15 Июнь

Физика процесса испарительного охлаждения воздуха.

Оцените материал
(0 голосов)

Почему испаряющийся водяной туман охлаждает воздух.   Для любознательных.

 

Испарительные  аэрозольные охладители воздуха используют физический  принцип охлаждения - понижение температуры воздуха при испарении воды, т.е. фазового перехода из жидкого состояние в парообразное . Это явление широко распространено в природе и Вы его неоднократно испытывали на себе как в холодный период - "сырой" холодный осенний ветер,  так и в летний период - прохлада в жаркий полдень  идущая от  водоема.

В основе охлаждения водяным туманом лежит физичесий процесс поглощения энергии испаряющимися каплями воды, т.е.  энергии тепла из воздуха. Распыляя мельчайший водяной туман мы охлаждаем воздух без применения энергии извне. Т.е. энергия теплого воздуха просто переходит в энергию влаги, которая больше ощущается как прохлада. Аналогичный эффект наблюдается у водоема, фонтана, моря в жаркую сухую погоду.  Сухой горячий ветер  обдувает капли или поверхность воды превращается в живительную прохладу, дающую бодрость и силы. Наглядный эксперемент - окунули палец в воду и подули на него, почувствуете охлаждение.

Особенность  применения  принципа испарительного  охлаждения воздуха.

 

     Испарительное охлаждение "работает" только при определенных климатических условиях - сухой и жаркий климат. Там где климат жаркий и влажный , эффективность таких систем значительно снижается. Т.е. чем выше  влажность приточного  воздуха до его влажнения , тем хуже испарится водяной туман, и менее заметен эффект охлаждения.  Т.е. в теплом  влажном воздухе помещения эффективность испарительного охлаждения невелика. Поэтому  есть требования по воздухообмену в помещении. Обязательное условие - наличие притока внешнего сухого воздуха. С наглухо закрытыми окнами помещения эта система не  работает (вернее работает некоторое время, покуда влажность не повысится до дискомфортной). 

Хорошо работает испарительное охлаждение  на открытых площадках, либо в проветиваемых помещениях, когда снаружи приходит сухой влажный воздух и смешиваясь с мельчайшим водяным туманом достигается комфотное состояние прохлады.

Отличие аэрозольного охладителя "Вдох-Нова"  от испарительных охладителей на основе пористых материалов.

 

1. В основе некоторых  испарительных охладителей лежит принцип обдува сильным потоком воздуха постоянно увлажненной поверхности (п т.е. остоянно смачиваемой). При этом поток воздуха забирает влагу из пористого материала и отдает ее воздуху , при этом  воздух охлаждается. Побочный эффект - шум, от вентилятора большой мощности , достигающей 0,5 - 2 кВт. , поскольку  вентилятор должен быть способен продавить поток воздуха через (поверх)  пористый материал. В  аэрозольном охладителе "Вдох-Нова", влага вносится в воздух в виде мельчайших капель образующихся из форсунок под высоким давлением.

2. В испарительных охладителях вентилятор должен обеспечить кратность воздухообмена 20-30. (Для примера, по нормам СНИП кратность воздуха в офисном помещении должна быть  3, в жилом - более 1.) Именно при этом обеспечиваются высокие результаты по охлаждению, для того  чтобы поток воздуха мог испарить необходимое количество влаги.  Производительность подобных систем - от 5 000 до 20 000 кубов воздуха в час и более.   Именно этим частично обеспечивается и дополнительный эффект охлаждения - охлаждения воздушным потоком , который обдувая влажный кожный покров и одежду человека,  забирает у тела его естественное тепло. На таком принципе построено  охлаждение  обычныех вентиляторов. Однако, беспредельно увеличивать скорость обдува воздухом человека нельзя. Сильный поток воздуха НЕ КОМФОРТЕН, поэтому, необходимо придерживаться правил нахождения человека у испарительного охладителя.

Физика  работы  аэрозольного  испарительного  охладителя воздуха. Упрощенное понимание Энтальпии. 

Воздух имеет определенную внутреннюю  энергии – энтальпию. Энтальпия Е  состоит из энергии (температуры) сухого воздуха -  Т и энергии растворенного в нем водяного пара - Н .  Е = Т (температура)  + Н (влага)

  Если мы забираем энергию из воздуха помещения кондиционером (и "выбрасываем" за окно)  , то мы энтальпию Е  уменьшаем (т.е. уменьшаем Т ) - т.е. перекачиваем энергию из комнаты за окно .  Если воздух Т нагреваем каллорфером, то энтальпию Е увеличиваем (т.е. закачиваем энергию от электричества ТЭНа или др.)  И тот и другой процесс требует расхода энергии.

В  испарительном охладителе энергия (энтальпия Е)  воздуха не меняется. Это изоэнтальпийный процесс.        

 Е = Т+Н =   CONSTANTA   в таком случае если Н растет (вводим влагу)  то Т (температура) будет уменьшаться при неизменной Е.

Этот физический трюк работает только в узких климатических пределах, т.е. Н  безпредельно  нельзя увеличивать - воздух не может впитать много влаги, и есть границы комфортного состояния человека - подняли влажность с 30% до 65% - хорошо, но не выше. Поэтому есть предел охлаждения таким способом, который зависит от того - какая погода за окном.

Последнее изменение Воскресенье, 15 Июнь 2014 20:08

Контакты

 

phone icon1  +380 (44) 221-25-20

iphone 64  +380 (50) 964-68-02

mail box    Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

simplegeo-img-7 Украина

г.Киев, ул. Соломенская 3

 

Способы доставки

icon-in-time

Новая Почта

icon-nova-poshta

ИнТайм

И Другие....