EN
Pääasialliset erot vesillä ja ilmakestoisilla jäähdytimillä
1. Jäähdytysmekanismit: Vesi vs. Ilma lämpösiirto
Ilmalla ja vedellä jäähdytetyt jäähdyttimet toimivat eri lämmönsiirtoperiaatteiden, pääasiassa konvektion ja johtumisen, mukaan tehtaiden ja laitosten lämpötilan säytössä. Ilmalla jäähdytettävissä malleissa lämpö poistuu ympäröivän ilman kautta suurien puhaltimien ja kondensointikelojen avulla, joita näkyy ulospäin. Veden jäähdyttämät jäähdyttimet lähestyvät ongelmaa täysin eri tavalla käyttämällä vettä pääasialliseksi keinoksi lämmön siirtämiseen. Vesi vain hoitaa tämän tehtävän paremmin, koska se voi varastoida paljon enemmän lämpöenergiaaia ennen kuin itse lämpenee. Siksi vesipohjaiset järjestelmät poistavat lämpöä tehokkaammin kuin ilmajäähdytetyt. Tutkimus tukee tätä, sillä vesi siirtää ja ottaa vastaan lämpöä huomattavasti ilman mahdollistamaa nopeammin, mikä selittää miksi suurin osa teollisuuden toiminnasta valitsee vesijäähdytyksen kun laajuus on tärkeää. Ilmaston kannalta ympäröivä lämpötila vaikuttaa merkittävästi. Vesijäähdytysjärjestelmät pysyvät tasaisina riippumatta siitää onko ulkona pakkasta vai helteet, koska vesi säilyttää lämpötilansa paljon paremmin kuin ilma päivän mittaan.
2. Järjestelmän komponentit ja infrastruktuuri tarpeet
Ilmalla jäähdytetyillä jäähdytyskoneilla on useita keskeisiä osia, kuten tuuletin, höyrystin ja kondensaattori, jotka kaikki toimivat yhdessä lämmön poistamiseksi. Näiden laitteiden etu on, etteivät ne vaadi paljon ylimääräistä varustusta, mikä on erityisen hyödyllistä tilojen säästötarpeisiin tai paikoissa, joissa ei ole veden saatavuutta. Vedenjäähdytteiset jäähdytyskoneet puolestaan vaativat paljon enemmän lisävarustusta, kuten jäähdytystornit, pumput ja erilaiset vesienkäsittelyjärjestelmät, jotta ne voivat toimia oikein. Kaiken tämän varustuksen huoltaminen vaatii erikoistunutta osaamista vesienkäsittelyssä, jotta vältetään ongelmia, kuten kalkkikerrostuma ja korroosio. Toinen tärkeä etu ilmalla jäähdytetyille järjestelmille on, että ne vievät paljon vähemmän tilaa, koska jäähdytystornien käyttö ei ole tarpeen. Tämä on erityisen tärkeää kaupungeissa, joissa jokainen neliömetri on arvokas ja monimutkaiset asennukset voivat haitata liiketoimintaa.
3. Ympäristövaikutus ja resurssien kulutus
Ilmalla jäähdytetyt jäähdyttimet käyttävät yleensä paljon vähemmän vettä kuin vesijäähdytteiset mallit, mikä tekee niistä soveltuvampia paikoissa, joissa vesi on harvinaista. Toisaalta ne eivät ole yhtä energiatehokkaita kuin vesijäähdytteisiä malleja, jotka säästävät sähkönkulutuksessa pitkäaikaisessa käytössä. Vesijäähdytetyt järjestelmät ovat selvästi energiatehokkaampia, mutta vaativat jatkuvan vesitason saatavuuden. Tämä aiheuttaa ongelmia kuivilla alueilla, joilla vedensäästö on erityisen tärkeää. Joidenkin tutkimusten mukaan vesijäähdytetyt jäähdyttimet tuottavatkin elinaikanaan vähemmän päästöjä, etenkin huippukäyttöjaksojen aikana. Silti yritykset, jotka käyttävät näitä, kohtaavat usein ongelmia paikallisten säädösten kanssa, jotka koskevat veden käyttöä ja jäteveden hävittämistä. Yrityksille, jotka harkitsevat näitä vaihtoehtoja, on tärkeää tutkia alueensa sääntelykehykset, kun otetaan huomioon vihreiden aloitteiden lisääntynyt merkitys nykyisessä teollisuudessa.
Toimintamekanismien selitys
1. Kuinka ilma-kestäjät jäähdyttävät lämpöä
Ilmalla jäähdytetyt jäähdyttimet toimivat käyttämällä ympäröivää ilmaa lämmön poistamiseksi, pääasiassa jotakin, mitä kutsutaan kondensaattoriksi. Jäähdyttimen sisällä jäähdytysaine ottaa lämpöä vastaan, siirtää sen kondensaattorikelan kautta ja puhaltimet työntävät tavallista ilmaa kelan läpi, jotta lämpö voi poistua ja jäähdyttää jäähdytysainetta uudelleen. On olemassa erilaisia jäähdyttimia, mutta kaksi yleistä tyyppiä ovat palautuvat ja ruuvimallit. Palautuvat jäähdyttimet ovat melko tehokkaita, kun ne eivät ole kovin kovilla töissä, kun taas ruuvijäähdyttimet kestävät jatkuvaa käyttöä paremmin, erityisesti suuremmilla kokoonpanoilla. Joidenkin tutkimusten perusteella eri suunnitteluratkaisujen tehokkuus riippuu ulkolämpötiloista ja siitä, mikä vuodenaika on kyseessä. Kuuma sää voi itse asiassa tehdä ilmalla jäähdytetyistä jäähdyttimistä tehottomampia, koska ilman ja jäähdytysaineen välisen lämpötilaeron pienentyessä ne eivät toimi yhtä hyvin.
2. Vesiä käyttävät jäähdytyskondensaattoriloopit ja jäähdytyspylväs
Vesijäähdytysjärjestelmät toimivat siten, että vettä ohjataan kondensointipiirejä pitkin, joiden tehtävä on poistaa ylimääräinen lämpö. Jäähdytystornit ovat tärkeä osa tätä kokonaisuutta, koska ne auttavat jäähdyttämään vettä haihduttamalla osan siitä. Tämä prosessi alentaa vesilämpöä ennen sen palauttamista järjestelmään. Tornien rakenteella on suuri merkitys niiden suorituskyvylle. Eri rakennemallit ja materiaalit vaikuttavat siihen, kuinka tehokas ja luotettava koko järjestelmä pysyy pitkän aikaa. Useimmat käyttäjät tietävät, että jäähdytystorneissa vettä katoaa usealla tavalla: haihtuminen on luonnollinen ilmiö, osa vedestä päätyy tuulen mukana pois ja on myös ns. puhallusvesivirta, jossa vettä on säännöllisesti poistettava. Kaikki nämä häviöt kasaantuvat ja vaikuttavat merkittävästi kustannuksiin. Siksi asianmukainen vedenkäsittely on niin tärkeää, jotta kaikki toimii moitteettomasti, laitteisiin ei muodostu kalkkikerroksia ja jäähdyttimet pysyvät toimintavalmiina eivätkä pettäisi odottamatta.
3. Tehokkuus eri ilmastoehdoissa
Ilman ja veden jäähdytteisten jäähdytyslaitteiden tehokkuustasot riippuvat todella siitä, missä niitä käytetään, joten suunnittelijoiden tulee pohtia ilmaston vaikutuksia valintaa tehdessä. Veden jäähdytteiset mallit toimivat yleensä paremmin kuumilla alueilla, koska vesi sitoo lämpöä paljon tehokkaammin kuin ilma. Tarkastele esimerkiksi energiatehokkuuslukemia (EER) ja suorituskyvyn kertoimia (COP) lämpimillä alueilla, jolloin veden jäähdytteiset järjestelmät ovat säännönmukaisesti parempia. Ilman jäähdyttimiä käytettäessä voi esiintyä ongelmia kuumuusaikoina. Kun ulkolämpötila lähestyy liian paljon jäähdytysnesteputkien sisäistä lämpötilaa, suorituskyky alkaa heiketä. Kosteissa olosuhteissa tilanne on taas täysin erilainen. Veden jäähdytteiset laitteet toimivat moitteettomasti myös kosteassa ilmassa, koska lämmönsiirto pysyy stabiilina. Joidenkin alan raporttien mukaan kylmissä oloissa ilman jäähdyttimiä voidaan saavuttaa parempia tuloksia, koska vedenjohdot eivät jäädy niin helposti. Kaikki nämä alueelliset erot korostavat sitä, miksi kiinteistönhoidon tulisi mukauttaa jäähdytysratkaisujaan paikallisten säätöjen mukaan, jos maksimaalinen tehokkuus jäähdytyslaitteista halutaan saavuttavan.
Tärkeät huomioon otettavat seikat valinnassa
1. Energiatehokkuus ja toimintakustannukset
Energiatehokkuudella on suuri merkitys jäähdyttimien yhteydessä, koska se vaikuttaa suoraan kustannuksiin, joita kertyy niiden käytöstä päivittäin. Ilmajäähdytteiset mallit kuluttavat yleensä enemmän sähköä kuin vesijäähdytteiset, mikä johtaa usein korkeampiin laskuihin pitkäaikaisesti ajateltuna. Vesijäähdytettyjen järjestelmien toiminta on tehokkaampaa termodynamiikan näkökulmasta, koska ne käyttävät lämmön siirtämiseen vettä, mikä vähentää tarvittavan sähkötehon määrää. Sähköntoimittajien hinnoitteluperiaatteet tekevät asiasta kuitenkin vielä monimutkaisemman. Jos sähkön hinnat nousevat, ilmajäähdytteiset järjestelmät alkavat maksaa yrityksille paljon lisää rahaa melko nopeasti. Käytännön esimerkit osoittavat, että vesijäähdytteisten jäähdyttimien vuosittaiset käyttökustannukset ovat yleensä pienemmät kuin ilmajäähdytteisten versioiden. Energian osalta Yhdysvaltain energianhuoltoministeriö (Department of Energy) on viime aikoina vaatinut korkeampia tehokkuusstandardeja erityisesti kaupallisiin käyttöön tarkoitettuihin jäähdyttimiin, joten yritysten tulisi nykyään todella harkita ympäristöystävällisempiä ratkaisuja. On myös todellisia taloudellisia etuja. Ohjelmat, kuten Energy Star, tarjoavat palautuksia ja muita kannustimia, jotka auttavat kompensoimaan osan alkuinvestointikustannuksista, kun siirrytään käyttämään tehokkaampaa laitteistoa.
2. Avaruusvaatimukset ja asennuksen monimutkaisuus
Valittaessa eri jäähdytysjärjestelmiä tilantarpeet ja asennuksen monimutkaisuus ovat tärkeitä tekijöitä päätöksenteossa. Ilmajäähdytteiset jäähdyttimet vievät paljon tilaa, koska niiden ympärille täytyy jättää riittävä ilmavirtaus. Vesijäähdytteiset mallit sopivat yleensä pienempiin tiloihin, mutta niihin liittyy lisävarusteita, kuten jäähdytystorneja, joiden asennukseen vaaditaan myös lisätyötä. Näiden järjestelmien asennus ei ole yksinkertaista. Vesijäähdytteisiin liittyy runsaasti putkistotöitä ja niiden käyttöön saattaa liittyä erityisiä lupia veden käyttöön. Järjestelmän sijoittaminen vaikuttaa myös niiden toimintaan. Jos ilmajäähdytetty sijoitetaan huonoon ilmanvaihtoon tai todella kuumaan ympäristöön, se ei toimi oikein. Käytännön kokemusten mukaan vesijäähdytteiset järjestelmät toimivat luotettavasti asennuksen jälkeen, mutta niiden alkuperäinen asennus on vaikeaa. Useimmat asentajat kertovat, että ilmajäähdytteiset laitteet saadaan asennettua paljon nopeammin eikä niissä tarvita samoja asiantuntijoita, joita keskusteluissa mainitaan vesijäähdytteisten asennusten yhteydessä.
3. Veden saatavuus vs. ilmakehään riippuvat järjestelmät
Paikallisen veden saatavuudella on suuri merkitys päätettäessä siitä, kannattaako valita vesijäähdytteiset jäähdyttimet vai ilmajäähdytteiset vaihtoehdot, erityisesti kuivuusalueilla. Vesijäähdytteiset järjestelmät eivät toimi hyvin alueilla, joilla vettä on vähän, koska kukaan ei halua tuhlata arvokkaita resursseja vettä kuluttavaan laitteeseen. Näin suuri vedenkulutus vaatii yrityksiltä harkintaa ennen kuin tehdään investointeja. Ilmajäähdytteiset järjestelmät poistavat tämän ongelman kokonaan, koska ne toimivat ilman vettä, mikä tekee niistä älykkäämmän valinnan alueilla, joilla vesipula on yleistä. Todelliset vedensäästöt kannustavat usein valitsemaan ilmajäähdytyksen, varsinkin jos tarkastellaan pitkän ajan säästöjä eikä vain lyhyen aikavälin kustannuksia. Viime aikoina ilmajäähdytteisten jäähdyttimien suorituskyky on parantunut, esimerkiksi muuttuvanopeudella toimivat kompressorit vähentävät sähköntarvetta ja silti pitävät toiminnot viileinä. Kaikkien laitteistopäätösten vastuuhenkilöiden tulisi varmasti tarkistaa paikallinen vesivarat ennen jäähdytinten valintaa. Ei ole kyse vain ympäristöystävällisyydestä, vaan myös siitä, että säilytään sääntöjen mukana ja vältetään mahdollisia ongelmia myöhemmin, kun vesi tulee entistäkin harvinaisemmaksi.