Systémy adiabatického chladenia v spoločnosti Roffelsen Plastics Slovakia

Systémy adiabatického chladenia nachádzajú čoraz širšie uplatnenie v priemyselných podnikoch. Umožňujú znižovať teplotu v priestore za cenu minimálnej spotreby energie a nízkych prevádzkových nákladoch. Využitie prirodzených termodynamických procesov zlepšuje mikroklímu pracovného prostredia, zvyšuje výkonnosť zamestnancov a spoľahlivosť výroby a to všetko bez ohromných nárazových odberov elektrickej energie a preťažovanie jej infraštruktúry.

V júni 2025 odborníci spoločnosti ADRIAN GROUP s.r.o. úspešne dokončili inštaláciu systému adiabatického chladenia v podniku Roffelsen Plastics Slovakia v Ivanke pri Nitre. Spoločnosť sa špecializuje na výrobu rôznych plastových výrobkov metódou extrúzie, výrobu plastových šnúr, špeciálnych lán, profilov a PVC šnúr.

Cieľom projektu bolo zabezpečiť efektívne a zároveň ekonomické chladenie výrobných a skladových priestorov počas letných mesiacov bez použitia tradičnej klimatizácie.

Charakteristika technického riešenia

• 18 chladiacich jednotiek Adrian-Air EV18KD umiestnených na vonkajšej strane stien s distribučnými mriežkami vzduchu,
• riešenie navrhnuté s ohľadom na špecifiká objektu a dôrazom na efektívnu cirkuláciu a distribúciu vzduchu,
• tichá prevádzka, nízka spotreba energie a jednoduchá údržba.

Hlavné výhody systému pre zákazníka

• výrazné zníženie teploty vo výrobných halách počas leta,
• zvýšenie komfortu a bezpečnosti pracovníkov,
• nízke prevádzkové náklady a úspora elektrickej energie,
• ekologická prevádzka bez použitia chladiva a kompresorovej technológie,
• zvýšenie produktivity vďaka stabilnej vnútornej klíme.

Tento projekt dokazuje, že aj technicky náročné prevádzky v oblasti spracovania plastov môžu byť efektívne chladené bez negatívneho vplyvu na životné prostredie a s krátkou návratnosťou investície.

Celková dispozícia

Ako funguje adiabatické chladenie?

Systémy adiabatického chladenia založené na odparovaní vody predstavujú skupinu tepelnotechnických zariadení, ktoré umožňujú znižovať teplotu vzduchu bez použitia klasických kompresorových chladiacich technológií.

Ich fungovanie je založené na známom fyzikálnom princípe a dlhoročných skúsenostiach s využívaním odparovacieho chladenia.

Základom činnosti týchto systémov je využitie entalpie fázového prechodu vody, alebo jednoduchšie povedané skupenské teplo či energia skupenskej premeny. Pri odparovaní voda absorbuje z okolia značné množstvo tepla (skryté teplo vyparovania), čím dochádza k ochladzovaniu okolitého vzduchu.

Na odparenie 1 kg vody pri izbovej teplote je potrebných približne:

Toto teplo sa odoberá samotnej vode aj okolitému vzduchu.

Odparovanie vody sa v mnohých technických úlohách považuje za blízke adiabatickému procesu. Pri adiabatike nedochádza k výmene tepla s okolím. Systém môže meniť teplotu, objem alebo vykonávať prácu, no energiu zvonka neprijíma ani neodovzdáva.

Pri ideálnom adiabatickom procese sa konečný stav vzduchu na psychrometrickom diagrame nachádza na čiare konštantnej entalpie:

• teplota vzduchu klesá,
• relatívna vlhkosť rastie,
• celkové množstvo tepla na jednotku hmotnosti vzduchu zostáva nezmenené.

Obmedzenia adiabatického chladenia

Účinnosť adiabatického chladenia je obmedzená parametrami okolitého prostredia. Teoretickú hranicu určuje teplota mokrého teplomera – teda minimálna teplota, na ktorú možno vzduch ochladiť adiabatickým zvlhčovaním pri danej počiatočnej teplote a tlaku.

V suchom vzduchu je potenciál odparovacieho chladenia vysoký, pretože rozdiel medzi suchou a mokrou teplotou je veľký. Pri vysokej vlhkosti vzduchu je tento rozdiel malý a systém už nedokáže vzduch výraznejšie ochladiť.

História odparovacieho chladenia

Používanie odparovania vody na znižovanie teploty je známe už od staroveku.

• V starovekom Egypte sa používali pórovité hlinené nádoby, cez ktoré voda presakovala a odparovala sa z vonkajšieho povrchu.
• V predkolumbovskej Amerike a neskôr v Španielsku sa používali neglazované hlinené nádoby „alcarraza“ na chladenie pitnej vody.
• Na Blízkom východe sa využívali veterné veže „badgiry“, ktoré privádzali vzduch do budov cez vodné plochy a vlhké materiály.

V antickom Stredomorí sa vešali vlhké tkaniny do otvorov budov a vytvárali sa vnútorné nádvoria s fontánami a bazénmi, čím sa znižovala teplota a prašnosť vzduchu.

V 19. storočí sa s rozvojom termodynamiky začali teoreticky opisovať vlastnosti vlhkého vzduchu a vznikli pojmy ako:

• entalpia vlhkého vzduchu,
• teplota mokrého teplomera,
• rosný bod.

Na prelome 19. a 20. storočia sa v suchých oblastiach USA a Austrálie rozšírili prvé mechanické odparovacie chladiče („swamp coolers“), využívajúce ventilátory a zvlhčené filtračné materiály.

Energetická efektívnosť

Z pohľadu energetickej efektívnosti je adiabatické chladenie veľmi atraktívne:

• energia sa spotrebúva najmä na ventilátory a čerpadlá,
• samotný „chladiaci efekt“ vzniká prirodzene pri fázovej premene vody,
• nie je potrebná energeticky náročná kompresia chladiva.

Nevýhodou však zostáva závislosť účinnosti systému od suchosti okolitého vzduchu.

Moderné systémy adiabatického chladenia pre priemyselné podniky zahŕňajú:

• automatické riadenie,
• vzdialený monitoring a diagnostiku,
• úpravu vody,
• optimalizované výparníkové moduly s vysokou účinnosťou prestupu tepla a vlhkosti.

Používajú sa vo výrobných halách s vysokou tepelnou záťažou, logistických centrách, skladoch a pri zvyšovaní účinnosti kondenzátorov priemyselných chladiacich zariadení.

Porovnanie klimatizácie a odparovacích chladičov