Umsetzungsbeispiele

Oxycom verwendet Wasser, das stärkste Kältemittel der Natur (R718) zum Kühlen von Luft auf umweltfreundliche Art und Weise. Die Verdunstung von 1 m3 Wasser ergibt fast 700 kWh Kühlleistung. Zum Vergleich: die gleiche Menge Wasser wird in einem Kraftwerk verwendet, um nur 50 kWh Elektrizität zu erzeugen, die herkömmliche Klimatisierungssysteme in nicht mehr als 150 kWh Kühlleistung umwandeln können. Oxycom hat mehrere Verdunstungskühlungstechnologien und Technologiekombinationen entwickelt, jede mit ihrem eigenen Einsatzbereich:

  • Stand-Alone-Oxyvap®: geeignet für jegliche Außentemperaturen und einer absolute Feuchtigkeit im Außenbereich bis zu 12 g/kg (0.012 lb/lb).
  • Zwei-Stufen-Oxyvap®: geeignet für jegliche Außentemperaturen und einer absolute Feuchtigkeit im Außenbereich bis zu 16 g/kg (0.016 lb/lb).
  • Stand-Alone-Oxycell®: geeignet für jegliche Außentemperaturen und einer absolute Feuchtigkeit im Außenbereich bis zu 16 g/kg (0.016 lb/lb).
  • Oxycell®-basierte Hybrid-Kühlung: geeignet für jegliche Außentemperaturen und Feuchtigkeit.
  • Oxyvap®-basierte Verflüssigervorkühlung: geeignet für jegliche Außentemperaturen und Feuchtigkeit.

Standalone Oxyvap®

Oxyvap® ist ein direktes Verdunstungskühlungspad, das Luft adiabatisch auf seine Feuchtkolbentemperatur kühlt und normalerweise einen Sättigungswirkungsgrad von 90 % erzielt. Sein modulares Design macht es für die Verwendung von allen Luftströmen geeignet, während die frontale Luftgeschwindigkeit normalerweise 1−3 m/s (197−591 fpm) beträgt.

Zwei-Stufen-Oxyvap®

Der Zwei-Stufen-Oxyvap® ist eine Oxyvap®-basierte Kühlkonfiguration, die einen zusätzlichen Luft-Wasser-Wärmetauscher zur Leistungssteigerung verwendet. Gekühltes Wasser aus dem Oxyvap® wird an den Wärmetauscher geleitet, um die Außenluft vorzukühlen, bevor diese in das Oxyvap® -Pad eintritt, das dann mit dem vom Wärmetauscher zurückkehrenden Wasser gespeist wird.

Da es sich um ein geschlossenes System handelt, erfolgt der Kühlprozess als Ganzes adiabatisch, doch die Kombination des Vorkühlungsprozesses und die Umwälzung des Wassers zwischen den Bestandteilen führt zu einem vertikalen Temperaturgradienten in der aus dem Oxyvap®-Pad austretenden Luft.

Die obere Hälfte der Versorgungsluft weist eine höhere Enthalpie als die Ansaugluft  auf, während die untere Hälfte eine geringere Enthalpie aufweist. Wenn die oberen Hälfte der Luft abgeführt wird, kann die untere Hälfte als Versorgungsluft verwendet werden und erreicht eine Durchschnittstemperatur unter der anfänglichen Feuchtkolbentemperatur, während im Vergleich zur traditionellen adiabatischen Kühlung weniger Feuchtigkeit hinzugefügt wird.

Stand-Alone-Oxycell®

Bei dem Oxycell® handelt es sich um einen indirekten Gegenstrom-Verdunstungswärmetauscher, in dem Luft im Sekundärkanal (Betriebsluft) durch Verdunstung gekühlt und dadurch Wärme aus der Luft im Primärkanal entzogen wird (Prozessluft). Dieses Funktionsprinzip wird als Indirekte Verdunstungskühlung bezeichnet (IEC).

Taupunktkühlung (DPC) ist eine spezielle Anwendung des Oxycell®-Wärmetauschers, bei der ein Teil der gekühlten Primärluft (normalerweise 35−40 %) abgezweigt und als sekundäre Ansaugluft verwendet wird, wobei sie durch Verdunstung gekühlt wird und damit Wärme aus dem Primärluftstrom entzieht. Idealerweise kann die Primärluft auf ihre Taupunkttemperatur gekühlt werden, während eine konstante absolute Feuchtigkeit erhalten wird.

Ob DPC oder IEC als bevorzugte Kühlmethode gewählt wird, hängt von verschiedenen Parametern ab wie den Außenluftbedingungen, der Wärmebelastung und der Gebläsekonfiguration.

Oxycell®-basierte Hybrid-Kühlung

Die Hybridkonfiguration basiert auf dem Oxycell®-IEC. Praktisch kühlt der Oxycell® IEC die Außenluft (die durch den Primärkanal fließt) ungefähr auf ein Grad über der physikalischen Grenze ab, d. h. die Feuchtkolbentemperatur der sekundären Ansaugluft, während eine konstante absolute Feuchtigkeit erhalten wird.

Lassen die feuchten Außenluftbedingungen keine ausreichende Kühlung zu, kann der Verdampfer-Wärmetauscher aus einem konventionellen Klimagerät zum Kühlen und Entfeuchten vorgekühlter Luft aus dem Oxycell® auf die gewünschten Luftbedingungen verwendet werden. Der Verflüssiger-Wärmetauscher ist dem (Feuchten) Sekundärkanal des Oxycell® nachgeschaltet. Im Allgemeinen ist die Luft kühler als die Außenluft und führt zu einer Steigerung des Verdichterwirkungsgrades.

Die jährlichen Einsparungen liegen normalerweise bei 50 % im Vergleich zu konventionellen Stand-Alone-Klimaanlagen.

Oxyvap®-basierte Verflüssigervorkühlung

In der konventionellen Klimatechnologie wird ein Verdichter eingesetzt, um das gasförmige Kältemittel zu verdichten, bevor es seine Wärme durch Kondensation im Verflüssiger-Wärmetauscher abgibt.

Wird der Oxyvap® zum Vorkühlen der an den Verflüssiger-Wärmetauscher geleiteten Luft verwendet, ist das Kältemittel in der Lage, bei einer niedrigeren Temperatur zu kondensieren und damit die (mechanische) Arbeit zu reduzieren, die der Verdichter leisten muss und damit seinen Wirkungsgrad zu steigern. (also geringer Energieverbrauch).