Racirea adiabatica indirecta este o tehnica de racire care, desi este aproape la fel de veche ca si racirea evaporativa directa, a inceput sa intre in atentia lumii stiintifice abia in anii 2000 cand, emigrand in Statele Unite, unde a putut sa-si continue cercetarile, savantul ucrainean Prof. Dr. Valeriy Maisotsenko a descoperit o metoda noua si revolutionara de racire a aerului folosind evaporarea apei. Dupa peste 25 de ani de studiu al fenomenelor termodinamice, Maisotsenko a propus un ciclu termodinamic nou, care ii poarta dealtfel numele – M Cycle. Inventia a fost atat de revolutionara incat presa de specialitate din Statele Unite mentiona ca:
„Ciclul termodinamic Maisotsenko (M-Cycle) este atat de fundamental diferit incat schimba sau îmbunătățește tot ceea ce se cunoaște și s-a dezvoltat în ultimii 200 de ani! Este o fizică nouă, sau mai exact o mai bună înțelegere a acesteia, care conduce la aplicații practice mai bune!
Este comparabila cu momentul trecerii omenirii „de la cal la motor!”
Daca racirea adiabatica directa (DEC) poate produce racirea aerului aducand-ul foarte aproape de temperatura bulbului umed, adaugand umiditate aerului racit, tehnica propusa de Maisotsenko permite racirea aerului sub aceasta temperatura, fara a adauga umiditate, lucru care pana atunci nu era posibil decat folosind detenta directa (adica compresor si freon)! Profesorul a fost dealtfel si primul care a reusit sa construiasca prima unitate de racire bazata pe procesul termodinamic inventat de el, care se bazeaza pe o constructie ingenioasa a unui schimbator de caldura prin care aerul trece in curent incrucisat (crossflow) printr-o alternare de canale umede sau uscate. Acest schimbator revolutionar a facut obiectul unui brevet de inventie. Unul din cele peste 300 ale profesorului Maisotsenko. Mai tarziu, prototipul care a functionat mai intai in propria lui casa, a devenit Coolerado, fiind recunoscuta ca cea mai eficienta unitate de racire vanduta vreodata in Statele Unite.
In 2004, Coolerado primeste premiul R&D 100, fiind selectat de juriul independent și de editorii Revistei R&D drept unul dintre cele mai importante 100 de produse tehnologice introduse pe piață.
Ciclul termodinamic M-Cycle a revolutionat industria climatizarii, desi aplicatiile lui nu se limiteaza doar la racirea aerului pentru a obtine confortul termic. Tehnica IDEC poate fi folosita pentru cresterea eficientei turbinelor pe gaz, prin racirea aerului de aspiratie, sau chiar in producerea apei potabile din lichide industriale sau din apa de mare. Sunt in faza de proiectare pilot noi turnuri de racire a apei. Tehnica este in studiu si pentru dotarea mijloacelor de transport ale viitorului.
Practic, racirea adiabatica indirecta bazata pe M-Cycle dovedeste ca poate obtine temperaturi apropiate de performantele aerului conditionat bazat pe freon, in ultimii ani incepand sa fie privita ca o alternativa redutabila la ciclul frigorific si pastrand caracteristicile de baza a tehnicii adiabatice: eficienta energetica ridicata, sustenabilitate, amprenta de carbon minima! Exista voci care o considera tehnologia de racire a viitorului, fiind o tehnologie verde, cu impact extrem de redus asupra mediului.
In 2015, Coolerado este achizitionat de Seeley International, care isi intareste astfel pozitia de lider mondial in tehnici de racire adiabatica. Cercetarea si inovatia continua, iar echipa de R&D a producatorului australian reuseste sa construiasca si sa puna pe piata mondiala o unitate de racire adiabatica indirecta care aduce un concept nou in domeniul climatizarii aerului – Hyper Efficiency!
Si asa intra in scena
Se numește Climate Wizard dintr-un motiv. Ciclul termodinamic care sta la baza unitatii de racire adiabatica indirecta este atat de unic si de inovator încât ar putea părea că sfidează legile fizicii, atingand niveluri incredibile de eficiență energetică. Seeley, spre deosebire de Maisotsenko, breveteaza un schimbator de caldura in counter-flow, pastrand eficienta schimbatorului inventat de profesor, dar fiind mai practic si mai usor de construit – Micro-Core®. Micro-Core® este o constructie ingenioasa formata dintr-o multitudine de canale umede si uscate unde doua fluxuri de aer isi transfera caldura unul altuia fara transfer de masa (fara transfer de umiditate).
Cum se produce racirea adiabatica indirecta
In acest video explicativ puteti vedea cum se produce racirea adiabatica indirecta intr-o unitate Climate Wizard. Aerul cald din exterior trece prin Micro-Core, un schimbător de căldură aer-aer cu mai multe cicluri, o constructie realizata din canale alternative umede și uscate. Canalul umed este locul unde are loc evaporarea apei, în timp ce aerul din canalul uscat este răcit prin contact. O parte a aerului care iese din canalul uscat se întoarce în canalul umed și este răcit în continuare prin evaporare. Practic, aerul cald preluat de afara este impartit in doua fluxuri:
- unul care este racit, fara a i se adauga umiditate, si care este livrat către clădire;
- unul care este umed (aproape de saturatie) si care este eliberat catre exterior.
Suplimentar dar optional, unitatii i se mai poate adauga o etapa finala de racire adiabatica directa (Supercooling), reducand si mai mult temperatura aerului prin adaugarea unei foarte mici cantitati de vapori.
Climate Wizard este o unitate capabila sa reduca temperatura aerului la un nivel la care rivalizeaza cu unitatile bazate pe compresia freonului, folosind cu 80% mai putina energie electrica!
Sa intelegem mai bine diferenta dintre DEC si IDEC
Ambele tehnici de racire se refera la racirea adiabatica a aerului prin evaporarea apei si amandoua sunt tehnici de racire ecologice si sustenabile, fiind solutii tehnice care reduc amprenta de carbon a cladirii. Sunt o alternativa redutabila la racirea cu freon, mai ales pentru spatii de dimensiuni mari, cum sunt cele industriale. Ambele tehnici vin cu urmatoarele avantaje principale:
- Eficienta energetica superioara – unitatile de racire adiabatica consuma cu aproximativ 80% mai putina energie decât o instalatie bazata pe freon, costurile fiind similare cu cele ale ventilației obișnuite. Pot atinge eficiente energetice net superioare fata de aerul conditionat. EER ce poate ajunge la 24, unde EER – Energy Efficiency Ratio – este raportul dintre puterea electrica consumata si puterea de racire. O pompa de caldura abia daca atinge un EER de 5. Un chiller industrial are un EER situat in jurul valorii de 2.5.
- Aer mai curat si sănătos – deoarece foloseste aer proaspăt 100%, gazele toxice, praful si alți contaminanți fiind evacuați din încăpere, realizându-se astfel un ambient mai sănătos si sigur.
- Foloseste un agentul frigorific 100% natural, R718, adica apa cu GWP (Global Warming Potential) ZERO!
- Nu este influentata de cresterea temperaturilor exterioare. Eficienta creste cu cat temperatura exterioara este mai mare, spre deosebire de tehnicile bazate pe freon si compresor, a caror eficienta scade dramatic odata cu cresterea temperaturilor.
DEC – Direct Evaporative Cooling – Breezair
Racirea adiabatica directa lucreaza cu volume mari de aer. Raceste aerul folosindu-se de potentialul evaporarii apei dar apa evaporata se regaseste in aerul rece livrat de echipament. Desi pare a fi un dezavantaj, in realitate umiditatea nu creste necontrolat in spatiile racite cu tehnica adiabatica directa. Se poate observa intradevar o usoara crestere a umiditatii dar ea se stabilizeaza la valori care nu depasesc 50-55% umiditate relativa. Dealtfel, acest nivel este si cel recomandat de REHVA sau ASHRAE in noile standarde de dupa pandemie, fiind benefica pentru sanatatea oamenilor. In multe aplicatii industriale este chiar nevoie de un nivel de umiditate mai ridicat, iar racirea adiabatica directa este o metoda perfecta de a obtine acest deziderat. Nivelul de umiditate se mentine din balansul corect dintre debitele de aer introdus si cel evacuat. Este un aspect important care tine de corectitudinea proiectarii unei instalatii de racire adiabatica. Si poate nu in ultimul rand, racirea adiabatica directa este cea mai utilizata tehnologie in aplicatiile industriale, avand si un cost initial mai mic decat IDEC.
IDEC – Indirect Evaporative Cooling – Climate Wizard
Racirea adiabatica indirecta lucreaza cu volume mai mici de aer, rezultand un control mai bun al distributiei aerului in incinta (debite si viteze mai mici de circulatie) si in mod implicit debite de aer mai mici de evacuat (ventilatoare de evacuare mai mici sau mai putine fata de DEC). Raceste aerul folosindu-se de potentialul evaporarii apei dar fara sa adauge umiditate aerului racit. Poate produce temperaturi mai scazute decat DEC, apropiindu-se de performantele aerului conditionat bazat pe detenta directa, dar cu un consum energetic de 5 ori mai mic. Performantele extrem de ridicate a tehnicii indirecte au deschis un topic nou in industria refrigerarii – Hipereficienta energetica. Poate fi aplicata intr-o multitudine de situatii industriale dar si comerciale, de la instalatii standalone la retrofit. Poate fi folosita pentru a creste eficienta energetica a instalatiilor bazate pe freon. Este componenta de baza din generatia urmatoare de unitati de climatizare (hybrid technology). Este considerata a avea potentialul de a fi tehnica de racire a viitorului. Are un cost initial mai mare decat DEC.
Pe langa avantajele mentionate mai sus, reamintim alti doi factori care diferentiaza net tehnica de racire adiabatica, atat DEC cat si IDEC, de cea bazata pe freon:
1. Racirea adiabatica nu este influentata de cresterile de temperatura exterioare!
Tendinta de crestere a temperaturilor exterioare este evidenta in ultimii ani si asta, din nefericire, ne va influenta din ce in ce mai mult viata. Halele industriale nu fac exceptie. Echipamentele de climatizare bazate pe compresia freonului sunt direct influentate de temperaturile exterioare. Cu cat acestea sunt mai ridicate, cu atat eficienta lor scade. Racirea adiabatica nu este influentata de cresterile de temperatura exterioara. Putem spune chiar ca devine si mai eficienta. Cu cat temperaturile exterioare cresc, cu atat exista probabilitatea ca umiditatea exterioara sa scada iar procesul de evaporare a apei va fi si mai intens. In consecinta, unitatile de racire adiabatica vor produce aer si mai rece.
2. Instalatiile de racire adiabatica sunt modulare.
Un aspect des intalnit in industrie este modificarea frecventa a layout-ului halelor. Procesele de productie primesc utilaje sau echipamente noi, pozitia celor vechi se modifica, modificandu-se astfel si sarcina termica a cladirii. O instalatie de climatizare gandita pentru a „face fata” unei situatii initiale, devine ineficienta in anii urmatori, daca intre timp in hala au aparut utilaje noi. Cresterea capacitatii de racire sau/si a debitelor de aer necesare in noua configuratie este imposibila. Solutia nu poate fi decat fie o instalatie noua, care cel mai probabil, va functiona mai mult sau mai putin independent fata de prima, fie inlocuirea celei initiale cu una de capacitate mai mare. Instalatiile de climatizare conventionale au inertie foarte mare in ceea ce priveste marirea capacitatii.
O instalatie de racire adiabatica este foarte elastica din acest punct de vedere, pentru ca este modulara. Orice crestere a sarcinii termice a cladirii se poate rezolva foarte usor prin adaugarea de noi unitati adiabatice! Automatizarea furnizata de Breezair este gandita pentru situatii de acest gen, fiind conceputa ca un Lego. Adaugarea unei noi unitati se face foarte simplu, fiind integrata rapid, in baza unei adrese de IP, la instalatia mama. Sau invers. Scoaterea unei unitati dintr-un sistem existent si mutarea ei in alta pozitie este la fel de facila.
Gama de echipamente Climate Wizard
CW 3
- Debit 5360 mc/h, la o presiune disponibila de 50 Pa.
- Ventilator axial
- Capacitate de racire standalone < 32 kW
- Putere electrica consumata 1.75 kW
- Masa 210 Kg
- EER > 20
CW H15/ H15 S
- Debit 5760 mc/h, la o presiune disponibila de 120 Pa.
- Ventilator centrifugal
- Capacitate de racire pana la 29 kW
- Putere electrica consumata 2.1 kW
- Masa 345 kg
- EER > 13.8
CW 80
- Debit de pana la 29,500 mc/h, la o presiune disponibila de 240 Pa.
- Ventilatoare centrigugale inverter
- Capacitate de racire pana la 214 kW
- Putere electrica consumata 12.5 k W
- Masa 91 kg
- EER > 15.5
Solicita o oferta estimativa
Poti solicita o oferta estimativa pentru o instalatie adaptata nevoilor tale. Completeaza formularul de mai jos si iti vom trimite o estimare in cel mai scurt timp cu putinta.
Vrei sa vezi daca Breezair – racirea adiabatica directa ti se potriveste?
Vrei sa afli cum se comporta racirea adiabatica in localitatea ta si ce temperatura poti obtine folosind aceasta tehnica? Sa afli ce economie de energie electrica poti obtine si cate tone de CO2 poti salva?
Vrei sa vezi daca racirea adiabatica ti se potriveste?
Vrei sa afli cum se comporta racirea adiabatica in localitatea ta si ce temperatura poti obtine folosind aceasta tehnica? Sa afli ce economie de energie electrica poti obtine si cate tone de CO2 poti salva?
Calculeaza-ti singur cata energie poti salva cu racirea adiabatica
Descopera cum se comporta racirea adiabatica si ce temperaturi poti obtine in localitatea ta.
Calculeaza ce economie de energie poti face si cate tone de CO2 poti salva.