เครื่องทำความเย็นแบบระเหยทำงานอย่างไร: Swamp Cooler และ Air Conditioner Guide

การทำความเย็นแบบระเหยทำงานอย่างไร

การทำความเย็นแบบระเหยเป็นกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ตามธรรมชาติ: เมื่อน้ำระเหยไป น้ำจะดูดซับความร้อนจากอากาศโดยรอบ ส่งผลให้อุณหภูมิของอากาศลดลง พลังงานที่จำเป็นในการแปลงน้ำของเหลวเป็นไอน้ำ เรียกว่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ จะถูกดึงโดยตรงจากอากาศที่ไหลผ่านพื้นผิวเปียก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมลมที่พัดผ่านพื้นผิวเปียกจึงให้ความรู้สึกเย็นแม้ในวันที่อากาศอบอุ่น นี่เป็นหลักการทางกายภาพเดียวกันกับเบื้องหลังเหงื่อของมนุษย์และสัตว์

เครื่องทำความเย็นแบบระเหยด้วยอากาศ (หรือที่เรียกว่าเครื่องทำความเย็นแบบหนองน้ำหรือเครื่องทำความเย็นแบบทะเลทราย) จะใช้กระบวนการนี้ในทางกลไก ลำดับการทำงานขั้นพื้นฐานนั้นตรงไปตรงมา: ปั๊มน้ำจะดึงน้ำจากอ่างเก็บน้ำและกระจายไปบนแผ่นทำความเย็นแบบดูดซับ ซึ่งโดยทั่วไปจะทำจากเซลลูโลส เส้นใยแอสเพน หรือตัวกลางโพลีเมอร์สังเคราะห์ พัดลมจะดึงอากาศภายนอกที่อบอุ่นและแห้งผ่านแผ่นอิเล็กโทรดที่อิ่มตัวเหล่านี้ เมื่ออากาศไหลผ่านตัวกลางเปียก น้ำจะระเหยเข้าไป ถ่ายเทความร้อนออกจากอากาศและ ลดอุณหภูมิอากาศลง 5–15°C ขึ้นอยู่กับความชื้นโดยรอบ จากนั้นอากาศที่เย็นและมีความชื้นเล็กน้อยจะถูกระบายออกสู่อวกาศ

กระบวนการทั้งหมดต้องใช้เพียงน้ำประปาและไฟฟ้าในการขับเคลื่อนพัดลมและปั๊ม โดยไม่ต้องใช้สารทำความเย็น ไม่มีคอมเพรสเซอร์ และไม่มีคอยล์คอนเดนเซอร์ ความเรียบง่ายนี้เป็นที่มาของข้อดีของเครื่องทำความเย็นแบบระเหยและข้อจำกัดพื้นฐาน

ทำ เครื่องทำความเย็นแบบระเหย ใช้งานได้จริงเหรอ?

เครื่องทำความเย็นแบบระเหยทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ — แต่ภายใต้สภาพบรรยากาศที่เหมาะสมเท่านั้น ตัวแปรวิกฤตก็คือ ความชื้นสัมพัทธ์โดยรอบ . การระเหยจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่ออากาศยังไม่อิ่มตัวด้วยไอน้ำเท่านั้น ยิ่งอากาศที่เข้ามาแห้งก็ยิ่งสามารถดูดซับน้ำได้มากขึ้น และอุณหภูมิที่ลดลงก็จะยิ่งทำให้เครื่องทำความเย็นสามารถบรรลุผลได้มากขึ้น ในอากาศชื้น อัตราการระเหยจะลดลงอย่างรวดเร็ว ประสิทธิภาพการทำความเย็นจะลดลงตามสัดส่วน และอากาศที่ปล่อยออกมาจะรู้สึกชื้นและอับชื้น แทนที่จะเย็นและสดชื่น

โดยทั่วไปเกณฑ์ขั้นต่ำในทางปฏิบัติสำหรับการทำความเย็นแบบระเหยที่มีประโยชน์คือ ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 50–60% . ในสภาพอากาศที่แห้งแล้งและกึ่งแห้งแล้ง — ทางตะวันตกเฉียงใต้ของอเมริกา, ตะวันออกกลาง, เอเชียกลาง, บางส่วนของออสเตรเลีย และแอฟริกาตอนใต้ทะเลทรายซาฮารา — ที่ซึ่งความชื้นสัมพัทธ์ในฤดูร้อนลดลงต่ำกว่า 20–30% เป็นประจำ เครื่องทำความเย็นแบบระเหยให้การทำความเย็นที่เชื่อถือได้และเชื่อถือได้ โดยอุณหภูมิจะลดลงที่ทางออกที่ 10–15°C ได้ ในภูมิภาคเหล่านี้ ระบบทำความเย็นแบบระเหยทั้งบ้านเป็นเทคโนโลยีกระแสหลักที่แข่งขันกับเครื่องปรับอากาศแบบทำความเย็นได้อย่างแท้จริงในด้านความสะดวกสบาย และเหนือกว่าต้นทุนการดำเนินงานอย่างมาก

ในสภาพอากาศชื้น — ภูมิภาคชายฝั่งทะเล เขตร้อน และทุกที่ที่มีความชื้นสัมพัทธ์ในฤดูร้อนเกิน 70% เครื่องทำความเย็นแบบระเหยจะสร้างความเย็นน้อยที่สุดและเพิ่มความชื้นที่ไม่พึงประสงค์ให้กับสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยอยู่แล้ว ในสภาวะเหล่านี้ คำตอบที่ตรงไปตรงมาก็คือการทำความเย็นแบบระเหยทำงานได้ไม่ดีพอที่จะเป็นโซลูชันการทำความเย็นหลัก

กฎอุณหภูมิกระเปาะเปียก

วิธีที่แม่นยำที่สุดในการประเมินว่าเครื่องทำความเย็นแบบระเหยจะมีประสิทธิภาพในตำแหน่งที่กำหนดหรือไม่คือการตรวจสอบ อุณหภูมิกระเปาะเปียก — อุณหภูมิต่ำสุดที่สามารถทำได้ผ่านการทำความเย็นแบบระเหยที่ระดับความชื้นปัจจุบัน เครื่องทำความเย็นแบบระเหยไม่สามารถทำให้อากาศเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศที่เข้ามาได้ เมื่ออุณหภูมิกระเปาะเปียกอยู่ที่ 18°C ​​หรือต่ำกว่า ระบบทำความเย็นแบบระเหยจะให้อุณหภูมิภายในอาคารที่สะดวกสบายแม้ในวันที่อากาศร้อน เมื่อมีอุณหภูมิสูงกว่า 24°C ซึ่งเกิดขึ้นในสภาพอากาศชื้นในช่วงฤดูร้อนที่มีนักท่องเที่ยวมาเยือนมากที่สุด ค่าความเย็นที่ทำได้จะน้อยเกินไปที่จะเป็นประโยชน์ต่อความสะดวกสบายของมนุษย์

ทำ Portable Air Coolers Work?

เครื่องทำความเย็นแบบอากาศระเหยแบบพกพา — หน่วยขนาดกะทัดรัดที่จำหน่ายสำหรับการใช้งานส่วนตัวหรือในห้อง แตกต่างจากเครื่องทำความเย็นแบบท่อทั้งบ้าน — ทำงานบนหลักการระเหยแบบเดียวกันแต่ในขนาดที่เล็กกว่า มีประสิทธิภาพในการทำความเย็นบริเวณเฉพาะหน้ายูนิตโดยตรงเมื่อใช้ในสภาวะแห้งอย่างเหมาะสม การประเมินเครื่องทำลมเย็นแบบพกพาอย่างตรงไปตรงมาจำเป็นต้องแยกประเภทผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันมากออกเป็นสองประเภทซึ่งมักจะปะปนกันในด้านการตลาด

เครื่องทำความเย็นแบบระเหยของแท้ (พร้อมแผ่นและปั๊ม)

อุปกรณ์พกพาที่มีอ่างเก็บน้ำ ปั๊ม และแผ่นสื่อระเหยที่เหมาะสมจะช่วยลดอุณหภูมิของอากาศได้อย่างแท้จริงผ่านการระเหย ในสภาพอากาศแห้งหรือห้องที่มีการระบายอากาศดีและมีความชื้นต่ำ เครื่องเหล่านี้สามารถลดอุณหภูมิอากาศในช่องทางระบายลงได้ 4–8°C และให้ความสบายอย่างมากแก่ผู้ที่นั่งในระยะ 2–3 เมตร พวกเขาบริโภค 50–150 วัตต์ ประมาณหนึ่งในสิบของกำลังไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่างที่เทียบเคียงได้ และต้องการเพียงการเติมน้ำและการทำความสะอาดแผ่นเป็นระยะเพื่อการบำรุงรักษา

ข้อจำกัดในรูปแบบพกพาจะเหมือนกับเครื่องที่ใหญ่กว่า นั่นคือประสิทธิภาพจะลดลงเมื่อความชื้นในห้องเพิ่มขึ้น เนื่องจากเพิ่มความชื้นให้กับอากาศในห้อง จึงทำงานได้ดีที่สุดเมื่อเปิดหน้าต่างหรือประตูเพื่อให้อากาศชื้นระบายออกไปและมีอากาศแห้งบริสุทธิ์เข้ามา การใช้เครื่องทำความเย็นแบบระเหยแบบพกพาในห้องปิดที่ปิดมิดชิดจะทำให้ความชื้นสะสมอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้กำลังการทำความเย็นของเครื่องลดลงเรื่อยๆ จนกระทั่งเป็นเพียงการหมุนเวียนอากาศอุ่นและชื้นเท่านั้น

พัดลมไร้ใบพัด / อุปกรณ์พ่นหมอกที่วางตลาดในชื่อ "เครื่องทำความเย็นแบบอากาศ"

ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ที่วางตลาดเป็น "เครื่องทำความเย็นแบบอากาศแบบพกพา" หรือ "เครื่องปรับอากาศส่วนบุคคล" ในทางปฏิบัติแล้วเป็นพัดลมธรรมดาที่มีอ่างเก็บน้ำขนาดเล็กที่จะพ่นละอองน้ำลงในกระแสลมหรือส่งผ่านอากาศผ่านฟองน้ำเปียกโดยไม่มีระบบปั๊มและแผ่นที่เหมาะสม อุปกรณ์เหล่านี้ให้ความรู้สึกของการระเหยเล็กน้อยใกล้กับตัวเครื่องมาก แต่ไม่ได้ลดอุณหภูมิอากาศในห้องลงอย่างมีนัยสำคัญ ไม่สามารถเทียบเคียงได้กับเครื่องทำความเย็นแบบระเหยของแท้ และไม่ควรประเมินด้วยเกณฑ์เดียวกัน

เครื่องปรับอากาศกับเครื่องทำความเย็น Swamp: ต่างกันอย่างไร

เครื่องปรับอากาศแบบทำความเย็นและเครื่องทำความเย็นแบบระเหยแบบระเหยมีทั้งอุณหภูมิอากาศภายในอาคารที่ต่ำกว่า แต่ทำงานผ่านกลไกทางกายภาพที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และมีโปรไฟล์ประสิทธิภาพ ต้นทุนการดำเนินงาน และข้อกำหนดในการติดตั้งที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน

ก เครื่องปรับอากาศทำความเย็น ใช้วงจรทำความเย็นแบบอัดไอ: สารทำความเย็นจะไหลเวียนระหว่างคอยล์เย็นภายในอาคารและคอยล์คอนเดนเซอร์ภายนอกอาคาร สารทำความเย็นจะดูดซับความร้อนจากอากาศภายในอาคารไปที่คอยล์ระเหย นำความร้อนนั้นออกไปข้างนอก และปล่อยออกมาที่คอนเดนเซอร์ อากาศเย็นจะถูกหมุนเวียนภายในพื้นที่ปิดสนิท เนื่องจากการทำความเย็นแบบทำความเย็นไม่ขึ้นกับความชื้น โดยจะขจัดความร้อนออกจากอากาศโดยตรงโดยไม่คำนึงถึงปริมาณความชื้น จึงทำงานได้ดีเท่าเทียมกันในสภาพอากาศชื้นและแห้ง นอกจากนี้ยังลดความชื้นในอากาศภายในอาคารซึ่งเป็นผลพลอยได้จากความเย็น เนื่องจากความชื้นควบแน่นบนคอยล์เย็น

ก หนองน้ำเย็น เพิ่มความชื้นในอากาศแทนที่จะเอาออก ต้องการอากาศภายนอกที่บริสุทธิ์อย่างต่อเนื่อง และสามารถทำงานได้โดยเปิดหน้าต่างหรือช่องระบายอากาศเท่านั้น ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนการดำเนินงานของการทำความเย็นแบบระเหยมีมาก: โดยปกติแล้วเครื่องทำความเย็นแบบระเหยทั้งบ้านมักจะสิ้นเปลือง ไฟฟ้าน้อยลง 75–80% กว่าระบบทำความเย็นที่มีความสามารถในการทำความเย็นเท่ากัน

ประเภทของเครื่องทำความเย็นแบบระเหย

ผลิตภัณฑ์ทำความเย็นแบบระเหยมีจำหน่ายหลายรูปแบบ ซึ่งเหมาะกับประเภทอาคารและข้อกำหนดในการทำความเย็นที่แตกต่างกัน

เครื่องทำความเย็นแบบระเหยโดยตรง

การกำหนดค่าเครื่องทำความเย็นแบบหนองน้ำมาตรฐานที่อธิบายไว้ข้างต้น — อากาศไหลผ่านแผ่นเปียกโดยตรงและระบายออกสู่อวกาศ ให้ความเย็นสูงสุดแต่ยังเพิ่มความชื้นได้สูงสุดอีกด้วย เหมาะสำหรับสภาพอากาศแห้งที่การเพิ่มความชื้นมีประโยชน์มากกว่าจะสร้างปัญหา มีให้เลือกทั้งแบบบ้านทั้งหลังแบบติดตั้งบนชั้นดาดฟ้า, แบบหน้าต่าง และแบบอิสระแบบพกพา

เครื่องทำความเย็นแบบระเหยสองขั้นตอน (ทางอ้อม-โดยตรง)

ก two-stage evaporative cooler first pre-cools the incoming air through an indirect heat exchanger — where evaporation occurs on a secondary air stream that does not contact the supply air — and then passes the pre-cooled air through a direct evaporative stage. The result is cooler supply air at lower added humidity than a direct-only system. Two-stage units can achieve effective cooling in climates with relative humidity up to 70–75% ซึ่งขยายช่วงการทำความเย็นแบบระเหยทางภูมิศาสตร์ที่มีศักยภาพอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับหน่วยโดยตรงเท่านั้น

ระบบระเหยทั้งบ้านแบบต่อท่อ

ในภูมิภาคที่การทำความเย็นแบบระเหยมีความเหมาะสมตามสภาพอากาศ ระบบท่อส่วนกลางจะกระจายอากาศเย็นทั่วทั้งบ้านผ่านท่อเดียวกับที่ใช้ทำความร้อน หน่วยที่ติดตั้งบนชั้นดาดฟ้าจะดึงอากาศจากภายนอก ส่งผ่านแผ่นระเหยขนาดใหญ่ และดันอากาศเย็นเข้าสู่ระบบกระจายท่อ ระบบเหล่านี้มีขนาดตามความสามารถในการไหลเวียนของอากาศ โดยทั่วไปแล้ว เปลี่ยนอากาศ 1-2 ครั้งต่อนาที สำหรับปริมาตรบ้านทั้งหมด - และต้องมีการจัดการช่องหน้าต่างและประตูอย่างรอบคอบเพื่อกำหนดทิศทางการไหลเวียนของอากาศผ่านพื้นที่อยู่อาศัยและอากาศชื้นที่ระบายออก

การบำรุงรักษาเครื่องทำความเย็นแบบระเหยและคุณภาพน้ำ

ข้อกำหนดในการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องของเครื่องทำความเย็นแบบระเหยนั้นเรียบง่ายแต่ต้องไม่ละเลย เนื่องจากระบบหมุนเวียนน้ำอย่างต่อเนื่องและปล่อยให้สัมผัสกับอากาศ การสะสมของขนาดแร่ธาตุและการเจริญเติบโตทางชีวภาพจึงเป็นปัญหาการบำรุงรักษาหลักสองประการ

น้ำกระด้างจะสะสมตะกรันแคลเซียมและแมกนีเซียมคาร์บอเนตไว้บนแผ่นระเหยและส่วนประกอบของปั๊ม ขณะที่น้ำระเหยและแร่ธาตุเข้มข้นในอ่างเก็บน้ำ ในพื้นที่น้ำกระด้าง ควรระบายและล้างอ่างเก็บน้ำทุกสัปดาห์ ในระหว่างการใช้งานสูงสุด และควรตรวจสอบแผ่นอิเล็กโทรดทุกเดือนและเปลี่ยนทุกปีหรือเมื่อมีคราบสะสมที่มีนัยสำคัญซึ่งจำกัดการไหลของอากาศ

น้ำนิ่งในอ่างเก็บน้ำเป็นสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและสาหร่าย การเปิดเครื่องในโหมดเฉพาะพัดลมเป็นระยะเพื่อทำให้แผ่นอิเล็กโทรดแห้ง โดยใช้การบำบัดด้วยไบโอไซด์ที่ได้รับการรับรองสำหรับเครื่องทำความเย็นแบบระเหย และการระบายระบบออกจนหมดเมื่อสิ้นสุดฤดูทำความเย็น จะป้องกันการสะสมทางชีวภาพและกลิ่นเหม็นอับซึ่งเป็นผลมาจากแผ่นอิเล็กโทรดที่ถูกละเลย ซึ่งเป็นที่มาของ "หนองน้ำ" ใน "เครื่องทำความเย็นในหนองน้ำ"

แผ่นรองพิมพ์เซลลูโลสแข็งสมัยใหม่มีอายุการใช้งานยาวนาน 3-5 ปี ด้วยการบำรุงรักษาที่เหมาะสม เมื่อเทียบกับแผ่นใยแอสเพนรุ่นเก่าที่ใช้เวลา 1-2 ฤดูกาล เมื่อสิ้นสุดฤดูกาล การระบายน้ำ การทำความสะอาด และการคลุมตัวเครื่องจะช่วยป้องกันตะกรันแข็งตัวในช่วงฤดูหนาว และยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบที่เปียกทั้งหมด