VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY



Podobné dokumenty
CVIČENÍ 1 - část 2: MOLLIÉRŮV DIAGRAM A ZMĚNY STAVU VLHKÉHO VZDUCHU

CVIČENÍ 3: VLHKÝ VZDUCH A MOLLIÉRŮV DIAGRAM

h nadmořská výška [m]

KLIMATIZACE A PRŮMYSLOVÁ VZDUCHOTECHNIKA VYBRANÉ PŘÍKLADY KE CVIČENÍ I.

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

BH059 Tepelná technika budov Konzultace č. 2

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

Termodynamika ideálního plynu

2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?

IV. Fázové rovnováhy dokončení

VUT, FAST, Brno ústav Technických zařízení budov

V p-v diagramu je tento proces znázorněn hyperbolou spojující body obou stavů plynu, je to tzv. izoterma :

Termodynamické základy ocelářských pochodů

FYZIKA 2. ROČNÍK. Změny skupenství látek. Tání a tuhnutí. Pevná látka. soustava velkého počtu částic. Plyn

2.3.6 Práce plynu. Předpoklady: 2305

HYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 5. Měření vlhkosti vzduchu

Pokud světlo prochází prostředím, pak v důsledku elektromagnetické interakce s částicemi obsaženými

7. Měření dutých objemů pomocí komprese plynu a určení Poissonovy konstanty vzduchu Úkol 1: Určete objem skleněné láhve s kohoutem kompresí plynu.

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 6

KLIMATIZACE A PRŮMYSLOVÁ VZDUCHOTECHNIKA VYBRANÝ PŘÍKLAD KE CVIČENÍ II.

Kruhový děj s plynem

7. VÝROBNÍ ČINNOST PODNIKU

PZP (2011/2012) 3/1 Stanislav Beroun

V následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

ÚSPORY ENERGIE PŘI CHLAZENÍ VENKOVNÍHO VZDUCHU

1/ Vlhký vzduch

Stabilita prutu, desky a válce vzpěr (osová síla)

Výpočty za použití zákonů pro ideální plyn

CVIČENÍ 4 - PROVOZNÍ STAVY VZDUCHOTECHNICKÉ JEDNOTKY

Jednotlivým bodům (n,2,a,e,k) z blokového schématu odpovídají body na T-s a h-s diagramu:

Oddělení technické elektrochemie, A037. LABORATORNÍ PRÁCE č.9 CYKLICKÁ VOLTAMETRIE

7. Fázové přeměny Separace

Termodynamika pro +EE1 a PEE

ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE

KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Přemysl Šedivý. 1 Základní pojmy 2

Úloha č.1: Stanovení Jouleova-Thomsonova koeficientu reálného plynu - statistické zpracování dat

NÁVRH A OVĚŘENÍ BETONOVÉ OPŘENÉ PILOTY ZATÍŽENÉ V HLAVĚ KOMBINACÍ SIL

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

II. ZÁKLADY ANESTEZIOLOGIE

PRŮTOK PLYNU OTVOREM

03 Návrh pojistného a zabezpečovacího zařízení

MĚŘENÍ VLHKOSTI. Vlhkoměr CHM 10 s kapacitní sondou

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 12

4 Ztráty tlaku v trubce s výplní

6. Vliv způsobu provozu uzlu transformátoru na zemní poruchy

Aproximativní analytické řešení jednorozměrného proudění newtonské kapaliny

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

Obvodové rovnice v časové oblasti a v operátorovém (i frekvenčním) tvaru

Teplovzdušné motory motory budoucnosti

Termodynamika par. Rovnovážný diagram látky 1 pevná fáze, 2 kapalná fáze, 3 plynná fáze

Analytická metoda aneb Využití vektorů v geometrii

Způsobilost. Data a parametry. Menu: QCExpert Způsobilost

2. Cvi ení A. Výpo et množství vzduchu Zadání p íkladu: Množství p ivád ného vzduchu Vp :

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

12. Termomechanika par, Clausiova-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

Směrová kalibrace pětiotvorové kuželové sondy

Příklady práce se software VZDUCH verze 1.2

Základy elektrických pohonů, oteplování,ochlazování motorů

CVIČENÍ Z ELEKTRONIKY

TERMOMECHANIKA 4. První zákon termodynamiky

Poznámky k semináři z termomechaniky Grafy vody a vodní páry

13. Skupenské změny látek

h-x diagram Konstrukce a použití B05HVCZ Siemens Building Technologies Landis & Staefa Division

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

Plynové turbíny. Nevýhody plynových turbín: - menší mezní výkony ve srovnání s parní turbínou - vyšší nároky na palivo - kvalitnější materiály

Vlhký vzduch a jeho stav

Způsob určení množství elektřiny z kombinované výroby vázané na výrobu tepelné energie

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 1, 2

11. Tepelné děje v plynech

III. Základy termodynamiky

Kvantová a statistická fyzika 2 (Termodynamika a statistická fyzika)

Výpo ty Výpo et hmotnostní koncentrace zne ující látky ,

2.6.6 Sytá pára. Předpoklady: 2604

Výsledky úloh. Obsah KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku

Elektroenergetika 1. Termodynamika

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

Raoultův zákon, podle kterého je při zvolené teplotě T parciální tlak i-té složky nad roztokem

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 3.

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ

ZÁKLADNÍ POZNATKY Hydrostatika Kapaliny málo stlačitelné, za rovnovážného stavu nemohou vznikat tečná napětí, jsou dokonale pružné.

Numerické výpočty proudění v kanále stálého průřezu při ucpání kanálu válcovou sondou

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 11

CVIČENÍ 1 - část 3: PROVOZNÍ STAVY VZDUCHOTECHNICKÉ JEDNOTKY

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ APLIKOVANÁ FYZIKA MODUL 2 TERMODYNAMIKA

T8OOV 03 STANOVENÍ PLYNNÝCH EMISÍ ORGANICKÝCH ROZPOUŠTĚDEL V ODPADNÍM VZDUCHU

Poznámky k cvičením z termomechaniky Cvičení 10.

Větrání hromadných garáží

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

3. Silové působení na hmotné objekty

Základy teorie vozidel a vozidlových motorů

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

Extrémy funkce dvou proměnných

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ cvičení 10

Univerzita Pardubice FAKULTA CHEMICKO TECHNOLOGICKÁ

VÝHODY A NEVÝHODY PNEUMATICKÝCH MECHANISMŮ

Transkript:

VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY Vlhký vzduch - vlhký vzduch je směsí suchého vzduchu a vodní áry okuující solečný objem - homogenní směs nastává okud je voda ve směsi v lynném stavu - heterogenní směs ve vzduchu jsou obsaženy různé fáze vody - částečně ve stavu áry a částečně ve stavu kaalném (kaky, déšť, mrholení, atd.), - částečně ve stavu áry a částečně ve stavu tuhém (ledové krystalky, sníh, atd.), - částečně ve stavu áry, částečně ve stavu kaalném a částečně ve stavu tuhém. - ro naše účely se budeme ve výočtech zabývat ouze stavy homogenních směsí Základní termodynamické hodnoty suchého vzduchu měrná lynová konstanta R = 287, 062 střední molární hmotnost M = 28, 964 měrná teelná kaacita za stálého tlaku c, = 005, 968 kritická telota TK, = 32, 45 K J kg kritický tlak K, = 3, 77 MPa kritická měrná hmotnost ρ 349 K, = Poissonova konstanta κ =, 39 K kg kmol J kg 3 kg m K V širším okolí atmosférických odmínek ( = 00 kpa, t = 20 C) se vztah mezi základními stavovými veličinami suchého vzduchu velmi málo liší od stavové rovnice ideálního lynu. Daltonův zákon Celkový tlak směsi lynů je dán součtem dílčích (arciálních) tlaků jednotlivých složek i. Pokud rovnici vyjádříme ve vztahu k vlhkému vzduchu vyadá následovně: = Σ i = + [Pa] () arciální tlak suchého vzduchu [Pa] arciální tlak vodní áry [Pa] Parciální tlak nasycené vodní áry Množství vodní áry obsažené ve směsi vlhkého vzduchu se může měnit. Stav ři kterém vzduch ojme maximální množství vodní áry se nazývá nasycení. Parciální tlak nasycené vodní áry je tedy tlakem vodní áry ři nasycení. Tento tlak je funkcí ouze teloty a je zároveň maximálním tlakem ro zadanou telotu. Pára se se vzduchem může mísit v libovolném oměru, má-li ára i vzduch ři tlaku 00 kpa telotu vyšší než 00 C. < - je vlhký vzduch nenasycený arou, = - je vlhký vzduch nasycený, > - je vlhký vzduch řesycený a směs je heterogenní. strana

2 Pro stanovení arciálního tlaku nasycené vodní áry se oužívají takzvané tabulky vodní áry, kde lze ro telotu t definující stav vzduchu nalézt hodnotu arciálního tlaku. Pokud otřebujeme zjistit arciální tlak suchého vzduchu je nejjednodušší jej stanovit rozdílem z celkového tlaku odle Daltonova zákona. Vztah mezi arciálním tlakem nasycené vodní áry a telotou rosného bodu: Telota rosného bodu t r [ C] Telota rosného bodu je telota zjistitelná ro daný stav vlhkého vzduchu ři nasycení ro stejnou měrnou vlhkost a tlak jaké má uvažovaný stav vzduchu. = (t r ) Parciální tlak vodní áry osuzovaného stavu vzduchu (t,...) je roven arciálnímu tlaku nasycené vodní áry ro telotu rosného bodu t r odovídající uvažovanému stavu. Tento vztah je výhodné oužít, okud známe telotu rosného bodu ro uvažovaný stav vzduchu, otom omocí tabulek určíme arciální tlak vodní áry. Stavová rovnice Základní rovnicí ro uvedení základních veličin do souvislosti je tzv. stavová rovnice lynu. Protože je vlhký vzduch směsí je nutné vyjádřit ji ve dvou částech. - suchý vzduch V = mrt (3) - vodní ára V = mrt (4) V objem směsi [m 3 ] T termodynamická telota směsi vlhkého vzduchu (shodná s telotami jednotlivých složek) [K] m hmotnost suchého vzduchu [kg] m hmotnost vodní áry [kg] R měrná lynová konstanta suchého vzduchu = 287, [J/kgK] R měrná lynová konstanta vodní áry = 46,5 [J/kgK] - ro celou směs latí: V = mr T (5) vv m = m d + m w celková hmotnost směsi vlhkého vzduchu [kg] m m R vv = R + R měrná lynová konstanta směsi vlhkého vzduchu [J/kgK] m m Vyjádření vlhkosti vzduchu Absolutní vlhkost vzduchu a Absolutní vlhkost vzduchu a je hmotnost vodní áry obsažené v m 3 vlhkého vzduchu. Protože objem vlhkého vzduchu je odle Oswaldova* zákona: V = V = V (6) vv strana 2

3 je absolutní vlhkost m a = hodnota ohybuje v rozsahu ( ; ρ ) = ρ ři tlaku vodních ar V o telotě T. Pro homogenní směs se její 0. měrná hmotnost syté vodní áry Měrná vlhkost x - definována jako oměr hmotnosti vodní áry a suchého vzduchu - veličina využívaná ro řesnou kvantifikaci množství vodní áry - využití ři výočtech sojených s úravou vlhkosti vzduchu (vlhčení, odvlhčování) x m R = = = 0, 622 [kg/kg s.v., g/kg s.v.] (7) m R - R = 287,062 J.kg -.K -, R = 46,58 J.kg -.K - - jednotka kg/kg s.v. se čte řesně odle toho co vyjadřuje očet kilogramů vodní áry na kilogram suchého vzduchu Relativní vlhkost ϕ, rh - Relativní vlhkost vzduchu ϕ je odvozenou exerimentálně měřitelnou veličinou. - definována oměrem arciálního tlaku vodní áry a arciálního tlaku nasycené vodní áry ři konstantní telotě - alternativně definovatelná oměrem absolutní vlhkosti daného vzduchu k absolutní vlhkosti nasyceného vzduchu ři stejné telotě. - v odstatě vyjadřuje míru nasycení vzduchu vodní arou, tj. jak je vzdálený k nasycení rh = [-, %] (8) Další termodynamické veličiny oisující stav vlhkého vzduchu Měrná hmotnost r 3,36 0 " ρ = ρ + ρ = + = ( 2,65 + ϕ ) R T R T T [kg/m 3 ] (9) Měrná entalie h - definována jako součet entalií jednotlivých částí směsi vlhkého vzduchu - není měrnou veličinou, tj entalií kg vlhkého vzduchu stanovuje se na kg suchého vzduchu - umožňuje osat teelnou hladinu vlhkého vzduchu, ři její změně otom vyjadřuje množství sděleného tela h = h + h = c.t + x.(c.t + l) [J/kg d.a.] (0) c měrná teelná kaacita suchého vzduchu = 00 [J/kg.K] c měrná teelná kaacita vodní áry = 840 [J/kg.K] x měrná vlhkost vlhkého vzduchu [kg/kg s.v.] t telota stavu vzduchu [ C] l skuenské telo vyařování vody = 2500 [kj] strana 3

4 Pro nasycený vlhký vzduch ϕ = : x = x = 0, 622 () vv Je-li měrná vlhkost vzduchu x > x je vzduch arami řesycen ( heterogenní směs). Když telota řesyceného vzduchu je t > 0 C, - skládá se vzduch z kg suchého vzduchu, x kg vodní áry a Δ x = x x kg zkondenzované vody o entalii i = c t. Pak entalie řesyceného vzduchu je: k, k ( l + c t) + Δx c t 2,3 k [ kg ] h = c t + x. J (2) Při telotě řesyceného vlhkého vzduchu t < 0 C, - obsahuje vzduch ledové krystalky v měrném množství Δ x l = x x. Jeho entalie bude menší o skuenské telo tuhnutí vody l, 2 a telo otřebné k ochlazení ledu z 0 C na (-t) C. Pak: ( l + c t) Δx ( l c t) 2,3 l, l [ kg ] h = c t + x 2 J (3) Telota vlhkého teloměru t wb - telota, kterou vzduch dosáhne ři nasycení vyařováním vody - nejnižší telota adiabatického rocesu vlhkého vzduchu strana 4

MOLLIÉRŮV DIAGRAM A ZMĚNY STAVU VLHKÉHO VZDUCHU Pois Molliérova diagramu - grafický nástroj ro zracování izobarických změn stavů vlhkého vzduchu - vhodný ro definici ustálených stavů - samotné růběhy rocesů jsou zjednodušovány - Diagram je konstruován vždy ro daný tlak vlhkého vzduchu vv - nejčastěji 00 kpa - Suchý vzduch má nulovou vlhkost, jeho stavové hodnoty lze roto odečítat na islé ose, kde x = 0, ϕ = 0. - Mez nasycení vlhkého vzduchu ϕ = dělí diagram na dvě oblasti. - oblast nad křivkou nasycení je oblastí stavů nenasyceného vlhkého vzduchu - oblast od křivkou nasycení je oblastí řesyceného vlhkého vzduchu. - V oblasti nenasyceného vlhkého vzduchu jsou zakresleny křivky konstantní relativní vlhkosti ϕ = konst. v intervalu od ϕ = 0 (suchý vzduch) do ϕ = (nasycený vlhký vzduch). Křivka nasycení a křivky stálých relativních vlhkostí se v i x diagramu vynášejí bod o bodu ři zvoleném tlaku vv vyčíslením ϕ z rovnice (7). - Křivky konstantní relativní vlhkosti se na izotermě t = 0 C neatrně lámou, rotože tlak ro teloty nad 0 C odečítáme na křivce vyařování ve fázovém diagramu T a ro teloty od 0 C na křivce sublimační. Tyto křivky nemají ve trojném bodě solečnou tečnu. - Izotermy t = konst. se vynášejí do diagramu řešením rovnic ro entalii vzduchu (0, 2, 3) di - směr je určen derivací δ = dx - izotermy nejsou úlně rovnoběžné, ale mírně se rozbíhají. - Na křivce nasycení se izotermy lámou a mají řibližně směr i = konst. - Nulová izoterma t = 0 C v oblasti řesyceného vlhkého vzduchu je lochou ohraničenou čarami ro heterogenní směs s tuhou fází (ledová mlha) a ro heterogenní směs s kaalnou fází (mokrá mlha). Mezi oběma nulovými izotermami se ve směsi vyskytují všechny tři fáze (smíšená mlha). - Pro daný tlak vlhkého vzduchu vv je arciálním tlakem ar jednoznačně určena měrná vlhkost vzduchu x, res. obráceně. Vedle osy x je tedy v Mollierově diagramu vynesen i arciální tlak vodní áry. - Každý stav vzduchu je v diagramu určen jedním bodem jako růsečíkem čar libovolných dvou veličin v diagramu vynesených (t, ϕ, x, h, ρ). Základní orientace v Molliérově diagramu - graf, který oužíváme ři oisu změn stavů vzduchu ve vzduchotechnice je výsekem obecného Molliérova diagramu a nazývá se i h-x diagram - graf římo obsahuje tyto důležité veličiny a arametry: telota vzduchu (vertikální osa) relativní vlhkost (křivky) křivku meze sytosti (ϕ = ) měrná vlhkost a arciální tlak vodní áry (solečně na vodorovné ose) faktor citelného tela (měřítko nejvýše nahoře) měrná entalie (šikmé čáry) střed diagramu (t = 20 C, x = 5 g/kg s.v.) směrové měřítko (obchází diagram ze tří stran) Střed diagramu (t = 20 C, x = 5 g/kg s.v.) - dohodnutý bod, ke kterému je orientováno měřítko faktoru citelného tela a směrové měřítko - oužívá se ro definici vedení čar některých rocesů (změna stavu vzduchu v interiéru, odvození ro vlhčení, sušení, odařování aod.) strana

2 Obr. Obecné schéma Mollierova diagramu Jak nalézt telotu rosného bodu a telotu vlhkého teloměru Telota rosného bodu Definice: Telota rosného bodu je telota zjistitelná ro daný stav vlhkého vzduchu ři nasycení ro stejnou měrnou vlhkost a tlak jaké má uvažovaný stav vzduchu. - ze zadaného stavu vedeme islou čáru o konstantní měrné vlhkosti (x = konst.) na křivku sytosti (ϕ = ) a v tomto bodě nám izoterma na růsečíku udává telotu rosného bodu Telota vlhkého teloměru Definice: Telota vlhkého teloměru je telota, kterou vzduch dosáhne ři nasycení vyařováním vody. Je to nejnižší telota adiabatického rocesu změny stavu vlhkého vzduchu. - ze zadaného stavu vedeme čáru o konstantní entalii (h = konst.) na křivku sytosti (ϕ = ) a v tomto bodě nám izoterma na růsečíku udává telotu vlhkého teloměru strana 2

3 Obr.2 Hledání teloty rosného bodu a vlhkého teloměru Pozn.: ři hledání stavových veličin v grafu není třeba interolovat hodnoty s co největší řesností. Teloty stačí definovat na cca 0,5 C, měrnou vlhkost na cca 0, g/kg s.v., měrnou entalii na 0,5 kj/kg s.v. a arciální tlak vodní áry na max. 25 Pa. Samotná stavba grafu je zatížená vlastní chybou, uvážíme-li řesnost grafické ráce tak nemá cenu to řehánět :-). Základní rocesy změn stavů vzduchu Úvodní vyětlení ojmů sděleného tela ři rocesech Pro změnu ři konstantním tlaku latí odle I. zákona termodynamiky, že sdělené telo Q 2 je rovno rozdílu celkových entalií. Platí: [( i x ) ( i x ) ] m Q,2 = I 2 I = + [J] () + 2 - telo sdělené ři jakémkoliv rocesu se skládá ze dvou částí tela citelného a vázaného Q s = Q c + Q v [J, W] (2) Q s celkové sdělené telo ři rocesu Q c citelné telo, citelné telo je funkcí změny teloty a lze jej vyjádřit známou rovnicí Q = m.c.δt v Molliérově diagramu má růběh kolmý na izotermy, o čáře konstantní měrné vlhkosti Q v vázané telo, vázané telo je funkcí změny měrné vlhkosti a nelatí ro něj rovnice Q = m.c.δt. Vázané telo je zároveň sojeno s fázovými změnami vodní áry ve vzduchu (kondenzace, vyařování aod.). V Molliérově diagramu má růběh ve směru izoterm, rovnoběžně s měřítkem měrné vlhkosti. strana 3

4 Obr.3 Rozdělení sděleného tela na složky V obecném rocesu mezi stavy a 2 lze citelné telo odle obr.3 nejlée vyjádřit jako: Q c = m a.(h h ) [W] (3) a vázané telo jako: Q v = m a.(h 2 h ) [W] (4) m a hmotnostní růtok vzduchu [kg/s] h měrná entalie [J/kg] V Molliérově diagramu existuje měřítko, které udává oměr zastouení citelného tela v celkovém tele faktor citelného tela ϑ: Q c. Δt c ϑ = = [-] (5) Qs Δh c měrná teelná kaacita vzduchu za konstantního tlaku =,2 [J/kg.K] Ohřev vzduchu - roces robíhající na telosměnné loše ohřívačů vzduchu - cílem rocesu je zvýšení teloty roudu vzduchu to je možné ouze sdělením tela do jeho roudu - roces robíhá bez změny vlhkosti v Molliérově diagramu jej značíme o konstantní měrné vlhkosti - ři růběhu ohřevu dochází ouze ke sdílení citelného tela, vázané telo Q v = 0 Změna stavových veličin: x = x 2, t 2 > t, ϕ 2 < ϕ, h 2 > h strana 4

5 Obr.4 Proces ohřevu vzduchu Rovnice: Teelný výkon otřebný ro ohřátí roudu vzduchu z teloty t na telotu t 2. Q = m a.(h 2 h ) = m a.c a.(t 2 t ) [W] (6) Chlazení vzduchu - cílem je snížení teloty roudu vzduchu - roces robíhá na telosměnné loše chladiče - rozděluje se na dva tyy - chlazení bez kondenzace vodní áry suché chlazení - chlazení s kondenzací vodní áry na chladiči mokré chlazení - rozdělení je odle vztahu teloty rosného bodu t r roudu vzduchu a ovrchové teloty chladiče t ch - suché chlazení ovrchová telota chladiče je vyšší než telota rosného bodu t ch > t r - mokré chlazení ovrchová telota chladiče je nižší než telota rosného bodu t ch < t r - v růběhu rocesu chlazení dochází ke snížení obsahu vodní áry ve vzduchu v důsledku kondenzace - v Molliérově diagramu se kreslí: - suché chlazení o konstantní měrné vlhkosti - mokré chlazení o sojnici mezi očátečním stavem a růsečíkem ovrchové teloty chladiče a křivky sytosti. Průsečík je mezní stav do kterého lze vzduch ři dané kombinaci ochladit. Ovšem chladící výkon je obvykle výrazně menší a tudíž cílová telota leží někde na sojnici. Pozn.: Kondenzace ar ve vzduchu robíhá od začátku ochlazování. Tím se vzduch odvlhčuje (suší) i když ještě nedosáhl ro dané x teloty rosného bodu. Změna robíhá o sojnici očátečního stavu vzduchu s růsečíkem izotermy, která odovídá střední telotě ovrchu chladiče t ch s křivkou ϕ =. Chlazení může robíhat obecně do libovolného bodu. Ke kondenzaci vody dochází i v tom říadě, když telota na kterou vzduch ochlazujeme (bod 3) je vyšší než t r. Teoreticky nejnižší dosažitelný bod je růsečík na ϕ =, kterému odovídá největší vysušení vzduchu Δx max. strana 5

6 Změna stavových veličin: suché chlazení mokré chlazení x = x 2, t 2 < t, ϕ 2 > ϕ, h 2 < h x > x 2, t 2 < t, ϕ 2 > ϕ, h 2 < h Rovnice: Teelný výkon otřebný ro ochlazení roudu vzduchu z teloty t na telotu t 2. Q = m a.(h - h 2 ) [W] (7) ouze ro suché chlazení lze oužít rovnici (5): Q = m a.(h - h 2 ) = m a.c a.(t t 2 ) [W] (8) Při rocesu mokrého chlazení je nutné vyočítat i množství zkondenzované vodní áry. Při běžném rovozu vzduchotechnické jednotky dochází ke kondenzaci velmi často, nejčastěji v letním rovozu ři chlazení řiváděného vzduchu, dále v zimě na telosměnných lochách výměníků ro zětné získávání tela. Všechny části vzduchotechniky, kde lze i okrajově ředokládat kondenzaci vodní áry z řiváděného nebo odváděného vzduchu je nutné naojit na kanalizaci! Množství zkondenzované vodní áry: m w = m a.(x x 2 ) [kg/s] (9) Obr.5 Procesy chlazení vzduchu Na obr.5 je atrný rozdíl mezi suchým a mokrým chlazením. Uvažujeme-li stejný výkon chladiče vyjádřený změnou měrné entalie Δh = h h 2 je u mokrého chlazení jeho část sotřebována na změnu skuenství vodní áry a tudíž dosáhne koncový stav 2 B vyšší teloty než u suchého chlazení 2 A. Mokré chlazení by se tudíž dalo nazvat jako méně efektivní z hlediska snižování teloty. U suchého chlazení jsme ale omezeni vysokou telotou ovrchu chladiče a tudíž nemůžeme dosáhnout na jediném chladiči telot nižších. Další omezení sočívá v blízkosti mezní teloty teloty nasycení. strana 6

7 Q = m. Δh; Δh = h h A ) B ) Q Q s s c c v v = Q + Q ; = Q + Q ; Q Q 2 v v = 0 0 Q B c < Q A c t 2B > t 2 A (0) Mokrého chlazení lze oužít i ro účely odvlhčování vzduchu, tedy cíleného snižování jeho měrné vlhkosti. Vlhčení vzduchu - cílem změny je zvyšování obsahu vodní áry ve vzduchu - ožadavek na vlhčení je v našich klimatických odmínkách zejména v zimním období nízká měrná vlhkost venkovního vzduchu - roces se odehrává ve zvlhčovačích vzduchu - vlhčení vzduchu se charakterizuje výhradně změnou měrné vlhkosti, nikoliv relativní vlhkosti Základní rinciy vlhčení robíhají dvěma zůsoby: a) vlhčení vodou římé vlhčení rozrašováním vody do roudu vzduchu b) vlhčení arou římé vlhčení vstřikováním áry do roudu vzduchu - v Molliérově diagramu se kreslí: - vlhčení vodou o čáře konstantní entalie adiabatický roces - vlhčení arou o čáře konstantní teloty izotermický roces Pro teelnou a vlhkostní rovnováhu latí: m h h = Q h. m [J, (W)] () [ 2 ] w( ) = w( ) w( ) ( x x ) ( ) m 2 = m w [kg w() ] (2) Vydělením těchto rovnic dostaneme hodnotu směrového měřítka: h2 h δ = = h w ( ) x x [J.kg - w()] (3) 2 Indexy w a latí alternativně ro vodu nebo áru. Změna je římková a ro oba říady se liší ouze sklonem, který je dán entalií řiváděné vody h w nebo áry h. Obr.6 Vlhčení vzduchu strana 7

8 u vlhčení arou: h v se ohybuje kolem 2,6 kj/kg směr řibližně odovídá izotermě u vlhčení vodou: h v se ohybuje v rozmezí 0 až 0,42 kj/kg směr řibližně odovídá adiabatě Přibližnost směrů sojnic s izotermou a adiabatou je ro účely technické raxe více než dostačující. Změna stavových veličin: vlhčení vodou vlhčení arou x < x 2, t 2 < t, ϕ 2 > ϕ, h 2 = h x < x 2, t 2 = t, ϕ 2 > ϕ, h 2 > h Rovnice: Množství vody, které musí vzduch absorbovat, aby se očáteční měrná vlhkost x změnila na cílovou hodnotu x 2. Jedná se o stejnou rovnici definující množství zkondenzované vodní áry. m w = m a.(x 2 x ) [kg/s] (4) Vlhčení vodou se někdy oužívá i jako římé adiabatické chlazení. Na konci rocesu je telota t 2 výrazně nižší než telota t. Ovšem, aby vše fungovalo je nutná nízká očáteční vlhkost vzduchu x. Jinak nemá tento zůsob chlazení význam rychle dosáhneme meze sytosti dále vzduch žádnou vlhkost neojme a neochladí se. Odařování z volného vodního ovrchu - dochází ři styku vzduchu s volným vodním ovrchem, bez ohledu na jejich vzájemný oměr telot - oužívá se ro vodou skráěné výměníky - latí i ro roudění vzduchu kolem vodní hladiny - směr změny v Molliérově diagramu robíhá o sojnici očátečního stavu a bodu na křivce sytosti ro růměrnou telotu mokrého ovrchu Obr.7 Průběh odařování z volného vodního ovrchu - odle oměru teloty rosného bodu t r stavu a teloty ovrchu vodní hladiny t o dochází k vylučování vody ze vzduchu, nebo naoak vlhčení t o > t r dochází k vlhčení vzduchu vodou odařováním z vodní hladiny t o < t r dochází k vysoušení vzduchu a vylučování vody strana 8

9 Směšování dvou roudů vzduchu - cílem je smísit dva roudy vzduchu o různých arametrech - tím lze dosáhnout roudu o součtovém objemovém růtoku a středních vlhkostních a telotních arametrech. - roces se odehrává ve směšovacích komorách - v Molliérově diagramu se zjišťuje stav vzduchu o smíšení, který leží na sojnici stavů roudů vzduchu a 2 řed směšováním. Poloha bodu na sojnici je dána oměrem objemových (hmotnostních) růtoků vzduchu. - v zásadě sojnice nevyjadřuje žádnou faktickou změnu Rovnice: Pro stanovení vzájemné vazby mezi očátečními roudy vzduchu a 2 a koncovým stavem o smíšení 3 vychází ze soustavy rovnic energetické a hmotnostní bilance. Bilance energií: m a.h + m a2.h 2 = m a3.h 3 [W] (5) Bilance hmotností m a + m a2 = m a3 ro suchý vzduch [kg/s] (6) m a.x + m va2.x 2 = m a3.x 3 ro vodní áru [g] (7) sojíme-li rovnice (5), (6) a (7) dohromady dostaneme: ma h3 h2 x3 x2 h3 h2 h h3 = = = = δ 3 = δ 23 (8) m h h x x x x x x a2 3 3 3 2 3 Obr.8 Směšování dvou roudů vzduchu strana 9

0 Na obrázku 8 je znázorněná grafická metoda, omocí které lze vynést stav o smíšení bez nutnosti výočtů. Metoda sočívá v odobnosti trojúhelníků. Na sojnici očátečních stavů roudů vzduchu si do koncových bodů vyneseme v oměru hmotnostní růtoky vzduchu. Do stavu si vyneseme hmotnostní růtok vzduchu 2 a obráceně. Na růsečíku sojnice kolmic a očátečních bodů leží stav o smíšení 3. Jednoduchá kontrola: Výsledný stav 3 bude o sojnici blíže tomu stavu vzduchu, který má větší hmotnostní růtok. V říadě, že stav o smíšení vyjde od křivkou sytosti řesycený vzduch vzduch se vrací na křivku sytosti o izotermě a rozdíl Δx je zkondenzovaná vodní ára. Obr.9 Změna stavu vzduchu okud se o smíšení dostane od křivku sytosti strana 0