Hvad er Adiabatisk køling?

Adiabatisk køling er en effektiv måde at fjerne overvarme på. Den adiabatiske kølingsproces følger termodynamikkens første lov: Energi i et lukket system forsvinder ikke, men flytter sig blot et andet sted hen.

Det betyder, at den adiabatiske effekt opstår, når varmen tvinges til at sprede sin energi via et adiabatisk system – som for eksempel et luftbefugtningsanlæg, der forstøver og fordamper vand.

Adiabatisk køling bruges til at opretholde optimale temperaturer i mange forskellige kommercielle og industrielle processer. Den adiabatiske kølingsproces bruges blandt andet til:

  • Temperaturregulering i drivhuse
  • Klimaanlæg i boliger
  • Køleanlæg

Adiabatisk køling i naturen

I naturen er adiabatisk køling ofte forbundet med høje luftlag. Et eksempel på dette er skyformationer: En luftmasse opvarmes, udvider sig og bliver mindre tæt. I takt med, at den bliver mindre tæt, bliver den også lettere, og derfor hæver den sig over luftmasser med højere tryk.

Efter at have nået områder med mindre tæt luft, udvider luftmassen sig yderligere og mister den energi, den vandt, og herved afkøles den. Når luften, der er i færd med at afkøle, krydser dugpunktet, ophobes fugten i luften og bliver således til skyer.

Med tilstrækkelig fugt og afkøling kommer nedbør. Principperne for adiabatisk køling kan derfor også anvendes til at øge luftfugtigheden steder, hvor der er behov for dette.

Hvordan fungerer adiabatiske kølesystemer?

Et typisk adiabatisk kølesystem trækker luft udefra og nedkøler den ved at tilføre og fordampe vandtåge til den omgivende luft. Herefter føres den afkølede luft til en varmeveksler, som fjerner varmeenergi fra processen og overfører energien til den kølige omgivende luft. Når denne er opvarmet, sænkes temperaturen på den cirkulerende luft ved fordampning, før en ny afkølingscyklus begynder.

Adiabatisk køling kaldes også evaporativ køling. Der findes tre forskellige typer evaporativ køling:

  1. Direkte evaporativ køling
  2. Indirekte evaporativ køling
  3. Indirekte/direkte (to-trins) evaporativ køling

Direkte evaporativ køling

Direkte evaporativ køling er den mest udbredte adiabatiske køleteknik, Den kaldes direkte, fordi der er direkte interaktion mellem vandet og luften, der anvendes i systemet. I denne proces fordampes vand direkte til en strøm af opvarmet luft for at lette afkølingen.

Indirekte evaporativ køling

Ved indirekte evaporativ køling fordampes vand separat i en luftsøjle, der holdes adskilt fra den luftstrøm, der anvendes til køling. I denne proces sker varmeudvekslingen ved overfladen af rørene, som den opvarmede luft ledes igennem. Den fugtige, fordampede luft, der passerer over ydersiden af varmluftkanalerne, absorberer varmen og køler herved luften i kanalerne.

Indirekte/direkte (to-trins) evaporativ køling

Denne to-trins-proces inkorporerer elementer af både direkte og indirekte evaporativ køling. Det første trin i processen er indirekte køling, som opnås ved at recirkulere koldt vand i en varmeveksler for at fjerne varme fra den omgivende luft.

I den anden halvdel af processen reduceres lufttemperaturen yderllgere ved at bringe luften i direkte kontakt med det fordampende vand. Herved falder temperaturen til det ønskede niveau.

Kombination af både direkte og indirekte afkølingsfaser giver mulighed for hurtigere afkøling til endnu lavere temperaturer, end hvad der opnås med de enkelte metoder hver for sig. To-trins-køling er også mere energi- og omkostningsbesparende samt et mere miljøvenligt alternativ til andre selvstændige adiabatiske kølemetoder.