Kall befuktning | Användning av luftbefuktare för evaporativ kylning

En kallvattenluftbefuktare som genomför fördunstning av 100 kg vatten per timme i luften ger cirka 63 kW adiabatisk kylning och gör detta medan den drivs med mindre än 0,3 kW el.

Att kyla luften genom att utnyttja den adiabatiska effekten av vattenavdunstning från en luftbefuktare är betydligt mer energieffektivt, och därmed kostnadseffektivt, än att använda kompressordriven mekanisk kylning. Driftskostnaderna kan faktiskt bli upp till 80 % lägre.

Det betyder inte att evaporativ kylning kan ersätta kompressordriven kylning, eftersom effektiviteten beror på temperaturen och luftfuktigheten hos den luft som tillförs luftbefuktaren. Varm, torr luft kan ta upp mer fukt och har därför större kylkapacitet än kall, fuktig luft, som inte kan ta upp lika mycket.

Typer av kylare

Det finns två huvudtyper av kallvattenluftbefuktare och två huvudsakliga sätt att kyla med hjälp av dem. För det första finns det två typer av luftbefuktare: evaporativa och sprutande. En evaporativ luftbefuktare, såsom Condair ME, placeras i en kanal eller ett luftbehandlingsaggregat. Luftflödet strömmar genom en kontinuerligt fuktad evaporativ matris och absorberar fukt under tiden. Denna fördunstning kan orsaka en sänkning av lufttemperaturen med upp till 12 °C.

En sprutluftbefuktare använder antingen tryckluft eller högt tryck för att finfördela vattnet i luftströmmen, vilket ger samma adiabatiska kylning. Valet av vilken typ av kallvattenluftbefuktare som ska användas vid evaporativ kylning avgörs av ett antal faktorer, däribland luftbehandlingsaggregatets storlek och geometri, vilken regleringsnivå som krävs, vattnets hårdhet och fördunstningsbelastningen.

Dessa luftbefuktare kan användas både på tilluften och frånluften för att åstadkomma kylning. Genom att använda luftbefuktaren på tilluften uppnås en direkt kylningseffekt. Kylningseffekten beror på uteluftens temperatur och luftfuktighet, varför denna teknik främst används under de varmare månaderna i det brittiska klimatet.

Denna form av kylning har på senare tid använts i stor utsträckning i datacenter tillsammans med system för ”frånluftskylning”. Genom att ta in frisk luft för att åstadkomma kylning istället för att konditionera och återcirkulera den inre luften kan datacenter drivas utan mekanisk kylning upp till 70 % av året. När systemet används tillsammans med en evaporativ kylning och luftbefuktare kan dock driftsperioden för ett friluftskylningssystem utökas till 95 % av året. Detta innebär att de mekaniska kylaggregaten endast behöver vara i drift under de allra hetaste dagarna.

Värmeåtervinning från frånluften

Frånluften från ett ventilationssystem kan ofta användas för att kyla den inkommande luften med hjälp av en värmeväxlare. Om en evaporativ luftbefuktare placeras i frånluften före värmeväxlaren kan frånluften fuktas till mättnadspunkten, vilket sänker frånluftstemperaturen avsevärt.

Denna typ av frånluftskylning kan användas i vanliga kontor eller offentliga byggnader liksom inom tillverkningsindustrin.

Fördelar med befuktning

Förutom fördelarna med kostnadseffektiv kylning erbjuder adiabatiska luftbefuktare även alla fördelar med korrekt luftfuktighetsreglering. För kontor och offentliga lokaler innebär detta en hälsosam atmosfär som inte uttorkar de anställda, främjar damm och luftburna infektioner eller orsakar problem med statisk elektricitet. Adiabatiska luftbefuktare uppnår detta till en bråkdel av driftskostnaderna jämfört med elektriska ångbefuktare.

En typisk elektrisk ångbefuktare som tillför 100 kg fukt per timme till ett luftbehandlingsaggregat och som har en drifttid motsvarande 1 129 timmar per år på full effekt skulle förbruka cirka 84 643 kWh el per år. En adiabatisk luftbefuktare med samma kapacitet skulle endast förbruka 553 kWh, vilket är mindre än 1 % av en elektrisk ångbefuktares förbrukning.

I vissa tillämpningar där endast befuktning krävs och man inte vill ha den kylning som kallvattenluftbefuktare medför kan man integrera förvärmning i luftbehandlingsaggregatet för att motverka luftbefuktarens kylningseffekt. Eftersom gas ofta används för förvärmning erbjuder kallvattenluftbefuktare med gasförvärmning fortfarande betydande besparingar i form av lägre kostnader och mindre koldioxidavtryck jämfört med elektriska ångbefuktare, tack vare att gas är billigare än el.

I takt med att slutanvändarna strävar efter att minska energikostnaderna och det koldioxidavtryck som är förknippat med deras verksamhet används allt fler kallvattenluftbefuktare för att tillhandahålla kostnadseffektiv och miljövänlig kylning och befuktning. I takt med att konstruktörer, konsulter och tillverkare av luftbehandlingsaggregat utforskar möjligheterna med adiabatisk kylning kommer denna trend sannolikt att öka ytterligare.