Stratégies de refroidissement par évaporation directe et indirecte pour les humidificateurs industriels

Pour évaporer 1 kg d’eau dans l’atmosphère, il faut 680 W d’énergie. Pour les humidificateurs à vapeur, cette énergie provient généralement de l’électricité ou du gaz utilisé pour faire bouillir l’eau. Cependant, pour l'eau froide et humide...
Pour évaporer 1 kg d’eau dans l’atmosphère, il faut 680 W d’énergie. Pour la vapeurhumidificateurs, cette énergie provient généralement de l’électricité ou du gaz utilisé pour faire bouillir l’eau. Cependant, pour l'eau froidehumidificateurs, cette énergie est extraite de la chaleur sous forme d'air, ce qui entraîne une diminution de la température de l'air p> Ainsi, chaque kg d'eau s'évapore dans une atmosphère, obtenant 680 W de refroidissement par évaporation p>

Direct and indirect evaporative cooling strategies for industrial Dehumidifier humidifiers

En plus d'augmenter l'humidité, les humidificateurs atmosphériques à eau froide commerciaux peuvent fournir 1 000 kg d'eau par heure à l'atmosphère et fournir 680 kW de refroidissement par évaporation. Étant donné que certains humidificateurs peuvent fonctionner avec une puissance inférieure à 0,3 kW, leur potentiel pour fournir une faible consommation d'énergie et un refroidissement à faible coût est énorme. p> Comment ce potentiel peut-il être réalisé dans les services des bâtiments modernes tels que les systèmes CVC p>

Refroidissement par évaporation directe à l'intérieur du tube

Il s’agit de la stratégie de refroidissement par évaporation la plus couramment utilisée dans les unités de traitement d’air. Un humidificateur ajoute de l’humidité au flux d’air entrant, augmentant ainsi son humidité et abaissant sa température. Ensuite, ce type d'air conditionné est simplement fourni à la pièce et un pourcentage élevé d'air intérieur est évacué au lieu d'être recirculé pour maintenir une faible humidité dans la pièce. L'avantage de cette stratégie est que la pièce semble refroidie à 100 %. L'inconvénient est que la quantité de refroidissement pouvant être obtenue en utilisant le refroidissement par évaporation directe dépend de l'apport d'air entrant. L'air très humide ne peut plus absorber trop d'humidité, il ne sera donc pas refroidi par l'humidificateur.

Refroidissement par évaporation des gaz d'échappement

Cette stratégie combine l'évacuation des gaz d'échappement avec un dispositif de récupération de chaleur pour effectuer un prétraitement avant que l'air soufflé ne soit introduit dans la pièce. Lorsque l'air est extrait de la pièce, il est généralement plus chaud que l'air entrant et ne convient pas au refroidissement.

Cependant, en humidifiant cet air et en abaissant économiquement sa température en dessous de la température de l'air entrant, il peut fonctionner grâce à une unité de récupération de chaleur, où l'énergie froide et chaude est transférée à l'air entrant.

En été, cela peut réduire la température d'admission de quelques degrés, réduire la demande de refroidissement DX supplémentaire et ainsi réduire le coût énergétique des systèmes CVC. En hiver, l'échappement chauffé peut préchauffer l'air d'admission sans humidificateur, réduisant ainsi les coûts de chauffage.

En raison du manque de mélange entre les gaz d'échappement humidifiés et l'air frais entrant, il n'y a pas d'humidité ajoutée à l'air entrant, le refroidissement se produit donc quel que soit le niveau d'humidité de l'air entrant.

Cette solution de refroidissement par évaporation a désormais été intégrée aux CTA monoblocs, comme le système de traitement de l'air utilisé à l'hôpital Grand Ormond Street.

Refroidissement par évaporation directe

Cette stratégie utilise l'air extérieur pour refroidir l'environnement interne sans mélanger directement les flux d'air externe et interne. L'air extérieur refroidi est aspiré par l'unité de récupération de chaleur et immédiatement évacué, tandis que l'air intérieur est extrait de la pièce et circule à travers l'unité de récupération de chaleur avant d'être réintroduit dans la pièce. Ainsi, l'énergie froide et chaude de l'air extérieur est transférée à l'air intérieur via le récupérateur de chaleur, sans mélanger directement les deux flux.

En humidifiant l'air extérieur avant d'entrer dans l'unité de récupération de chaleur, sa température est réduite de manière économique et un refroidissement encore moins coûteux est appliqué à l'air intérieur. Cela améliore la capacité du système et le rend même pendant les périodes où la température extérieure est plus chaude que les conditions spatiales internes attendues.

Du fait que l’air intérieur ne se mélange pas à l’air extérieur, la probabilité de présence de polluants externes dans l’environnement interne est réduite, ce qui en fait une stratégie idéale pour les environnements critiques. Il permet également au flux d'air externe à travers l'unité de récupération de chaleur d'être beaucoup plus rapide que l'air de circulation interne, « éliminant » ainsi les niveaux de refroidissement du système, voire les plus élevés.

Refroidissement direct par évaporation de l'air

Pour les bâtiments et les zones dépourvus de système de climatisation centrale, le refroidissement direct par évaporation de l’air peut être un moyen très économique et réalisable de réduire la température. L'humidificateur à pulvérisation utilise de l'air haute pression ou comprimé pour fournir de l'eau à l'atmosphère afin d'assurer l'évaporation. Stratégiquement située dans tout l'espace, la buse assure un refroidissement à faible coût par rapport aux climatiseurs DX traditionnels p> Comme le refroidissement par évaporation directe du tube intérieur, la quantité de refroidissement obtenue dépend du niveau d'humidité de la zone, car une humidité élevée le fera empêcher une absorption supplémentaire de l’humidité et produire un effet rafraîchissant. Cette stratégie est la plus adaptée aux zones avec une ventilation très active et des niveaux élevés d'échange d'air pour maintenir une humidité environnementale suffisamment faible pour absorber en permanence l'humidité.

Il peut être utilisé en interne ou en externe. Par exemple, PARKOO a créé le plus grand système de refroidissement par évaporation au monde autour de la mosquée du Prophète à Médine, en Arabie Saoudite. Sur un site de 15 hectares, le spray libère jusqu'à 50 000 litres d'eau par heure, fournissant 34 000 kW de refroidissement par évaporation de l'air du désert, réduisant sa température de 10 degrés Celsius.

En rapport