteittain yksikön jäähdytystehoa, kunnes se käytännössä kierrättää vain lämmintä, kosteaa ilmaa.
Terättömät tuulettimet/sumutuslaitteet, joita markkinoidaan "ilmajäähdyttiminä"
Merkittävä osa "kannettavista ilmanjäähdyttimistä" tai "henkilökohtaisista ilmastointilaitteista" markkinoiduista tuotteista on käytännössä yksinkertaisia tuulettimia, joissa on pieni vesisäiliö, joka joko sumuttaa vesipisaroita ilmavirtaan tai ohjaa ilmaa märän sienen yli ilman kunnollista pumppu- ja tyynyjärjestelmää. Nämä laitteet tarjoavat vaatimattoman haihtumistunteen hyvin lähellä yksikköä, mutta eivät merkittävästi alenna huoneilman lämpötilaa. Niitä ei voi verrata aitoon haihdutusjäähdyttimiin, eikä niitä pidä arvioida samoilla kriteereillä.
Ilmastointilaite vs. Swamp Cooler: miten ne eroavat
Kylmä-ilmastointilaite ja haihtuva suojäähdytin alentavat sisäilman lämpötilaa, mutta ne toimivat täysin erilaisten fyysisten mekanismien kautta ja niillä on olennaisesti erilaiset suorituskykyprofiilit, käyttökustannukset ja asennusvaatimukset.
A jäähdyttävä ilmastointilaite käyttää höyrykompressiojäähdytyssykliä: kylmäaine kiertää sisäilman höyrystimen ja ulkona olevan lauhdutinpatterin välillä. Kylmäaine imee lämpöä sisäilmasta höyrystimen patterin kautta, kuljettaa lämmön ulos ja vapauttaa sen lauhduttimessa. Jäähtynyt ilma kierrätetään suljetun tilan sisällä. Koska jäähdytys on riippumaton kosteudesta – se poistaa lämmön suoraan ilmasta kosteuspitoisuudesta riippumatta – se toimii yhtä hyvin kosteassa ja kuivassa ilmastossa. Se myös kuivattaa sisäilmaa jäähdytyksen sivutuotteena, koska kosteus tiivistyy kylmän höyrystimen patteriin.
A suon jäähdytin lisää kosteutta ilmaan sen poistamisen sijaan, vaatii jatkuvan raikkaan ulkoilman syötön ja toimii vain ikkunoiden tai tuuletusaukkojen ollessa auki. Haihdutusjäähdytyksen käyttökustannusetu on huomattava: koko talon haihdutusjäähdytin kuluttaa tyypillisesti 75-80 % vähemmän sähköä kuin vastaavan jäähdytyskapasiteetin omaava jäähdytysjärjestelmä.
| tekijä | Haihdutusjäähdytin (Swamp Cooler) | Jäähdytysilmastointilaite |
|---|---|---|
| Jäähdytysmekanismi | Veden haihtuminen | Höyrykompressiojäähdytys |
| Kosteusvaikutus | Lisää kosteutta ilmaan | Poistaa kosteutta (kuivaa) |
| Ilmaston sopivuus | Vain kuiva/kuiva ilmasto | Kaikki ilmastot |
| Tuuletusvaatimus | Ikkunoiden/tuuletusaukkojen on oltava auki | Toimii suljetuissa tiloissa |
| Energiankulutus | Matala (vain puhallinpumppu) | Korkea (kompressorituulettimet) |
| Kylmäaine vaaditaan | Ei | Kyllä |
| Asennuksen monimutkaisuus | Matalasta kohtalaiseen | Kohtalainen tai korkea |
| Yksikkö asennuskustannukset | Alempi | Korkeampi |
| Huolto | Pehmusteen vaihto, mineraalivaaka | Suodattimen puhdistus, kylmäainetarkastukset |
Haihdutusjäähdyttimien tyypit
Haihdutusjäähdytystuotteita on saatavana useissa eri rakennustyypeissä ja jäähdytysvaatimuksissa soveltuvina kokoonpanoina.
Suorat haihdutusjäähdyttimet
Yllä kuvattu tavallinen suonjäähdyttimen kokoonpano – ilma kulkee suoraan kosteiden tyynyjen läpi ja poistuu tilaan. Maksimaalinen jäähdytysteho, mutta myös maksimaalinen kosteuden lisäys. Sopii kuiviin ilmastoihin, joissa lisätty kosteus on enemmän hyödyllistä kuin ongelmallista. Saatavana kattoon asennettavana koko talon yksikkönä, ikkunayksikkönä ja kannettavina vapaasti seisovana yksikkönä.
Kaksivaiheiset (epäsuorat) haihdutusjäähdyttimet
Kaksivaiheinen haihdutusjäähdytin esijäähdyttää ensin tulevan ilman epäsuoran lämmönvaihtimen kautta – jossa haihduttaminen tapahtuu toissijaisessa ilmavirrassa, joka ei kosketa tuloilmaan – ja sitten ohjaa esijäähdytetyn ilman suoran haihdutusvaiheen läpi. Tuloksena on viileämpää tuloilmaa pienemmällä lisäkosteudella kuin suorassa järjestelmässä. Kaksivaiheisilla yksiköillä voidaan saavuttaa tehokas jäähdytys ilmastoissa, joissa suhteellinen kosteus on enintään 70–75 % , mikä laajentaa merkittävästi haihtuvan jäähdytyksen kannattavaa maantieteellistä aluetta verrattuna vain suoraan toimiviin yksiköihin.
Kanavat koko talon haihdutusjärjestelmät
Alueilla, joilla haihdutusjäähdytys on ilmastollisesti sopivaa, keskuskanavajärjestelmät jakavat jäähdytetyn ilman kaikkialle kotiin samojen kanavien kautta, joita käytetään lämmitykseen. Katolle asennettu yksikkö imee ulkoilmaa, ohjaa sen suurikokoisten haihdutustyynyjen läpi ja työntää jäähdytetyn ilman kanavan jakelujärjestelmään. Nämä järjestelmät on mitoitettu ilmavirtauskapasiteetin mukaan - nyrkkisääntö on 1-2 ilmanvaihtoa minuutissa talon kokonaistilavuudelle – ja vaativat ikkuna- ja ovi-aukkojen tarkoituksellista hallintaa ilmavirran ohjaamiseksi asuintilojen läpi ja kostean ilman poistamiseksi.
Haihduttavan jäähdyttimen huolto ja veden laatu
Haihdutusjäähdyttimen jatkuvat huoltovaatimukset ovat vaatimattomat, mutta niitä ei saa laiminlyödä. Koska järjestelmä kierrättää jatkuvasti vettä ja altistaa sen ilmalle, mineraalien kertyminen ja biologinen kasvu ovat kaksi ensisijaista ylläpitoongelmia.
Kova vesi kerää kalsium- ja magnesiumkarbonaattikiveä haihdutustyynyille ja pumpun osiin, kun vesi haihtuu ja mineraalit keskittyvät säiliöön. Kovan veden alueilla, säiliö on tyhjennettävä ja huuhdeltava viikoittain huippukäytön aikana, ja pehmusteet on tarkastettava kuukausittain ja vaihdettava vuosittain tai kun niissä on ilmavirtausta rajoittavaa merkittävää kalkkikertymää.
Säiliön seisova vesi on kasvuympäristö bakteereille ja leville. Yksikön käyttäminen vain tuulettimella säännöllisin väliajoin tyynyjen kuivaamiseksi, haihdutusjäähdyttimille hyväksytyn biosidikäsittelyn käyttäminen ja järjestelmän tyhjennys kokonaan jäähdytyskauden lopussa estää biologisen kertymisen ja laiminlyötyistä tyynyistä johtuvan ummehtunutta hajua, joka on "suon" alkuperä "suonjäähdyttimessä".
Nykyaikaiset selluloosajäykät materiaalityynyt kestävät 3-5 vuotta asianmukaisella huollolla verrattuna 1–2 vuodenaikaan vanhemmille haapakuitutyynyille. Kauden lopussa yksikön tyhjennys, puhdistus ja peittäminen estää kalkin kovettumisen talven aikana ja pidentää kaikkien kastuneiden osien käyttöikää.
