A víz a természet egyik legerősebb hűtőközege. Az Oxycom innovatív rendszerei maximálisan kihasználják ezt az egyedülálló tulajdonságot, és a víz elpárologtatásával hűtenek. Ebben a blogban elmagyarázzuk, hogy a víz miért kiváló alternatívája a hagyományos légkondicionálásban használt, ózonlebontó R-22 hűtőközegnek, és hogyan működik a vízalapú hűtés. Továbbá statisztikákat mutatunk a fenntarthatósági előnyökről és a megtakarított CO₂-kibocsátásról.
Miért a víz?
A hűtőközegek a légkondicionálók, hőszivattyúk és hűtőrendszerek munkafolyadékaként működnek, mivel hőt vesznek fel és adnak le, miközben egy zárt hűtési ciklusban folyamatos fázisátmeneteken mennek át a gáz halmazállapot és a folyadék halmazállapot között.
Az R-22 (hidroklórfluor-szénhidrogén vagy HCFC) sokáig a légkondicionáló rendszerekben leggyakrabban használt hűtőközeg volt, de manapság egyre inkább kivonják a forgalomból, mivel ózonlebontó hatású. Ehelyett egyre népszerűbbek a klórmentes helyettesítő anyagok, elsősorban a fluorozott szénhidrogének (HFC-k), mint például az R-410A, az R-407C és az R-134a.
A víz is egy, a sokféle rendelkezésre álló hűtőközeg közül, saját egyedi tulajdonságokkal és hűtőközegszámmal (R718). Szigorúan véve a párologtató hűtési technológia is vizet használ hűtőközegként, de ahelyett, hogy egy zárt ciklusú rendszerben ismételten elpárologtatnák és kondenzálnák, folyamatosan párologtatják, ezáltal hűtve és párásítva egy légáramot.
A víz kiválóan alkalmas erre a célra, mivel a természet egyik legerősebb hűtőközege, rendkívül magas látens párolgási hővel (2501 kJ/kg 0 °C-on). Így a víz 1 L/h sebességgel történő elpárologtatása 695 W hűtőteljesítményt termel.
Hagyományos hűtési technológia
A gőzkompressziós légkondicionálás a legszélesebb körben alkalmazott technológia a lakossági, kereskedelmi és ipari célokra használt légkondicionáló, hőszivattyús és hűtőrendszerek esetében. Ezek a rendszerek négy fő komponensből állnak, amelyeken keresztül a hűtőközeget egy zárt ciklusban szivattyúzzák:
- A kompresszor adiabatikusan összenyomja a gáznemű hűtőközeget, ezáltal növeli annak nyomását és hőmérsékletét.
- A kondenzátortekercs lehetővé teszi, hogy a gáznemű hűtőközeg állandó nyomáson folyékony állapotba kondenzálódjon, és ezáltal hőt adjon le a környezetének.
- A tágulási szelep hatására a folyékony hűtőközeg kitágul, ezáltal csökkentve annak nyomását és hőmérsékletét.
Az elpárologtató tekercs lehetővé teszi, hogy a folyékony hűtőközeg állandó nyomáson gáz halmazállapotúvá párologjon, ezáltal hőt vesz fel a környezetéből.
Párologtató hűtési technológia
A párologtató hűtés folyamán egy telítetlen levegőáram közvetlen érintkezésbe kerül egy nedves felülettel. A nedves felületet körülvevő határréteg természetesen vízgőzzel telített. Ahogy a telítetlen levegő a határréteg mentén áramlik, a vízgőz a gőz koncentrációjának különbsége miatt a légáramba diffundál. A határréteg vízgőztartalma ezután a víz adiabatikus párolgása révén visszaáll a természetes telített állapotba. A víz fázisátalakulásához szükséges látens hőt a légáram érzékelhető hőjéből vonják el, ami alacsonyabb léghőmérsékletet eredményez.
Az elérhető legalacsonyabb hőmérséklet a levegő nedves hőmérsékletének felel meg, de a gyakorlatban a korlátozott hatásfok miatt ez valamivel magasabb. A telítési hatásfok vagy nedves hőmérséklet hatásfok a ténylegesen elért hőmérsékletcsökkenés és a maximálisan lehetséges hőmérsékletcsökkenés hányadosa.
Villamosenergia-termelés
Mielőtt megvizsgálnánk a párologtató hűtés és a hagyományos hűtés közötti energiahatékonysági különbséget, nézzük meg, mennyibe kerül az energiatermelés. Különböző típusú tüzelőanyagok állnak rendelkezésre, amelyeket az erőművek felhasználhatnak az áramtermeléshez. A Közel-Keleten és a világ számos más részén például kőolajat és földgázt használnak, ezáltal hatalmas mennyiségű CO₂-t bocsátanak ki. Az erőműveknek vízre is szükségük van az áramtermeléshez, amelyet elsősorban hűtésre használnak. Az olajjal működő erőművek például 2,33 liter vizet fogyasztanak, és 0,76 kg CO₂-t bocsátanak ki a termelt villamos energia kWh-jára vetítve.
Párologtató hűtés a hagyományos hűtéssel szemben
Összehasonlító számításokat végeztünk mind a párologtató hűtés, mind az azonos hűtőteljesítményt biztosító hagyományos légkondicionáló technológia esetében. A párologtató hűtést óránként 1 liter víz tetszőleges elpárolgási sebességével választották alapesetnek, ami 695 W hűtőteljesítménynek felel meg. A villamos energiát feltételezhetően olajjal működő erőművekben állítják elő. A párologtató hűtőkben használni kívánt víznek lehetőleg ivóvíz minőségűnek kell lennie. A fordított ozmózissal történő sótalanításhoz általában körülbelül 4 kWh elektromos energiára van szükség köbméterenként.
Következtetés
Ha csak a puszta hűtési szempontot vesszük figyelembe, a hagyományos gőzkompressziós légkondicionáló technológia helyett a párologtató hűtési technológia használata több mint 98%-kal csökkenti a villamosenergia-fogyasztást és a CO₂-kibocsátást.
A párologtató hűtési technológia eleve vizet igényel a párologtatáshoz, de a meglévő gőzkompressziós légkondicionáló rendszerek közvetve maguk is jelentős mennyiségű vizet fogyasztanak. Ezért a párologtató hűtési technológia egyre szélesebb körű alkalmazása kisebb hatással lesz a globális vízfogyasztásra, mint azt várnánk.
Tudja meg, hogyan használjuk a vizet hűtőközegként innovatív IntrCooll rendszerünkben:
