Proč zvolit adiabatické chlazení? Nejlevnější řešení pro chlazení hal, velkých prostor i zemědělských budov

Právě proto v posledních letech, s rostoucí potřebou chlazení velkých hal, roste i zájem o adiabatické chlazení. To využívá přirozený princip odpařování vody a dokáže zajistit tepelnou pohodu při výrazně nižší spotřebě elektrické energie než klasické klimatizační systémy. Technologie je dnes běžně využívána ve výrobních závodech, logistických centrech, skladech i zemědělských budovách a patří mezi nejefektivnější řešení pro chlazení velkých prostor. Prohlédněte si reference firmy Robur.  

Adiabatické chlazení není novinka. Využívali ho už staří Peršané

Když se řekne adiabatické neboli odpařovací chlazení, většina lidí si představí moderní stropní jednotku s ventilátorem a regulací. Ve skutečnosti je však jednou z nejstarších metod ochlazování vzduchu, jehož princip využívali obyvatelé Perské říše již před více než 2 000 lety.

V oblastech dnešního Íránu vznikaly tzv. badgiry, známé také jako perské větrné věže. Tyto stavby zachytávaly proudící vzduch a usměrňovaly jej přes vodní plochy nebo podzemní zásobníky vody. Při odpařování vody docházelo k přirozenému ochlazení vzduchu, který následně proudil do obytných prostor. Bez elektřiny, bez kompresorů a bez chladiv tak bylo možné i v extrémně horkém klimatu vytvářet překvapivě komfortní vnitřní prostředí.

Přestože dnešní průmyslové systémy využívají moderní ventilátory, regulace a speciální odparné výplně, základní fyzikální princip zůstává zcela stejný – ochlazování vzduchu pomocí odpařování vody.

Jak funguje adiabatické chlazení

Princip adiabatického chlazení vychází z jednoduchého fyzikálního děje. Teplý venkovní vzduch prochází přes zvlhčenou výplň, ve které dochází k odpařování vody. Pro odpar je potřeba energie, která je odebrána z nasávaného vzduchu. Výsledkem je pokles jeho teploty a vznik příjemně ochlazeného vzduchu přiváděného do objektu.

Na rozdíl od kompresorové klimatizace zde nepracuje žádný chladicí okruh, kompresor ani expanzní ventil. Systém využívá pouze ventilátor, oběhové čerpadlo a vodu. Díky tomu je konstrukce jednodušší, spolehlivější a energeticky nenáročná.

Jak funguje adiabatické chlazení krok za krokem

Celý proces lze rozdělit do čtyř jednoduchých fází:

1. Nasávání teplého vzduchu

Ventilátor nasává venkovní vzduch do jednotky. Čím vyšší je teplota vzduchu a čím nižší je jeho relativní vlhkost, tím účinnější bude proces chlazení.

2. Průchod přes vlhkou výplň

Vzduch prochází speciální celulózovou nebo syntetickou výplní, po které stéká voda. Voda se postupně odpařuje do proudu vzduchu.

3. Přeměna citelného tepla na latentní

Pro odpaření vody je potřeba energie. Tato energie je odebrána z teplého vzduchu ve formě citelného tepla. Dochází k poklesu teploty vzduchu a současně ke zvýšení jeho absolutní vlhkosti.

4. Distribuce ochlazeného vzduchu

Ochlazený vzduch je přiváděn přímo do budovy nebo do systému vzduchotechnických rozvodů. V hale následně vytváří přetlak, který odvádí přebytečné teplo, prach a znečištěný vzduch ven z objektu.

Opravdu nejlevnější chlazení hal? Rozhodují provozní náklady a způsob provozu

Při výběru technologie je důležitější než samotná pořizovací cena dlouhodobý provoz. Z tohoto pohledu představuje adiabatické chlazení jednu z nejzajímavějších technologií současnosti.

Klasická klimatizace vyrábí chlad pomocí kompresorového cyklu a pro každý kilowatt chladicího výkonu spotřebovává relativně vysoké množství elektrické energie. Moderní systémy běžně dosahují účinnosti EER nebo COP v rozmezí 3–5, což znamená, že z 1 kW elektrické energie vyrobí přibližně 3 až 5 kW chladu.

Oproti tomu adiabatické chladiče mají schopnost dodat přibližně 20 kW chladicího výkonu při spotřebě okolo 1 kW elektrické energie pro ventilátor a související technologie. V praxi tedy může být výrazně levnější na provoz oproti kompresorové klimatizaci. Zajímá vás informace o jednotkových nákladech na provoz? Prohlédněte si naší případovou studii.

Proč je adiabatika tak účinná?Využívá energii uloženou ve vodě

Fyzikální princip adiabatického chlazení vychází ze skupenského tepla, který je potřeba k odparu vody. Pro odpaření jediného kilogramu vody je potřeba přibližně: 2 257 kJ energie. A právě tato energie je odebrána z proudícího vzduchu, což vede k jeho ochlazení.

V průmyslových aplikacích lze běžně dosahovat:

• poklesu teploty přiváděného vzduchu o 5–12 °C,
• účinnosti odparu 70–90 %,
• průtoků vzduchu od jednotek až po desítky tisíc m³/h.

Bez chladiv, bez freonů, bez legislativních komplikací

Kromě nízkých provozních nákladů je další významnou výhodou skutečnost, že adiabatické chlazení nevyužívá žádná syntetická chladiva.

Kompresorové systémy pracují s fluorovanými plyny a chladivy podléhajícími stále přísnějším evropským předpisům. To znamená pravidelné kontroly, evidenci chladiv, servisní zásahy a rostoucí náklady na provoz.

Adiabatický systém využívá pouze:

• vodu,
• ventilátor,
• oběhové čerpadlo,
• regulační systém.

Nevznikají zde náklady spojené s doplňováním chladiva, zkoušek těsnosti, vedení dokumentace ani environmentální a bezpečností rizika spojená s jeho případným únikem. Technologie proto představuje ekologicky nejšetrnější variantu chlazení založenou pouze na odparu vody.

Nízké pořizovací náklady u velkých objektů

V případě výrobních a logistických hal bývá významným faktorem také investiční náročnost.

Klimatizace velkých prostor vyžaduje rozsáhlé chladicí okruhy, výkonné kompresory a vysoké elektrické příkony. S rostoucí velikostí objektu rostou investiční náklady velmi rychle.

Adiabatické jednotky lze instalovat decentrálně na střechu nebo do obvodové stěny budovy a následně rozvádět ochlazený vzduch. Díky své jednoduchosti bývá investice do adiabatického chlazení výrazně nižší než u plnohodnotné klimatizace obdobného výkonu.  

Chlazení a větrání v jednom systému

Jednou z největších předností adiabatického chlazení je spojení chlazení a větrání. Výměna vzduchu je jeden z klíčových faktorů adiabatického chlazení. Intenzivní výměna vzduchu současně s chlazením je energeticky velice náročná. Nově přivedený vzduch se musí znovu a znovu ochlazovat. Naproti topu adiabatický chladič přivádí už ochlazený čerstvý vzduch čímž zaručuje příjemné a komfortní prostředí při minimálních jednotkových nákladech.  Dochází tak nejen ke snížení teploty, ale také ke zlepšení kvality vzduchu na pracovišti jeho mírnému proudění a zvlhčení.

Výsledkem je:

• nepřetržitý přívod čerstvého vzduchu,
• odvod přebytečného tepla,
• nižší koncentrace prachu a škodlivin,
• vyšší komfort zaměstnanců,

Kde má adiabatické chlazení největší smysl?

Ne každá budova potřebuje celoroční přesné udržování teploty na desetiny stupně. U velkých objektů je často důležitější zajistit příjemné pracovní prostředí, odvádět přebytečné teplo a zajistit dostatek čerstvého vzduchu. Právě zde vyniká adiabatické chlazení:

Výrobní haly a technologické provozy

Technologické procesy často generují velké množství tepla. Adiabatické systémy dokážou současně chladit i větrat výrobní prostory. Odvádí nejen teplý vzduch, ale i nežádoucí plyny které vznikají jako vedlejší produkt při výrobě. Jsou to například slévárny, sklárny, tiskárny atd.   

Zemědělské budovy

Ve stájích, drůbežárnách a dalších objektech pomáhá snižovat tepelný stres zvířat, ale současně větrat a zlepšovat mikroklima. To je klíčové u provozů, kde bez větrání dochází k vysokým kontcentracím, sirovodíku amoniaku či metanu.

Sportovní a výstavní haly

Velké objemy vzduchu a vysoká koncentrace osob vytvářejí ideální podmínky pro použití odpařovacích systémů. Výměna vzduchu zajišťuje příjemné klima a snižuje koncentraci oxidu uhelnatého.

Závěr

Pokud hledáte efektivní řešení pro chlazení velkých prostor, výrobních hal, skladů nebo zemědělských budov, představuje adiabatické chlazení technologii s mimořádně zajímavou ekonomikou provozu.

Mezi hlavní výhody patří:

• 3–5 × nižší provozní náklady oproti kompresorové klimatizaci,
• velmi nízká spotřeba elektrické energie,
• absence freonů a jiných chladiv,
• současné chlazení a větrání,
• nižší servisní náklady,
• jednoduchá instalace,
• ekologický a udržitelný provoz.

Právě kombinace nízkých nákladů, vysoké energetické účinnosti a schopnosti efektivně řešit chlazení rozsáhlých objektů dělá z adiabatického chlazení jedno z nejperspektivnějších řešení současné průmyslové vzduchotechniky.