Kako delujejo evaporativni kondenzatorji

 

 

Celoten operacijski sistem je sestavljen iz treh neodvisnih, a medsebojno povezanih krogov: krogotok hladilnega sredstva, krogotok vode in konvekcijski krog, ki delujejo v tandemu za vzdrževanje stalne izmenjave toplote.

 

 

Kar zadeva strukturno razporeditev, je oprema razporejena od spodaj navzgor, kot sledi: spodnji bazen za zbiranje vode, obtočna vodna črpalka, reže za dovod zraka, kondenzacijske tuljave, pršilni cevovodi, visoko{0}}učinkoviti eliminatorji vode in zgornji aksialni ventilatorji.

 

Ohišje enote jezatesnjen s proti-korozijskimi aluminiziranimi ploščami iz pocinkanega jekla, medtem ko so tuljave večinoma narejene iz vroče-pocinkanih eliptičnih cevi ali cevi iz nerjavečega jekla za razširitev kontaktne površine vodnega filma in zmanjšanje odpornosti na prenos toplote.

 

Ta integrirana enota odpravlja potrebo po zunanjih hladilnih stolpih, cevovodih za hladilno vodo in vmesnih rezervoarjih za vodo, kar močno poenostavlja cevovode za hlajenje in zmanjšuje izgube pri prenosu toplote.

 

Prvi krog je proces izmenjave toplote hladilnega sredstva. Pregreta para hladilnega sredstva pri visoki temperaturi in tlaku, ki jo izpušča kompresor, vstopi v snop tuljav skozi zgornjo odprtino za dovod zraka kondenzacijskih tuljav in počasi teče navzdol vzdolž tuljav.

 

Visoko{0}}temperaturno hladilno sredstvo nenehno sprošča kondenzacijsko toploto navzven skozi stene kovinske cevi, pri čemer njegova temperatura postopoma pada.

 

Pretvori se iz pregrete pare v nasičeno paro in se z neprekinjenim sproščanjem toplote nadalje utekočini v tekoče hladilno sredstvo pri nizki-visokem{1}}temperaturi. Končno tekoče hladilno sredstvo priteče iz odprtine za tekočino na dnu tuljav in se dostavi v sprejemnik tekočine, da se zaključi kritična fazna sprememba v hladilnem ciklu.

 

Nagnjena zasnova tuljav preprečuje stagnacijo tekočega hladilnega sredstva v ceveh,zagotavlja gladek pretok tekočinein izboljša stabilnost izmenjave toplote.

 

Drugi tokokrog je sistem za kroženje pršilne vode, ki deluje kot osrednji medij za absorpcijo toplote. Bazen za zbiranje vode na dnu hrani krožečo hladilno vodo.

 

Ustrezna obtočna črpalka neprekinjeno dovaja vodo v glavno pršilno cev na vrhu enote. Fine šobe enakomerno pršijo vodo navzdol, da tvorijo neprekinjen, enoten tanek vodni film, ki v celoti pokriva zunanjo površino vsake kondenzacijske tuljave.

 

Potem ko absorbira toploto, ki jo hladilno sredstvo vodi skozi stene cevi, je vodni film podvržen dvema fizikalnima spremembama: del vode absorbira ogromno latentne toplote in izhlapi v paro, ki odnese večino toplote. Neuparjeno toplovoda kaplja po tuljavah, prehaja skozi spodnje območje dovoda zraka in je podvržen sekundarnemu občutnemu toplotnemu hlajenju s svežim-zrakom nizke temperature.

 

Po znižanju temperature teče voda nazaj v zbirni bazen za ponovno-kroženje in ponovno -pršenje s črpalko. Vgrajen-plavajoči ventil v bazenu samodejno dopolnjuje vodo, da izravna izgube zaradi izhlapevanja;prelivna odprtina stabilizira nivo vode, spodnji izpihovalni ventil pa redno odstranjuje vodni kamen in nečistoče, kar zagotavlja kakovost vode in neovirano pršenje.

 

Tretji tokokrog je sistem prisilne konvekcije zraka, katerega naloga je odvajanje vroče vlažne pare. Zgornji ventilator z aksialnim tokom vzdržuje neprekinjen odvod zraka. Suh in hladen zunanji zrak teče navzgor v nasprotnem toku skozi kondenzacijske tuljave iz spodnjih odprtin za dovod zraka z lamelami, pri čemer tvori protitočno izmenjavo toplote z navzdol-tečečim vodnim filmom, da močno poveča temperaturno razliko prenosa toplote in poveča učinkovitost izmenjave toplote.

 

Pretočni zrak neposredno hladi toplo vodo na površinah tuljave, medtem ko prenaša vodno paro, ki nastane zaradi izhlapevanja vodnega filma, navzgor. Themešan vroč vlažen zraks fino vodno meglico potuje skozi vodne eliminatorje, opremljene z več-slojnimi prepognjenimi pregradami, ki prestrežejo drobne vodne kapljice, zajete v zraku.

 

Ujeta voda teče nazaj v zbirni bazen, kar drastično zmanjša izgubo vode zaradi odnašanja vode, ventilator pa na prosto odvaja le nasičen vroč, vlažen zrak. Standardna obratovalna hitrost vetra je nadzorovana pri 3–5 m/s, da se uravnoteži učinkovitost izmenjave toplote in poraba energije ventilatorja, s čimer se prepreči kopičenje hlapov in povišana temperatura kondenzacije, ki jo povzroča prenizka hitrost vetra.

 

 

 

Osnovno načelo izmenjave toplote enote je v kombiniranem prenosu zaznavne in latentne toplote, kar jo razlikuje od zračno-hlajenih kondenzatorjev, ki toploto odvajajo izključno prek zaznavne toplote zraka.

 

Voda se ponaša z izjemno visoko latentno toploto izparevanja: izhlapevanje 1 kilograma vode odstrani približno 676 kilokalorij toplote, kar daleč presega zaznavno toploto, ki jo absorbira segrevanje vode pri običajni-temperaturi.

 

Posledično se lahko kondenzacijska temperatura izparilnih kondenzatorjev približa temperaturi mokrega termometra okolja, 5–10 stopinj nižje kot prizračno{0}}hlajeni sistemi, kar izrazito poveča učinkovitost delovanja kompresorja. Vsak padec temperature kondenzacije za 1 stopinjo zmanjša porabo energije hladilne enote za približno 3 %.

 

Med polnim delovanjem trije tokokrogi tečejo brez{0}}sinhrono: razpršena voda nenehno absorbira toploto in uparja, svež zrak nenehno odnaša vodno paro, hladilno sredstvo pa se utekočini, medtem ko sprošča toploto, kar tvori zaprt{1}}krog neprekinjenega cikla izmenjave toplote.

 

V primerjavi s tradicionalnimi razdeljenimi vodnimi hladilnimi sistemi izhlapevalni kondenzatorji porabijo le polovico volumna vode, odpravljajo vmesne toplotne izgube v cevovodih in zavzemajo manjši odtis. V primerjavi z zračno{1}}hlajeno opremo je njihova učinkovitost izmenjave toplote več kot trikrat višja z vrhunsko stabilnostjo delovanja pri visokih-temperaturnih pogojih.

 

Ustrezna regulacija tlaka pršilne vode, hitrosti vrtenja ventilatorja in kakovosti vode omogoča dolgoročno-stabilna visoko{0}}učinkovita izmenjava toplotein zniža splošne stroške delovanja in vzdrževanja sistema.