воздухоохладитель что это такое
Воздухоохладители: что это?
Воздухоохладители являются установками, главная задача которых состоит в охлаждении воздуха. Они используются в холодильных камерах, камерах сушки и шоковой заморозки, овощехранилищах, холодных цехах и т.д.
Конструкция данных устройств предполагает наличие следующих составляющих: электрического мотора, вентилятора, испарительного блока, системы трубок, вспомогательного оборудования типа ТЭНов для оттаивания или поддонов для конденсата. Конечно, для функционирования воздухоохладителя требуется еще один компонент — хладоноситель. В качестве него может использоваться как вода, так и водный раствор гликоля.
Принцип действия установок
Работа воздухоохладителей основывается на простейших законах физики, причем, в большей степени — на законах термодинамики, согласно которым при нагреве и испарении воды поглощается тепловая энергия. В этих агрегатах испаряющая жидкость поглощает тепло из пространства, а затем охлаждает его. Следует отметить, что с повышением температуры нагрев воды и охлаждение воздуха осуществляется интенсивнее.
Функционирование воздухоохладителя не требует использования химических веществ типа фреона, в отличие от кондиционера. За счет природного теплообмена, положенного в основу работы подобных устройств, им требуется совсем немного энергии. По большей части, электричество необходимо для действия вентилятора и водяного насоса. Чтобы передача тепловой энергии производилась наиболее эффективно, агрегаты оборудуются ячеистыми теплообменниками, которые увеличивают площадь контакта воздуха и воды.
Принцип действия воздухоохладителя прост: в устройство нагнетается воздух (для этого используется вентилятор), который проходит через фильтр, все время увлажняемый водой. При этом вода испаряется, параллельно охлаждая воздух.
Отличия воздухоохладителей от сплит-систем
По практическому назначению воздухоохладители очень схожи со сплит-системами. Главные их отличительные особенности:
Воздухоохладители делятся на гликолевые и устройства непосредственного испарения. Первые больше подходят для работы с чиллерами, а вторые — с компрессорными машинами. Сегодня различают множество видов подобных агрегатов.
Воздухоохладители
Воздухоохладитель – это теплообменный аппарат, предназначенный для охлаждения воздуха. Наиболее широкое распространение получили воздухоохладители ребристо-трубчатого типа, о которых пойдет речь в данной статье.
Классификация воздухоохладителей по принципу действия
Выделяют два основных типа воздухоохладителей – испарительного типа и водяные.
В воздухоохладителях испарительного типа внутри трубок происходит фазовый переход вещества из жидкого состояния в газообразное (кипение хладагента в результате нагрева от более теплого воздуха). Процесс кипения хладагента внутри трубок сопровождается охлаждением теплообменного блока и соответственно перекачиваемого воздуха. Такие аппараты часто называют просто испарителями.
В водяных воздухоохладителях внутри трубок протекает хладоноситель без фазовых преобразований (вода или различные растворы гликолей), который охлаждает теплообменник и соответственно прокачиваемый через него воздух.
Конструкция воздухоохладителей
Ребристо-трубчатый воздухоохладитель состоит из трубок, трубки соединены специальными U-образными калачами, на трубки с натягом насажены ламели. На входе в теплообменный блок располагается распределитель хладагента, цель которого равномерно распределить поток по всем контурам теплообменника. На выходе из теплообменного блока установлен выходной коллектор для объединения потоков газовой фазы хладагента.
Состав теплообменного блока испарителя:
Технические характеристики воздухоохладителей, особенности выбора и применения
Производительность на выбранном режиме работы зависит от объемного расхода перекачиваемого через теплообменник воздуха, разности температур воздуха на входе и выходе из теплообменника и удельной теплоемкости перекачиваемого воздуха при данных условиях.
Q = G * Cp * (Tвх – Tвых)
Q – производительность, Вт
G – объемный расход воздуха, м3/ч
Cp – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С)
Tвх – температура воздуха на входе в воздухоохладитель, °С
Твых – температура воздуха на выходе из воздухоохладителя, °С
Площадь теплообменной поверхности – это площадь поверхности, через которую происходит теплопередача от теплообменного блока к воздуху. Для увеличения площади теплопередачи на трубки теплообменника с натягом надеты ребра (ламели). Ламели в свою очередь имеют профиль специальной формы для увеличения площади. Чем больше площадь поверхности теплообмена, тем ниже объем влаги, сконденсированной из воздуха в процессе охлаждения. Соответственно чем площадь теплопередачи меньше, тем конденсация влаги на ламелях выше. Это может быть критично при охлаждении неупакованных продуктов питания, т.к. конденсация водяных паров из воздуха приведет к усушке охлаждаемых продуктов и утрате их массы и внешнего вида.
Объемный расход воздуха, перекачиваемого через теплообменный блок. Из формулы расчета производительности видно, что чем мощнее применяемые вентиляторы и выше объемный расход воздуха, тем выше производительность воздухоохладителя.
Применение воздухоохладителей
Воздухоохладители применяются для хранения, охлаждения и заморозки скоропортящейся продукции (продукты питания, лекарственные препараты, цветы и т.д.), охлаждения цехов переработки мяса и рыбы, кондиционирования промышленных помещений, в системах приточной вентиляции для кондиционирования воздуха.
Лучшие охладители воздуха: обзор, виды, принцип работы и отзывы
Регуляция параметров микроклимата до недавнего времени ассоциировалась только с кондиционирующим оборудованием. Но по мере роста требований к изменению отдельных параметров воздушной среды на рынке климатических систем стали появляться и специализированные устройства. К таким приборам можно отнести охладители воздуха, которые целенаправленно понижают температуру, а также при необходимости могут выполнять функции ионизации и увлажнения.
Принцип работы охладителей
Существуют разные типы увлажнителей, но все они работают за счет распыления воды. В корпус прибора устанавливается небольшой резервуар, который служит своего рода источником охлаждения. Перед ним в том же корпусе находится блок вентилятора. В процессе работы мобильный охладитель воздуха генерирует потоки, которые наполняют помещение, изменяя его характеристики. Принципиальным отличием охладителей является именно способность увлажнять воздух, в то время как мобильные кондиционеры сушат его.
Для распыления мелких частиц воды используется ячеистый фильтр – через него вентилятор пропускает воздушные потоки. По этой причине охладители воздуха должны в регулярном порядке наполняться водой. В специальный резервуар наливается рабочая жидкость. В некоторых случаях осуществляется автоматическое наполнение, если система подключена к центральному водоснабжению.
Разновидности приборов
Основное различие между моделями охладителей заключается в функционале. Как уже отмечалось, такие приборы не только меняют температурный режим, но и отвечают за увлажнение. Собственно, по этим критериям и можно выделить два основных типа оборудования – это непосредственно охладители, а также испарители. Работа стандартных охладителей заключается в понижении температуры и насыщении его влагой. При этом испарители также способны обеспечивать эффект мойки воздушной среды. Зато функция понижения температуры у таких моделей малоэффективна. Различаются приборы и по типу конструкции. Традиционный охладитель воздуха – напольный, который допускает перенос корпуса и его быструю установку в любом месте без подключения к инженерным сетям. Но также встречаются настенные и даже подвесные конструкции, которые экономят место и нередко оказываются более эффективными в работе.
Отзывы о модели BPAM-09Н от Ballu
Модель входит в средний сегмент охладителей, но пользователями ценится высоко. Отмечается, что прибор показывает хорошую работоспособность даже при эксплуатации с солнечной стороны под окном. По словам владельцев, всего 10 минут требуется для доведения температуры до оптимального состояния. Но для полноценной эксплуатации данной модели потребуется выведение патрубка на улицу – через него будет отводиться горячий воздух. Что касается негативных отзывов, то охладитель воздуха для дома в исполнении BPAM-09Н существенно ограничен в настройках. Регулировать можно только скорость вращения лопастей вентилятора, а остальные параметры установлены по единому стандарту. Критикуют эту модель также за шумную работу, недостаточно эффективную систему фильтрации воздуха (от грязи и запахов), отсутствие опции таймера и пульта ДУ. То есть по базовым рабочим качествам решение достойное, но функционал и отдельные эксплуатационные нюансы портят общую картину.
Отзывы о модели AC TIM 09H P4 от Timberk
Этот вариант подойдет, если нужен и охладитель, и утеплитель. Пользователи свидетельствуют, что прибор эффективно охлаждает помещение, несильно шумит и может выполнять функцию осушителя. К приятным моментам также относят оригинальное стилистическое исполнение дизайна и удачно реализованное управление – во всяком случае, по сравнению с предыдущим аналогом от Ballu. В комплекте предусмотрен пульт ДУ и типовой перечень настроек оборудования по разным параметрам. Но в процессе эксплуатации огорчить может и этот охладитель воздуха. Отзывы указывают на отсутствие возможности выбора температуры, что является большим недостатком в первое время использования. В дальнейшем подобные настройки можно производить интуитивно, зная о потенциале охладителя.
Отзывы о модели AM400 от Bimatek
Сразу надо отметить, что этот охладитель является рекордсменом в показателе малошумности. Он очень тихо работает, практически не доставляя акустического дискомфорта. Для сравнения, его нижний порог шума составляет 38 дБ, в то время как средний параметр других моделей – 50 дБ. Но не только этим привлекателен охладитель воздуха от Bimatek. Практика эксплуатации показывает, что он быстро охлаждает помещения, не требует особых усилий при установке и без труда настраивается по разным параметрам и режимам. Слабых мест у этого немного, но и они есть. Например, отмечается короткий патрубок прибора и большие размеры корпуса.
Как выбрать оптимальный охладитель воздуха?
Мобильные системы охлаждения весьма разнообразны в своих возможностях. Поэтому изначально следует определить, какие именно задачи потребуются к выполнению – понижение температуры, увлажнение, очистка воздуха, ионизация или сушка. Как уже отмечалось, некоторые модели способны и повышать температурный уровень, что позволяет использовать прибор и в зимнее время. Далее определяется конструкция и ее параметры. Самое популярное решение – напольный охладитель воздуха, который можно перемещать по квартире без затруднений. Если нужна полная свобода перемещений, то следует выбирать модели без наружного патрубка и гофры – это должен быть аппарат с замкнутой системой аккумуляции воздушных масс. Затем подбираются конкретные эксплуатационные параметры, определяется набор опций и другие нюансы – от дизайнерских тонкостей до мощности.
Заключение
Сама потребность в наличии охладителя для дома имеет место в тех случаях, когда нет возможности установить стандартный кондиционер. Такие ситуации возможны и в загородных домах, и в квартирах, и тем более на дачах. Но будет ли это наилучшим выходом из положения? По совокупности эксплуатационных качеств, действительно, кроме полноценных сплит-систем, выполнить регуляцию микроклимата столь же эффективно может только охладитель воздуха. Цена напольной модели с типовыми параметрами в среднем составляет 8-10 тыс. руб. Как видно, даже по сравнению с кондиционером это очень привлекательный вариант. Конечно, такие приборы могут проигрывать в производительности, но это будет зависеть от мощности конкретной модели и режима эксплуатации. Теоретически охладитель может стать даже более эффективным помощником в регуляции воздушной среды, так как обеспечивает, кроме температурной регуляции, увлажнение и функцию ионизации с очисткой, фильтрацию и сушку. Не всегда этот перечень встречается в одной модели, поэтому функционал просчитывается в оптимальной конфигурации заранее.
Типы воздухоохладителей: от бытового до промышленного
Назначение и устройство
Как правило, все промышленные охладители используют в качестве хладагента воду. Это является их основным отличием от других серий устройств охлаждения, поэтому их называют промышленными водяными воздухоохладителями.
Теплообменник промышленного водяного охладителя состоит из целого набора оребренных труб, заключенных в торцевые плиты, которые закрываются герметичными крышками. Корпус устройства оснащен патрубками входа и выхода хладоносителя (воды, водного раствора гликоля), и фланцами, для крепления устройства к трубопроводу. Каждая модель теплообменника, оснащена пробками для быстрого стравливания воздуха слива воды, а также монтажными приспособлениями.
Корпус аппарата может быть выполнен из углеродистой или нержавеющей стали. Используемый материал для труб теплообменника зависит от качества охлаждающей воды и условий работы установки. Наиболее часто, в качестве материала для труб используется нержавеющая сталь, латунь. В некоторых моделях применяются мельхиоровые трубы. Оребрение труб зависит от способа его изготовления, но чаще всего, для изготовления теплоприемных ребер используется сплав алюминия.
Промышленные водяные воздухоохладители различаются между собой производительностью, диаметром и оребрением труб, количеством циклов прохождения охлаждающей жидкости и конструктивному исполнению, среди которого можно выделить:
Что собой представляет охладитель для холодильной камеры
Воздухоохладитель для холодильной камеры представляет собой устройство, схема работы которого выглядит так: вентилятор подает напор воздуха на теплообменник с кипящим хладагентом или промежуточным теплоносителем. Отдав тепло хладоносителю, охлажденный воздушный поток, поступает в холодильную камеру. Теплообменник охладителя, как правило, изготавливают из оребренных труб, что значительно увеличивает площадь теплообмена по сравнению с гладкотрубными теплообменниками, а соответственно и эффективность устройства.
Теплообменники различают по типу оребрения:
По конструктивным особенностям, охладители воздуха холодильных камер делятся на:
В конструкцию охладителя для промышленных холодильников с контактным теплообменником (кроме гравитационных) входят осевые или центробежные вентиляторы. Эти устройства создают направленный поток воздуха, который и охлаждает помещение.
Наиболее востребованным оборудованием для охлаждения и заморозки продукции являются устройства с сухим принципом теплообмена. В качестве хладагента в таких аппаратах используется фреон. Полный комплект такого оборудования включает в себя: холодильный агрегат, воздухоохладитель, внешний или внутренний пульт управления, соединительные кабели и автоматику.
Как устроен охладитель
Испарительный воздухоохладитель представляет собой устройство, состоящее из вентилятора, водяного насоса и системы фильтров, заключенных в пластиковый или металлический корпус. Вентилятор всасывает воздух через отверстия в корпусе и проводит его через фильтр, который постоянно смачивается водой. Тепло воздуха способствует испарению воды и последующему охлаждению воздуха.
Фильтры, входящие в состав охладителя, очищают воздух от вредных примесей и частиц, размером более 10 мк, а также неприятных запахов. В ряде случаев возможна ароматизация воздуха выбранным запахом, например, эвкалипта.
Важно отметить, что воздух должен проходить через охладитель только один раз, иначе охлаждающий эффект устройства снизится.
Главное правила испарительного охлаждения гласит: сколько воздуха было подано в помещение через воздухоохладитель, столько же должно быть выведено из помещения через открытые проемы (окна или двери), а если их недостаточно, то с помощью вытяжной вентиляции. Нарушение этого правила может привести к тому, что влажность воздуха сильно повысится, сделав нахождение в помещении некомфортным как для людей, так и для животных и растений.
Охладитель может работать как в режиме охлаждения воздуха, так и в режиме вентилятора. Переключение на вентиляцию необходимо в тех случаях, когда условия среды не позволяют охлаждать воздух, например, при минусовой температуре, когда вода в устройстве может замерзнуть.
Водоснабжение
Стационарные охладители подключаются к сети водоснабжения с помощью металлических или резиновых трубок, и дополнительно могут быть снабжены устройством для очистки воды, что позволяет продлить сроки эксплуатации фильтров охладителя. В бытовые охладители вода заливается в специальный резервуар вручную.
Расход воды зависит от относительной влажности и температуры наружного воздуха, а также от скорости вращения вентилятора. В жаркий день стационарный охладитель, подключенный к сети водоснабжения с постоянной подачей воды, расходует 13-48 л воды в час, бытовые охладители — от 1 л/час. Чем ниже темпераура воздуха, тем меньше требуется воды на его охлаждение.
Энергопотребление
Что касается энергопотребления, то оно зависит от мощности мотора охладителя и для бытовых охладителей составляет примерно 125-220 Вт/ч, а промышленно-коммерческие охладители потребляют от 0,25 до 20 кВт/ч, Это составляет примерно 15-20% от той энергии, которая нужна кондиционерам для охлаждения такого же объема воздуха. Для сравнения, бытовой холодильник потребляет примерно 60 Вт/ч, а настольный компьютер с ЖК-монитором — примерно 300 Вт/ч.
Эффективность воздухоохладителя
Почему воздухоохладитель настоль эффективен? Ответ прост: эффективность воздухоохладителя заключается в его действии, то есть на теплопередаче между охлаждающей и охлаждаемой средами, которые разделены твердой стенкой. Не стоит забывать и о технике безопасности, осуществляя подключения воздухоохладителей к электрическим машинам. В частности, при подключении требуется принять меры, которые позволят избежать попадания воды на открытые части электрических машин. В этом случае, необходимо, чтобы при подключении воды к воздухоохладителям соблюдалось правило противотока, то есть вода должна входить со стороны выхода воздуха из воздухоохладителей. При выборе воздухоохладителя стоит руководствоваться основными техническими характеристиками, к которым относятся: расход охлаждающей воды, расход воздуха, температура охлаждающей воды, температура охлажденного воздуха, тепловой поток, масса воздухоохладителя. Воздухоохладитель рассчитан только на определенный интервал отводимых потерь, которые могут регулироваться количеством воды, протекающей через трубки воздухоохладителя. Чтобы не ошибиться техническими параметрами, на практике обычно расчет воздухоохладителя проводиться с запасом, начиная от десяти процентов и более, к их охлаждающей способности, при возможном понижении коэффициента эффективности их работы в периоды проведения очистительных работ. Если руководствоваться имеющимися нормативами, то по ОСТ 16.0.684.001-79, запас рекомендовано принимать в количестве 25 процентов.
Не маловажным фактором при выборе воздухоохладителя является выбор производителя. Так как конструкция воздухоохладителя сплошь металлическая, то стоит рассматривать поставщиков, расположенных в регионах, где профилирующей деятельностью является металлообработка. В связи с тем, что сырьевая база рядом, стоимость изготовления воздухоохладителя значительно снижается.
Классификация воздухоохладителей по принципу действия
Выделяют два основных типа воздухоохладителей – испарительного типа и водяные.
В воздухоохладителях испарительного типа внутри трубок происходит фазовый переход вещества из жидкого состояния в газообразное (кипение хладагента в результате нагрева от более теплого воздуха). Процесс кипения хладагента внутри трубок сопровождается охлаждением теплообменного блока и соответственно перекачиваемого воздуха. Такие аппараты часто называют просто испарителями.
В водяных воздухоохладителях внутри трубок протекает хладоноситель без фазовых преобразований (вода или различные растворы гликолей), который охлаждает теплообменник и соответственно прокачиваемый через него воздух.
Принцип действия водяного охладителя воздуха
Принцип воздухоохладителя заключается в следующем: охлажденная вода поступает в теплообменник, где через оребрение труб снимает излишнюю температуру проходящего сквозь него воздушного потока. Для эффективного охлаждения воздушной среды в электромашинах, работающих в условиях умеренного климата, температура циркулирующей в теплообменнике воды должна быть не выше 30С°. Для аппаратов, установленных в условиях более жаркого климата, температура хладоносителя должна варьироваться в пределах 30-40С°. 
Основные типы устройств для холодильных камер
Рассматривая промышленные системы охлаждения воздуха, стоит выделить водяные модели и устройства с необходимостью подачи фреона. Такие изделия различаются по конструкции и функциональности. Среди популярных видов воздухоохладителей для промышленности преобладают фреоновые типы, которые позволяют охлаждать помещение с максимальной эффективностью.
Основные отличия такой техники:
Водяной воздухоохладитель для холодильной камеры не преобразует рабочую жидкость, а лишь использует ее для охлаждения теплообменника. Вентиляторы выдувают воздух из охлажденной системы в камеру. Такие средства подключаются к чиллерам – блокам остужения нагретого теплоносителя. Эффективность работы чиллеров напрямую зависит от температуры воздуха снаружи. Поэтому в летних условиях такая техника часто теряет эффективность применения.
Чем отличаются комплексы для промышленного использования?
Существуют различные системы для обеспечения нужд каждого предприятия. В одном случае достаточно блока с двумя вентиляторами, в другой ситуации устанавливают несколько комплексов с 3-4 вентиляторами в каждом.
Можно выделить разные классификации воздухоохладителей. Отличается оборудование по площади теплообменника, количеству вентиляторов, массовому расходу воздуха, размерам. Мощность системы повлияет на эффективность использования модели.
Монтажные особенности также учитываются при подборе. Монтировать комплексы можно на стену, потолок или пол холодильной камеры. Выбор зависит от планировки пространства камеры и других особенностей. Основные характеристики вентиляторных блоков просчитываются и указываются при проектировании камеры.
Конструкция воздухоохладителей
Ребристо-трубчатый воздухоохладитель состоит из трубок, трубки соединены специальными U-образными калачами, на трубки с натягом насажены ламели. На входе в теплообменный блок располагается распределитель хладагента, цель которого равномерно распределить поток по всем контурам теплообменника. На выходе из теплообменного блока установлен выходной коллектор для объединения потоков газовой фазы хладагента.
Состав теплообменного блока испарителя:
Технические характеристики воздухоохладителей, особенности выбора и применения
Производительность на выбранном режиме работы зависит от объемного расхода перекачиваемого через теплообменник воздуха, разности температур воздуха на входе и выходе из теплообменника и удельной теплоемкости перекачиваемого воздуха при данных условиях.
Q = G * Cp * (Tвх – Tвых)
Q – производительность, Вт
G – объемный расход воздуха, м3/ч
Cp – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С)
Tвх – температура воздуха на входе в воздухоохладитель, °С
Твых – температура воздуха на выходе из воздухоохладителя, °С
Площадь теплообменной поверхности – это площадь поверхности, через которую происходит теплопередача от теплообменного блока к воздуху. Для увеличения площади теплопередачи на трубки теплообменника с натягом надеты ребра (ламели). Ламели в свою очередь имеют профиль специальной формы для увеличения площади. Чем больше площадь поверхности теплообмена, тем ниже объем влаги, сконденсированной из воздуха в процессе охлаждения. Соответственно чем площадь теплопередачи меньше, тем конденсация влаги на ламелях выше. Это может быть критично при охлаждении неупакованных продуктов питания, т.к. конденсация водяных паров из воздуха приведет к усушке охлаждаемых продуктов и утрате их массы и внешнего вида.
Объемный расход воздуха, перекачиваемого через теплообменный блок. Из формулы расчета производительности видно, что чем мощнее применяемые вентиляторы и выше объемный расход воздуха, тем выше производительность воздухоохладителя.
Промышленное теплообменное оборудование
Воздухоохладители промышленные чаще всего бывают поверхностного или сухого типа. Этот тип устройств используется для охлаждения электротехники, такой как электродвигатели, гидро и турбогенераторы и пр.
Промышленные устройства производятся серий: ВО; ВУП; ВОП; ВБ.
Бытовые устройства для охлаждения воздуха
Бытовые или мобильные воздухоохладители воздуха являются прямыми конкурентами сплит-системам. Такая климатическая техника стала в последнее время особенно популярна среди наших соотечественников, и на это есть ряд причин:
Принцип действия мобильных охладителей, основан на естественном испарении воды в потоке теплого воздуха, созданном вентилятором. Помпа, из емкости в корпусе устройства, подает воду на впитывающий фильтр. Вентилятор, создавая воздушную струю, заставляет воду испаряться, а это явление происходит с понижением температуры. Воздух охлаждается, увлажняется, очищается посредством фильтрующего элемента, после чего попадает в помещение.
Совет: если в помещении повышенная влажность, или есть источник сквозняка, то использовать охладитель описанного выше типа не рекомендуется. Лучше использовать кондиционер или фреоновую теплообменную установку.
Воздухоохладители промышленные чаще всего бывают поверхностного или сухого типа. Этот тип устройств используется для охлаждения электротехники, такой как электродвигатели, гидро и турбогенераторы и пр.
Коммерческие охладители воздушной смеси
Они применяются для понижения температуры воздушных масс в составе приточной вент. системы, для охлаждения и заморозки продуктов питания в холодильных камерах, для снижения температуры воздуха в торговых центрах и супермаркетах.
В коммерческих воздухоохладителях могут применяться аппараты, использующие в качестве хладагента, как водный раствор гликоля, так и фреон. Они производятся в нескольких исполнениях, в зависимости от способа монтажа:
Коммерческие охладители, как правило, обладают производительностью от 30 до 500кВт.