Systemy adiabatyczne to nowoczesne rozwiązania stosowane w chłodnictwie i klimatyzacji, wykorzystujące proces odparowania wody w celu efektywnego chłodzenia powietrza. Aby zapewnić ich prawidłowe działanie, kluczowe jest odpowiednie przygotowanie i uzdatnianie wody.
Spis treści:
- Czym są chłodzące systemy adiabatyczne?
- Wymagania dla wody do systemów adiabatycznych
- Metody uzdatniania wody do systemów adiabatycznych
- Woda do systemów adiabatycnych – podsumowanie
Czym są chłodzące systemy adiabatyczne?
Nie ulega wątpliwości, że nowoczesne budynki są coraz szczelniejsze i w wyższym stopniu udaje się odzyskiwać w nich ciepło. W efekcie, ogrzewanie ich zimą bez ponoszenia dużych kosztów stanowi coraz mniejszy problem. Wyzwaniem jest obecnie coś innego, a mianowicie – zapewnienie odpowiedniej temperatury latem. Klasyczna klimatyzacja zużywa duże ilości energii elektrycznej, a jej użytkowanie wiąże się z wieloma negatywnymi skutkami dla planety. Systemy chłodzenia adiabatycznego mają w tym przypadku znaczną przewagę – niskie zapotrzebowanie na prąd oraz neutralny dla środowiska czynnik chłodniczy, jakim jest odpowiednio uzdatniona woda do systemów adiabatycznych.
Chłodzenie adiabatyczne (ewaporacyjne lub wyparne) to proces, w którym do chłodzenia powietrza wykorzystywane jest ciepło parowania wody.
Systemy wentylacji z funkcją chłodzenia adiabatycznego mogą pracować w różnych trybach – począwszy od chłodzenia w okresie letnim, poprzez odzysk ciepła i uzdatnianie powietrza w okresach przejściowych, aż po ogrzewanie i uzdatnianie powietrza zimą. Nowoczesne systemy wentylacji gwarantują tym samym komfortowe warunki pracy przy relatywnie niewielkich kosztach inwestycyjnych oraz eksploatacyjnych. Niskie zapotrzebowanie na energię elektryczną jest możliwe dzięki zastosowaniu wysokowydajnych wentylatorów, a bezstopniowa regulacja ich prędkości pozwala na optymalizację zużycia energii elektrycznej i obniżenie jej kosztów nawet o połowę.
Poprawnie zaprojektowany system wentylacji z funkcją chłodzenia adiabatycznego może być nawet siedmiokrotnie tańszy niż konwencjonalna klimatyzacja, przy czym efektywność chłodzenia adiabatycznego rośnie wraz ze wzrostem temperatury na zewnątrz.
W jakich obiektach można stosować systemy chłodzenia adiabatycznego?
Chłodzenie wyparne znane jest ludzkości od wieków. Do poprawy warunków życia wykorzystywali to zjawisko starożytni Grecy, którzy w wejściach do domów rozwieszali mokre tkaniny. Kiedy gorące powietrze odparowywało wodę, temperatura powietrza spadała. Na dziedzińcach i patiach wznoszono również fontanny, dzięki którym powstała chłodząca bryza.
System chłodzenia adiabatycznego, jako wydajna i efektywna alternatywa dla klasycznej klimatyzacji, sprawdza się przede wszystkim w obiektach przemysłowych, w których nie ma konieczności utrzymywania stałej temperatury i wilgotności, ale na tyle dużych, że stosowanie metod konwencjonalnych jest mało opłacalne. Systemy wentylacyjne wykorzystujące chłodzenie adiabatyczne stosuje się również z powodzeniem w centrach handlowych, w magazynach oraz w halach wystawienniczych.
Wymagania dla wody do systemów adiabatycznych
Woda do systemów adiabatycznych powinna charakteryzować się ściśle określonymi parametrami fizykochemicznymi i czystością mikrobiologiczną. Ponieważ wdrożenie odpowiednich procedur uzdatniania wody pozwala zwiększyć wydajność urządzeń i przedłużyć ich żywotność, w kwestii doboru odpowiednich technologii filtracji warto polegać na wiedzy i doświadczeniu eksperta z branży.
Uzdatnianie wody do systemów adiabatycznych zminimalizować ryzyko pojawienia się korozji w instalacji i zredukować poziom zanieczyszczeń, które są bezpośrednią przyczyną tworzenia biofilmu. W tym kontekście trzeba zwrócić szczególną uwagę na kamień w wodzie oraz wszelkie drobnoustroje. Poziom zanieczyszczeń powinien w tym przypadku podlegać stałej kontroli, dlatego konieczne są regularne badania wody w profesjonalnym laboratorium.
Uzdatnianie wody chłodniczej w ujęciu ogólnym to temat niezwykle szeroki. Najważniejsze wymagania w kwestii jakości wody stosowanej w procesach chłodzenia adiabatycznego, zwłaszcza w odniesieniu do zastosowań wymagających recyrkulacji wody, podaje brytyjska norma wydana przez Health Security Executive:
- Twardość wody – zaleca się, aby twardość całkowita wynosiła poniżej 5°dH (niemieckich stopni twardości)
- Zawartość soli – przewodność wody powinna oscylować na poziomie 200–300 µS/cm
- Brak zanieczyszczeń organicznych – obecność substancji organicznych sprzyja rozwojowi mikroorganizmów i powstawaniu biofilmu
- Obniżone stężenie chlorków i siarczanów – nadmiar tych jonów przyspiesza korozję elementów metalowych w instalacji
- Czystość mikrobiologiczna – woda do systemów adiabatycznych powinna być wolna od bakterii, wirusów i innych drobnoustrojów
Całkowita liczba bakterii w wodzie chłodzącej nie może być wyższa niż 104 jtk/ml, a maksymalna zawartość bakterii Legionella to 100 jtk/l.
Metody uzdatniania wody do systemów adiabatycznych
Metody uzdatniania wody do systemów adiabatycznych obejmują przede wszystkim filtrację mechaniczną, zmiękczanie wody, kondycjonowanie wody, filtrację na membranie osmotycznej oraz dezynfekcję wody.
Ponieważ do zasilania systemów chłodzenia adiabatycznego stosuje się zazwyczaj wodę wodociągową, konieczna jest redukcja stopnia twardości cieczy. Do tego celu stosuje się przemysłowe zmiękczacze wody o dużych wydajnościach. Dodanie do wody inhibitorów korozji oraz preparatów antyosadowych poprawia fizykochemiczne parametry cieczy i dodatkowo zabezpiecza instalację. Jedną z najskuteczniejszych metod przygotowania wody dla systemów adiabatycznych jest przemysłowa odwrócona osmoza, która pozwala na niemal całkowite usunięcie soli i innych zanieczyszczeń z dokładnością do pojedynczych jonów.
Pod kątem mikrobiologicznej jakości wody, znaczenie ma nie tylko całkowita zawartość bakterii, lecz także wszystkich substancji organicznych i nieorganicznych odpowiedzialnych za powstawanie kamienia kotłowego i biofilmu. Ich obecność zapewnia pałeczkom Legionella pneumophila wprost idealne warunki bytowania oraz utrudnia ich eliminację za pomocą standardowych metod dezynfekcji. Dzieje się tak, ponieważ produkty korozji i substancje organiczne stanowią świetną pożywkę dla bakterii, a warstwa biofilmu zapewnia solidną ochronę przed środkami bakteriobójczymi.
Nie jest wskazana dezynfekcja wody do systemów adiabatycznych metodami chemicznymi, ponieważ produkty uboczne zachodzących wówczas reakcji mogą się przyczyniać do powstawania osadów. W tym przypadku polecam przemysłowe lampy bakteriobójcze działające w oparciu o promieniowanie ultrafioletowe.
Piotr Pisarski
W kontekście ryzyka związanego z pojawieniem się i namnażaniem bakterii Legionella, oprócz działań doraźnych, duże znaczenie ma także odpowiednia profilaktyka. Obejmuje ona przede wszystkim prawidłowy projekt technologiczny eliminujący stwarzanie warunków sprzyjających rozwojowi tego patogenu, ale to nie wszystko.
Zbiornik na wodę w systemie adiabatycznym powinien mieć stosunkowo niewielką objętość, najlepiej poniżej średniego godzinowego zapotrzebowania na wodę, a temperatura na tacy skroplin powinna być utrzymana na poziomie poniżej 20°C. Taca skroplin i inne miejsca potencjalnej kolonizacji bakterii można również pokryć powłoką antybakteryjną. W niektórych instalacjach, przed matami ewaporacyjnymi można stosować specjalne filtry usuwające mikroorganizmy z wody. Należy również pamiętać, że maty muszą być zawsze zalane – w przeciwnym razie może dochodzić do wytrącania się na nich osadu.
Woda do systemów adiabatycnych – podsumowanie
Chłodzenie dużych obiektów przemysłowych, w których procesy produkcyjne generują duże nadwyżki ciepła, nie musi być drogie. Wykorzystując właściwości chłodzące wody, możliwe jest stworzenie systemu o niskim zapotrzebowaniu na energię elektryczną. Chłodnice i skraplacze adiabatyczne to nowoczesna technologia ułatwiająca oszczędzanie mediów przy jednoczesnym utrzymaniu dobrych osiągów całego układu. Warto przy tym pamiętać, że uzdatnianie wody w systemach adiabatycznych to kluczowy element ich prawidłowego działania. Wybór odpowiedniej technologii uzdatniania pozwala nie tylko na zwiększenie efektywności chłodzenia, ale także na wydłużenie żywotności urządzeń oraz zapewnia bezpieczeństwo jego użytkowników.
