خنککاری تبخیری (evaporative cooling) به معنی خنک کردن هوا و یا آب به وسیله تبخیر آب میباشد. سیستم سرمایش تبخیری از آنتالپی تبخیر زیاد آب استفاده میکند. دمای هوای خشک میتواند به وسیله انتقال فاز از آب مایع به بخار آب (تبخیر) به میزان بسیاری کاهش یابد و میتواند هوا را با استفاده از انرژی بسیار کمتری نسبت به تبرید کاهش دهد.
کولر آبی (evaporative coolers)، ایر واشرها (air washers) و برج خنک کن تر (wet cooling towers) از اصول خنککاری تبخیری استفاده میکنند و برای اهداف مختلفی از جمله سرمایش مستقیم هوا در داخل یک ساختمان، افزایش راندمان به وسیله خنک کردن کویلهای یک کولر گازی بزرگ و یا یک سیستم تبرید، سرد کردن آب خنککن یک پلانت صنعتی و غیره طراحی میشوند.
طرحهای خنککاری تبخیری
بیشتر طرحها از این واقعیت استفاده میکنند که آب یکی از بالاترین آنتالپیهای تبخیر در بین تمام مواد را دارد. به این دلیل کولرهای آبی تنها درصدی از انرژی مصرفی سیستمهای تهویه مطبوع تبرید تراکمی بخار و یا جذبی را مصرف میکنند. متاسفانه به جز در آب و هوای بسیار خشک، خنککاری تک مرحلهای (مستقیم) میتواند رطوبت نسبی را تا حدی بالا ببرد که باعث ناراحتی ساکنین میشود. خنککاری آبی غیر مستقیم و دو مرحلهای، رطوبت نسبی را پایین نگه میدارد.
خنککاری تبخیری مستقیم (direct evaporative cooling) یا خنککاری مدار باز (open circuit cooling): برای کاهش دمای هوا از گرمای نهان تبخیر استفاده میکند که باعث تغییر آب مایع به بخار آب میشود. در این فرآیند انرژی هوا تغییر نمیکند. هوای خشک و گرم به هوای خنک و مرطوب تغییر میکند. از حرارت هوای خارج برای تبخیر آب استفاده میشود. رطوبت نسبی به 70 تا 90 درصد افزایش مییابد. هوای مرطوب را باید به طور پیوسته خارج کرد، در غیر این صورت هوا اشباع و تبخیر متوقف میشود.
خنککاری تبخیری غیر مستقیم (indirect evaporative cooling) یا خنککاری مدار بسته (closed circuit cooling): مشابه با خنککاری تبخیری مستقیم است اما از نوعی مبدل حرارتی (heat exchanger) استفاده میکند. هوای مرطوب سرد هرگز در تماس مستقیم هوای تهویه قرار نمیگیرد. جریان هوای مرطوب به خارج تخلیه میشود و یا برای خنک کردن سایر دستگاههای خارجی مانند سلولهای خورشیدی (solar cells) که در صورت خنک نگه داشته شدن کارآمدتر میشوند، مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از سازندگان کولر غیر مستقیم با استفاده از به اصطلاح سیکل مایسوتسنکو (Maisotsenko cycle) که از مبدل حرارتی تکرار شونده (چند مرحلهای) استفاده میکند که میتواند دما را به زیر دمای حباب مرطوب کاهش دهد. در حالی که هیچ رطوبتی به هوای ورودی اضافه نمیشود، رطوبت نسبی با توجه به فرمول دما-رطوبت نسبی افزایش کمی مییابد. با این حال، هوای نسبتا خشک ناشی از سرمایش تبخیری غیر مستقیم اجازه میدهد تا تعریق ساکنان آسانتر انجام شود و در نتیجه اثربخشی این روش افزایش مییابد.
کولر آبی (evaporative coolers)، ایر واشرها (air washers) و برج خنک کن تر (wet cooling towers) از اصول خنککاری تبخیری استفاده میکنند و برای اهداف مختلفی از جمله سرمایش مستقیم هوا در داخل یک ساختمان، افزایش راندمان به وسیله خنک کردن کویلهای یک کولر گازی بزرگ و یا یک سیستم تبرید، سرد کردن آب خنککن یک پلانت صنعتی و غیره طراحی میشوند.
طرحهای خنککاری تبخیری
بیشتر طرحها از این واقعیت استفاده میکنند که آب یکی از بالاترین آنتالپیهای تبخیر در بین تمام مواد را دارد. به این دلیل کولرهای آبی تنها درصدی از انرژی مصرفی سیستمهای تهویه مطبوع تبرید تراکمی بخار و یا جذبی را مصرف میکنند. متاسفانه به جز در آب و هوای بسیار خشک، خنککاری تک مرحلهای (مستقیم) میتواند رطوبت نسبی را تا حدی بالا ببرد که باعث ناراحتی ساکنین میشود. خنککاری آبی غیر مستقیم و دو مرحلهای، رطوبت نسبی را پایین نگه میدارد.
خنککاری تبخیری مستقیم (direct evaporative cooling) یا خنککاری مدار باز (open circuit cooling): برای کاهش دمای هوا از گرمای نهان تبخیر استفاده میکند که باعث تغییر آب مایع به بخار آب میشود. در این فرآیند انرژی هوا تغییر نمیکند. هوای خشک و گرم به هوای خنک و مرطوب تغییر میکند. از حرارت هوای خارج برای تبخیر آب استفاده میشود. رطوبت نسبی به 70 تا 90 درصد افزایش مییابد. هوای مرطوب را باید به طور پیوسته خارج کرد، در غیر این صورت هوا اشباع و تبخیر متوقف میشود.
خنککاری تبخیری غیر مستقیم (indirect evaporative cooling) یا خنککاری مدار بسته (closed circuit cooling): مشابه با خنککاری تبخیری مستقیم است اما از نوعی مبدل حرارتی (heat exchanger) استفاده میکند. هوای مرطوب سرد هرگز در تماس مستقیم هوای تهویه قرار نمیگیرد. جریان هوای مرطوب به خارج تخلیه میشود و یا برای خنک کردن سایر دستگاههای خارجی مانند سلولهای خورشیدی (solar cells) که در صورت خنک نگه داشته شدن کارآمدتر میشوند، مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از سازندگان کولر غیر مستقیم با استفاده از به اصطلاح سیکل مایسوتسنکو (Maisotsenko cycle) که از مبدل حرارتی تکرار شونده (چند مرحلهای) استفاده میکند که میتواند دما را به زیر دمای حباب مرطوب کاهش دهد. در حالی که هیچ رطوبتی به هوای ورودی اضافه نمیشود، رطوبت نسبی با توجه به فرمول دما-رطوبت نسبی افزایش کمی مییابد. با این حال، هوای نسبتا خشک ناشی از سرمایش تبخیری غیر مستقیم اجازه میدهد تا تعریق ساکنان آسانتر انجام شود و در نتیجه اثربخشی این روش افزایش مییابد.
آخرین ویرایش: