Испарительное охлаждение - теория и практика

         Явление охлаждения вследствие испарения воды настолько естественно, что, сталкиваясь, не замечаем его. Отличительной особенностью этого процесса является его нетребовательность каких-либо усилий по охлаждению. Так, совершенно естественным образом, воздух вблизи побережья или даже фонтана почему-то более прохладен, чем воздух на значительном удалении от воды. Более того, наши предки, не знавшие роскоши использования кондиционеров до недавнего времени, спасались от зноя жаркими летними днями занавешиванием окон влажной тканью. Испарение воды с ее поверхности, а также воздух, проходящий сквозь этот влажный «фильтр», приносили в комнату заметное облегчение. Причем, процесс не требовал никакой дополнительной работы и даже не расходовал электричества.

         Искушенные в вопросах термодинамики, конечно, помнят, что процесс испарительного охлаждения (впрочем, как и ряд других процессов) хорошо «проиллюстрирован» на номограмме влажного воздуха Рамзина (Молье, i-d-диаграмме). Понижение температуры воздуха происходит не за счет работы холодильной машины, а в результате фазового перехода воды в воздух (испарения), сопровождающегося поглощением (тепловой) энергии из окружающей среды. Неудивительно, что столь полезное природное явление, как испарительное охлаждение не могло остаться незамеченным пытливым инженерным умом. И вот, сегодня охладители испарительного типа уже широко используются во благо человечеству.

         Конструкция типичного испарительного охладителя проста и служит осуществлению естественного процесса.

Горячий сухой воздух всасывается вентилятором охладителя, пропускается через мокрую пластину и нагнетается в выпускное отверстие (воздуховод) уже увлажненным с пониженной температурой. До какой же температуры можно охладить помещение, в результате процесса испарительного охлаждения? Разумеется, охлаждающая способность этого процесса не безгранична и зависит от исходной температуры и влажности окружающего воздуха.

         Минимальное значение температуры, которого можно достичь за счет испарения при адиабатном процессе, лежит на пересечении линии, параллельной энтальпии, опущенной из точки с исходными значениями температуры и влажности с линией 100%-й влажности. Данная температура называется температурой мокрого термометра. Для простоты восприятия значения температур максимального охлаждения, в зависимости от температуры и влажности окружающей среды, собраны в таблицу.

         Испарительное охлаждение в сочетании с вытяжной вентиляцией (как принудительной, так и естественной) обеспечивает комфортные условия деятельности и отдыха людей в больших помещениях, как производственного, так и бытового назначений.

         Маленькая «хитрость» большого успеха в создании комфортных климатических условий за счет испарительного охлаждения заключается в снижении уровня ощущаемого тепла, даже при незначительном снижении температуры. Убедительным подтверждением тому может служить вышеприведенный пример нашего комфортного самочувствия в жаркий день на берегу моря. Процесс испарительного охлаждения характеризуется низкими энергетическими затратами и высокими экологическими параметрами.

Вот, почему интерес общества к нему с каждым годом растет, вытесняя из обихода дорогостоящие и энергоемкие компрессорные установки.