Ako imate veliki prostor kojeg morate ohladiti (recimo nekoliko tisuća kvadratnih metara industrijskog prostora) onda ste u velikim problemima. Svaki stupanj temperature preko 25C umanjuje radnu učinkovitost osoblja za 3-7% pa onda osim gubitka u učinkovitosti imate i problema s učestalim pogrešakama. No da bi ohladili tako veliki prostor potrebni su vam ogromni klima uređaji koji koštaju stotine tisuća kuna. Dvije najčešće tehnike su hlađenje vode uređajem za hlađenje vode (chillerom) koji je tipično električni i koji potom hladnu vodu razvodi po instalaciji (a koja mora biti izolirana da se ne bi cijevi rosile). Problem ove tehnike je u tome što morate imati izoliranu instalaciju i puno, puno električne energije na raspolaganju pa ova tehnika iako kod nas vrlo popularna (i praktički jedina na tržištu) ima ozbiljnih problema s postojećim zgradama odnosno s vršnom snagom kod velikih potrošača gdje će vam penali na snagu biti vjerojatno veći od energije koju stvarno utrošite.
Druga varijanta je plinska klimatizacija, ona je pak daleko jeftinija u potrošnji energije ali je isto tako puno skuplja u nabavi, pa treba odvagnuti da li je u nekom razumnom roku jeftinije ipak krenuti na električne chillere ili na plinski sustav. Amerikanci puno koriste plinsku klimatizaciju, no ono što oni također rade je da ne hlade vodu koju potom razvoze po objektu nego hlade zrak koji onda kanalima razvode okolo. Kanali za klimatizirani zrak također moraju biti izolirani kako se ne bi rosili, ali su donekle jeftiniji i lakše ih je za postavljati od cijele instalacije koja je potrebna za razvod vode. Zajednička karakteristika oba sustava (u obje varijante razvoda energije) je u tome što koriste dizalicu topline u koju treba uložiti puno energije kako bi iz nje iscrpili silnu snagu hlađenja koja vam je potrebna.
Jednostavno mora postojati jeftiniji način hlađenja, i doista postoje barem dva. Prvi način je geotermalno hlađenje i grijanje. Princip je vrlo jednostavan, ako kopate u zemlju, temperatura zemlje na dva metra i dublje je konstantna tijekom cijele godine i možete taj medij koristiti kao neograničeno veliki hladnjak ili grijalicu. To znači da ako zakopate cijevi kroz koje propuštate vodu i na jednom kraju priključite dizalicu topline onda možete grijati ili hladiti prostor po cijeni električne energije potrebne za pogon pumpe. Cijevi možete ili zakopati na neku dubinu i "obmotati" oko zgrade ili čak ispod temelja (dakle položiti cijevi vodoravno) ili pak možete iskopati malene bunare do recimo 30-40 metara dubine i vodu pumpati do dna i potom natrag (tu ste još nešto malo učinkovitiji). Hladnu ili toplu vodu onda razvodite dalje po zgradi.
Drugi sustav koji je u našim krajevima praktički nepoznat je evaporativno ili adijabatsko hlađenje prostora. Ovo je iznimno jednostavan sustav koji koristi temeljne zakone fizike da bi funkcionirao. Ukratko, zakoni termodinamike između ostaloga kažu da ako tekućina prelazi u plinovito stanje tada iz okoline preuzima (toplinsku) energiju. Ako to prevedemo na jezik evaporativnog hlađenja to bi značilo da ako fino raspršimo vodu u vrućem zraku onda će se ona pretvoriti u plinovito stanje i pritom ohladiti prostor. Razlog zbog kojeg idemo na more ili volimo prošetati oko jezera je dobrim dijelom upravo evaporativni efekt velike količine vode. Ako uzmete primjerice sobni ventilator i na mjestu na kojem uzima zrak prostrete mokru krpu, struja zraka koja prelazi preko krpe će isušivati krpu i pritom smanjiti temperaturu zraka. Ako isti taj princip skalirate do ogromnih razmjera, tada ćete nabaviti evaporativni hladnjak koji ima membranu (najčešće kartonsku) preko koje prelijevate velike količine vode i ogromni ventilator koji će upuhivati zrak koji je prešao preko te membrane u prostor koji želite hladiti. Ovaj sustav je iznimno jednostavan jer sve što vam treba je kartonska membrana, malo plastičnih cijevi i veliki ventilator. No ljepota cijele priče je da koristi vodu koja je vrlo jeftini energent i nešto malo struje koje je potrebno da pokrene pumpu za vodu i elektromotor koji pokreće ventilator. Problem adijabatskog hlađenja je što jako ovisi o vremenskim uvjetima. Ukratko, zrak kao medij može primiti samo određenu količinu vlage i to se zove relativna vlaga. Relativna je zato što na temperaturi od 0C 50% vlage nije niti blizu količini vlage koju možete "pospremiti" u zrak na 35C. Što je veći postotak vlage u zraku i/ili što je temperatura manja to je mogućnost hlađenja evaporativnim postupkom proporcionalno manja. Primjerice, ako je u Zagrebu 27C i relativna vlaga je 57% što znači da prostor možemo ohladiti za nekih 4-5 stupnjeva celzijusa, no kada bi temperatura bila 32C i 50% vlage, onda bi mogli ohladiti za 7-8 stupnjeva. Učinkovitost adijabatskog hlađenja je maksimalna u pustinjskim predjelima gdje nema vlage u zraku, a najmanje je učinkovit na močvarnim lokacijama (ponekada se evaporativno hlađenje zove i swamp cooling). Naravno, ovaj sustav nije primjeren lokacijama gdje uvjeti moraju biti vrlo dobro kontrolirani, no za velike industrijske prostore koji su nerijetko smješteni u velikim betonskim halama koji nisu ništa drugo nego ogromni radijatori ovo je više nego sjajno rješenje (naravno, dok ne padne kiša i dok vlaga u zraku ne naraste na 100% i evaporativni hladnjak jednostavno ne funkcionira)
Adijabatsko hlađenje i ovlaživanje zraka
Sistem adijabatskog hlađenja i ovlaživanja zraka, osim za atraktivno hlađenje terasa i plaža, koristi se i za učinkovito predhlađenje klima uređaja, hlađenje staklenika i nastambi sa životinjama, ovlaživanje hala i vinskih podruma, suzbijanje mirisa i prašine. Princip adijabatskog hlađenja odavna je poznat u našim krajevima, još iz vremena kada su težaci nosili vodu u ćupovima sa propusnim stijenkama, kroz koje bi voda lagano hlapila i tako hladila površinu ćupa. Upravo na tom principu baziraju se moderni sistemi adijabatskog hlađenja zraka, bazirajući se na činjenici da je za tako raspršenu vodu potrebna energija za njeno ishlapljivanje. Za rad se koristi toplinska energija iz zraka, čime se zrak pothlađuje, oduzimajući mu oko 700W topline po 1 litri ishlapljene vode. Time su ovi sistemi vrlo učinkoviti u snižavanju temperature zraka, odnosno povećavanju vlage u zatvorenim prostorima. Sastoje se od visokotlačne pumpe za vodu, sapnica pomoću kojih se voda raspršuje i posebnih visokotlačnih cijevi (fleksibilnih ili krutih), kroz koje se voda pod tlakom dovodi do sapnica. Visokotlačne pumpe opremljene su sa vremenskim programatorom za isprekidani rad sistema prema želji korisnika, zaštitom od nestanka vode, kao i automatskom drenažom sistema.
Radni tlak u takvim sistemima je 60 - 70 bara, a veličina raspršenih čestica vode ovisi o promjeru same sapnice. To je posebno važno kod sapnica, koje moraju biti veličinom što manje, s vrlo malom tolerancijom otvora sapnice. Za hlađenje terasa i otvorenih prostora koristi se sapnica promjera otvora 0.2 mm, čime se dobivaju raspršene čestice vode veličine manje od 6 mikrona. Time se postiže puni efekt hlađenja, jer je površina čestica veća od volumena vode, pa se njeno ishlapljivanje, a samim time i hlađenje zraka, znatno ubrzavaju. Raspon promjera otvora sapnica kreće se od 0.1 mm pa sve do 0.7 mm, kako bi se zadovoljile razne primjene ovog sistema. Važni dijelovi sistema su i cijevi da bi se najbolje uklopile na svakom objektu. Uz vrlo fleksibilne 10 mm cijevi, novost su i 5 mm cijevi sistema, koje također izdržavaju maks. tlak od 140 bara.
Hlađenje terasa i plaža
Dolaskom proljeća počinju pripreme za otvaranje brojnih terasa hotela, ugostiteljskih objekata, ali i privatnih kuća i stanova. To je ujedno najbolje vrijeme za postavljanje sistema hlađenja, kako bi se povećala atraktivnost terasa te njihova iskoristivost i profitabilnost u vrijeme najvećih vrućina. Najveći efekt hlađenja terasa postiže se postavljanjem cijevi sa sapnicama po vanjskom rubu otvorenih dijelova tende, kako bi se postigao višestruki efekt: sprječavanje ulaska vrućeg zraka na terasu, uz pothlađivanje istog, bez podizanja vlage u zraku. Sapnice se podešavaju prema svakom objektu zasebno, s time da je uobičajni razmak između sapnica 0,75 m. Kod pokretnih jednostranih tendi sistem se postavlja po vanjskom rubu iste, dok se kod dvostranih pokretnih tendi sistem postavlja ispod tende. Premda se takav način montaže izbjegava, zbog povećanja vlage ispod tende, u ovom slučaju je to moguće jer su dvije strane terase otvorene, pa postoji cirkulacija zraka. Naravno, tada se sapnice postavljaju na kraćem razmaku od cca. 45 cm, te se sapnice naizmjenično zakreću na lijevu i desnu stranu. Sistem pritom radi isprekidano, koristeći vremenski programator pumpe.
Predhlađenje klima uređaja
Uz tu primjenu, sustav je iznimno učinkovit i kod predhlađenja klima uređaja. Naime, zbog povišenja vanjskih temperatura tijekom ljeta, znatno raste njihova potrošnja energije, a dodatno povišenje tlaka u sistemu skraćuje vijek trajanja klima uređaja. Uslijed visokih temperatura ugrađeni sigurnosni elementi često blokiraju njihov rad, čineći ih neupotrebljivima upravo kada su najpotrebniji. Taj problem se izvrsno rješava sistemom adijabatskog predhlađenja klima uređaja. Sistem se sastoji od fleksibilne cijevi sa sapnicama i visokotlačne pumpe pomoću koje se voda raspršuje u finu maglu, hladeći pritom zrak na usisnoj strani klima uređaja. Na taj se način hladi kondenzator, čime rad klima uređaja postaje znatno ekonomičniji i u vrijeme najvećih ljetnih vrućina, uz značajne energetske uštede i povećanje pouzdanosti njihovog rada.
Hlađenje i ovlaživanje staklenika
Visoka temperatura zraka tijekom ljetnih mjeseci loše utječe na rast i razvoj biljaka u staklenicima. Korištenjem ventilacije, odnosno ubacivanjem vanjskog zraka, eventualno se može postići izjednačavanje temperature u objektu sa vanjskom temperaturom. No, to nije dovoljno. Važno je održavati odgovarajuću vlažnost zraka. Pri relativnoj vlažnosti zraka ispod 40%, biljke dodatno isparavaju vodu. No, kako je pritom tlak zraka manji nego tlak u listovima i cvjetovima, biljka ne može primiti dovoljno vode iz korijena. Stoga dolazi do aktiviranja prirodnog obrambenog mehanizma biljke, koja usporava ili obustavlja proces rasta kako bi nadoknadila gubitak vode. Kod vrlo visoke vlažnosti zraka, uglavnom preko 90% r.v., razlika u tlaku je tako mala da praktički nema isparavanja. Pritom ne dolazi niti do kolanja hranjivih tvari u biljci, čiji plodovi počinju odumirati. Sistem adijabatskog hlađenja i ovlaživanja zraka služi za hlađenje zraka u stakleniku tijekom ljetnih mjeseci ali i postizanje optimalne vlage zraka tijekom cijele godine. Automatskim radom uređaja upravlja higrostat odnosno termostat. Time se osiguravaju optimalni uvjeti za kvalitetan rast i razvoj biljaka.
Hlađenje nastambi sa životinjama
Temperatura znatno utječe i na životinje smještene u nastambama, na njihovu dnevnu proizvodnju i utrošak hrane. Tako su razna mjerenja pokazala da kod mliječnih krava povećanje temperature od 5-10ºC od optimalne temperature u staji, uzrokuje porast od 15-20% potrošnje hrane, uz pad dnevne proizvodnje za 10-20%. Situacija je slična i u peradarnicima. Prema jednoj studiji, u hlađenom objektu nesilice su nesle do 15% više jaja, koja su bila 5-6% veća od jaja iz nehlađenog peradarnika. Brojlerima je prirast bio 5-8% veći, uz 6-7% bolju konverziju hrane za istu težinu. Pritom je smrtnost smanjena za čak 25%. Raspršivanjem vode dolazi i do smanjenja prašine i mirisa u zraku, koji se vežu za sitne čestice vode i padaju na tlo.
Ovlaživanje vinskih podruma
Preniska relativna vlažnost zraka u vinskim podrumima sa drvenim bačvama, uzrokuje značajne gubitke, koji mogu iznositi do 15% u dvogodišnjem periodu. Sistem adijabatskog ovlaživanja idealan je za postizanje adekvatne, visoke vlage zraka.
