Indirektno evaporativno hlađenje

Kompresorski sistemi se koriste preko 100 godina i zbog toga se proizvode u velikim serijama uz mnoge prednosti: dobra stabilnost rada, niska cena, dug radni vek i relativno dobra efikasnost (COP=2-4). Ipak, ovaj sistem ima važne nedostatke, a osnovni je velika potrošnja energije kompresora. Zbog toga ova tehnologija ne može da se smatra održivom, niti povoljnom za ljudsko okruženje.

 

Hlađenje adsorbcijom i absorpcijom kao alternativa kompresorskim sistemima uklanja potrebu za velikom energijom za kompresore, ali dodaje zahtev za vodom ili parom visoke temperature.

Absorpcioni sistem, slika 2, sadrži absorber vlage, regenerator, kondenzator, isparivač, EXV i cevovod. Ovaj sistem absorbuje toplotu na jednoj strani (isparivač) da bi omogućio hlađenje medijuma (vazduh ili voda) i izbacivanje absorbovane toplote na drugoj strani (kondenzator) u isto vreme;

U isto vreme absorber i generator u kombinaciji rade kao termički kompresor sistema. Zbog potrebe za skupim hemijskim rastvorima, ova konfiguracija je komplikovana, a troškovi visoki.

Adsorbcioni sistem ima sličnu konstrukciju, ali koristi točak za odvlaživanje kao zamenu za absorber i generator, gde se kao čvrst odvlaživač koristi Silikatni gel, Zeolit ili Polimer. I absorcija i adsorpcija traže toplotu za rad pa su pogodni samo tamo gde postoji izvor toplote. Ovi sistemi imaju relativno nizak COP=0.4-1.2, što vodi velikoj upotrebi toplotne energije. Uz to relativno komplikovan sistem sa komponentama pod pritiskom smanjuje njihovu privlačnost za korisnike.

Tokom prošlih decenija, EH koje koristi princip isparavanja vode za absorpciju toplote dobilo je na popularnosti u kondicioniranju vazduha, zbog proste strukture i dobre upotrebe prirodne energije (latentne toplote vode) koja postoji u ambijentu. To vodi ka COP=15-20, što je značajno više u odnosu na pomenute sisteme.

Najveći problem tehnologije IEH leži u visokoj zavisnosti od ambijentalnih uslova. Pogonska sila ovde je WBD procesnog vazduha. Ova razlika je u vlažnim i umerenim klimama vrlo mala što ograničava kapacitet sistema rashlade. Pored toga, nestabilnost okolnog vazduha (T/RH) takođe vodi ka nestabilnom radu sistema IEH. U tabeli 1 data su poređenja pomenutih sistema kondicioniranja vazduha.

Da bi shvatili performanse, trenutni status, prednosti i mane IEH, i da bi odredili teškoće i prepreke koje su ostale pred ovim sistemom, i našli staze ka unapređenju rada, urađena je sveobuhvatne analiza sistema IEH. Pored toga, ukazano je na teme budućih istraživanja i tržišni potencijal sistema IEH.

Istorija i status

Zbog jasne prednosti IEH nad DEH tj da nema dodavanja vlage vazduhu, čime se postiže higijena vazduha, ova vrsta hlađenja je bila u fokusu i doživela brz razvoj poslednjih decenija. Sa istraživačke tačke gledišta fokus je bio na: (1) kompjuterskom modelovanju izmenjivača toplote; (2) optimizaciji geometrije i rada izmenjivača toplote; (3) analizi performansi sistema po pitanju energetske efikasnosti; (3) COP; (4) termičkim otporima, hvatačima i disipatorima vlage; (5) laboratorijskom i terenskom testiranju izmenjivača i kompletnog sistema IEH; (6) proučavanju metoda koje omogućavaju efikasno kondicioniranje zgrada upotrebom IEH i drugih sistema rashlade; (7) ekonomskoj i analizi faktora životne sredine.

U poslednje vreme razvijen je novi sistem IEH nazvan hlađenje na tački kondenzacije, gde je moguće spoljni vazduh ohladiti ispod tačke vlažne sonde ulaznog vazduha i prići odgovarajućoj tački kondenzacije, što se smatra prodorom u odnosu na standardne DIE sisteme hlađenja.