Document Details

PromptEnjambment

Uploaded by PromptEnjambment

Simon Östergren

Tags

Mollier diagram thermodynamics air conditioning engineering

Summary

This PowerPoint presentation details information on Mollier diagrams, focusing on cooling moist air. The presentation explains the role of vapor pressure, temperature, and humidity in cooling processes and includes diagrams and calculations.

Full Transcript

Mollierdiagram Simon Östergren November 2022 Kylning av fuktig luft Inom klimat och kylteknik är kunskap om hur ångtryck, temperatur och vatteninnehåll i luften inverkar på fuktigheten viktig för att undgå rötskador på byggkonstruktioner av trä. Luft som är mättad med vattenånga innehålle...

Mollierdiagram Simon Östergren November 2022 Kylning av fuktig luft Inom klimat och kylteknik är kunskap om hur ångtryck, temperatur och vatteninnehåll i luften inverkar på fuktigheten viktig för att undgå rötskador på byggkonstruktioner av trä. Luft som är mättad med vattenånga innehåller mindre mängd vatten vid låg temperatur än den gör vid hög temperatur. Luft, som är mättad med vattenånga eller har en bestämd relativ luftfuktighet, har vid låg temperatur ett lägre vattenångtryck än den har vid hög temperatur. Tryckskillnaden mellan inne och utanför ett kylrum gör att vattenångan kan tränga in i isoleringen, då minskar isoleringens värmemotstånd. 2 Kylning av fuktig luft Temperaturen i väggarna mot ett frysrum är i ett skikt 0°C. Här kommer det utfällda vattnet att frysa och skapa en köldbrygga. För att stoppa läckage av fukt in i isoleringen måste det finnas ett ångtätt skikt (fuktspärr) på den varma sidan av ytan som gränsar till ett varmt rum. Vattenånga som kommer in genom öppna dörrar fastnar som frost eller vattendroppar på förångaren och påverkar inte isoleringen. Ett bra hjälpmedel vid lufttekniska beräkningar är ett Mollier diagram 3 På vänster sida av diagrammet finns en skala för temperatur, som mäts med en vanlig termometer (torr temperatur, t1) Utifrån denna skala går linjer för konstant temperatur, isotermer På den undre, horisontella axeln finns en skala för hur mycket vatten (x) luften innehåller (g vatten / kg torr luft) Skalan överst i diagrammet anger det ångtryck (pd) som luften har vid vatteninnehållet (x). Mättningslinjen ger gränsen för hur mycket vattenånga luften kan innehålla utan att det fälls ut vatten ur ångan. 4 Luftens masstäthet (ρ, densitet) förändrar sig med temp, tryck och vatteninnehåll, i praktiken används ett medelvärde Linjen för konstant entalpi (h) är den linje i diagrammet som används för att bestämma kyleffekt vid nerkylning och avfuktning av luft. Den relativa fuktigheten (ϕ) är det enda tillstånd i diagrammet som ger en kurva. När luften är mättad med vattenånga är den relativa fuktigheten 100% och det är tillståndet längs mättnadslinjen. 5 Absolut fuktighet för luft anger hur många kilogram (kg) vattenånga en kubikmeter (m3) luft innehåller. Relativ fuktighet är förhållandet mellan trycket för omättad och mättad ånga vid samma temperatur. Det är med andra ord hur mycket vatten luften innehåller i förhållande till hur mycket den kan innehålla vid en viss temperatur. 6 Uppvärmning eller nerkylning av luft med konstant vatteninnehåll (t1) visar den temperatur vi normalt mäter med en termometer (torr temperatur). Vet vi även den relativa fuktigheten (ϕ) kan vi bestämma alla tillstånd i en luftmängd. Går vi lodrätt upp hittar vi deltrycket på vattenångan mätt i mbar. Vatteninnehållet i luften i form av vattenånga hittar vi lodrätt ner på x-axeln i g/kg torr luft. På väg nedåt passerar vi punkten tDP (=t2) som är daggpunktens temperatur. Denna ligger på mättningslinjen och är den temperatur då luften blir mättad och vattenångan i luften faller ut som droppar. 7 Har vi ett lufttillstånd (t1) och (ϕ1) och värmer upp luften utan att tillföra vatten stiger temperaturen till (t2). Den relativa fuktigheten sjunker samtidigt från (ϕ1) till (ϕ2). Om vi istället sänker temperaturen från t2 och ϕ2 utan att bortföra vatten sjunker temperaturen till t1 och relativa fuktigheten ökar till ϕ1. 8 Om vi har luft med tillståndet (t1) och (ϕ1) har denna luft en specifik entalpi (h1). Tillförs mer värmeenergi stiger temperaturen till (t2) medan den relativa fuktigheten sjunker till (ϕ2) och den specifika entalpin blir (h2). 9 Kondensering - När luft passerar en kall yta blir den avkyld. Om ytan som kyler ner luften har en temperatur som är lägre än daggpunktstemperaturen för lufttillståndet kommer vattenångan i luften att kondenseras och fällas ut som vatten. Apparatens daggpunktstemperatur (tADP) ger riktningen för förändringen. Man räknar med att den motsvarar ytskikts- temperaturen på kylytan. Den mängd vatten som fäller ut är skillnaden mellan (x1) och (x2). 10 Kyleffekt – Kännbar och latent värmeenergi. Den kyleffekt som är nödvändig för att kyla och avfukta luft beräknas utifrån luftmängd per tidsenhet (massflöde) och förändringen av entalpin P = m*∆h (∆h = h1 – h2). Den så kallades latenta värmen är den värme som skall bortföras för att föra bort fukt ur luften. Den kännbara värmen är den värmeenergi som bortförs för att sänka luftens temperatur utan att vatten fälls ut. 11 Den sammanlagda värmeenergi som ska avlägsnas är skillnaden mellan h1 och h2 En del av kyleffekten går åt till att kondensera vattenånga utan att temperaturen ändras (den latenta värmen) Skillnaden mellan h1 och h3 utgör den latenta värmen Den värmeenergi som behövs för att sänka luftens temperatur t1=35°C med entalpin h3 till t2 och h2 utan att vatten fälls ut är den kännbara värmen. 12 13 14 Kylkällor Vid sorptionskyla kyls luft mha torkning och befuktning. Det kan verka märkligt att man kan kyla luft utan att kalla ytor är närvarande, men det är faktiskt vad som händer. Man utnyttjar här evaporationens kylande effekt tillsammans med en speciell typ av rotor som överför fukt under konstant entalpi. 15 Övningsuppgift – Fyll i de tomma fälten med de värden du får ur ett Mollier-diagram tt tDP Φ pB x h 1 32 20 50 2,4 15 70 2 20 14 70 1.6 10 45 3 14 4 50 8 5 27 4 29 14 40 16 10 55 5 34 14 30 16 10 60 6 33 30 80 40 26 100 7 10 4 68 8 5 23 16 Övningsuppgifter Rita värmning av luft från ϕ1 = 50% och t1 = 25°C, till t2 = 35°C. Vad blir ϕ2 ? Rita avkylning av luft från t1 = 30°C och ϕ1 = 30%, till t2 = 20°C och ϕ2 = 40%. Med hur mycket har vatteninnehållet i luften minskats? Hur stor är den totala värmen som går åt för arbetet (Δh)? Hur stor är den latenta värmen (Δh)? Hur stor är den kännbara värmen (Δh)? Rita in avkylning av luft från ϕ1 = 50% och t1 = 30°C, till t2 = 20°C. Den kalla ytan mot vilken luften kyls är 10°C. 17

Use Quizgecko on...
Browser
Browser