Het Mollier Hlx Diagram

7/18/2019 Het Mollier Hlx Diagram

1/23

advies Het Mollier-hlx-diagram KTC 3

3.0 INLEIDING

wet van D alton

Lucht, zoals deze n klimaatbehandelings- en koel- of vriesinstallaties wordt toe-gepast, bestaat uit droge lucht en een hoeveelheid waterdamp, die als het warein de lucht is "opgelost". De hoeveelheidwaterdamp, die 1 kg droge lucht kan be-vatten, is afhankelijk van de temperatuur en de omgevingsdruk. De totale druk(atmosferische druk) boven een mengsel van droge lucht en waterdamp is vol-gens de wet van Dalton gelijk aan de som van de afzonderlijke drukken (partiledrukken), dus van de partile droge lucht en van de partile waterdampdruk. Informulevorm:

Wanneer bij een bepaalde emperatuur de lucht niet meer waterdamp kan bevat-ten dan al reeds in de lucht aanwezig is, noemt men de lucht verzadigd. Wordter nu nog meer water toegevoegd, dan zal de damp condenseren tot water.In dit hoofdstuk zullen de belangrijkste begrippen die op vochtige lucht betrek-king hebben, worden besproken, alsmede de oorzaken en gevolgen van toe-standsveranderingen van de lucht, zoals deze in klimaatbehandelingsinstalla-ties plaatsvinden.Het is noodzakelijk deze begrippen en eigenschappen goed te kennen en de me-thoden om toestandsveranderingen e bepalen, alsmede de gevolgen te bereke-nen, goed te beheersen, omdat dit de basis van vrijwel alle berekeningen in dekoel- en klimaattechniek vormt.

3.1 BEGRIPPEN IN VERBAND MET VOCHTIGE LUCHT

De belangrijkste begrippen in verband met lucht worden als volgt gedefinieerd:

3.1 . l DROGEBOLTEMPERATUUR (O )

De drogeboltemperatuur is de temperatuur van vochtige lucht, die is gemetennormale thermometer met een "normale" thermometer.

De natteboltemperatuur s de temperatuur van vochtige lucht, die is gemeten meteen thermometer, waarvan het reservoir is omwikkeld met een nat kousje enwaarlangs de lucht wordt geblazen met een snelheid van circa 3 m/s.


2/23


Door de warmteonttrekking, die wordt veroorzaakt door het verdampende water,daalt de temperatuur tot een waarde, die overeenkomt met de natteboltempera-tuur bij een bepaalde luchtconditie. De natteboltemperatuur is gedefinieerd alsde temperatuur, die wordt bereikt, wanneer zonder toe- of afvoer van warmte(isenthalpisch) net zolang water wordt verdampt, totdat de lucht met waterdampis verzadigd.

Dit is de temperatuur, waarbij het vocht uit de lucht gaat condenseren bij het af-koelen zonder ontvochtiging van deze lucht.

3.1.4 SPECIFIEK VOLUME (v, m3/kg] )

Afhankelijk van de temperatuur heeft 1 kg droge lucht een bepaald volume, bij-voorbeeld bij 23 OC 0,833 m3.

3.1.5 SOORTELIJKE MASSA (Q) OF DICHTHEID ([kglm3])

De soortelijke massa is het omgekeerde van het soortelijk volume. Bij 23 OC isde soortelijke massa van droge lucht 1,2 kglm3.

Dit is de hoeveelheid warmte in kJ, die nodig s om 1 kg van een stof 1K in empe-ratuur te doen stijgen. Voor lucht en waterdamp geldt:

Cp,"c, = 1,005 kJ/(kg K) en CPwaterdamp = 1,87 kJ/(kg. K).

3.1.7 ABSOLUTE VOCHTIGHEID ( x ) [kglkg droge lucht])

Onder de absolute vochtigheid verstaat men de hoeveelheid vocht in de lucht.Men drukt deze absolute vochtigheid uit in kilogram waterdamp per kilogramdroge lucht. Is er per kilogram droge lucht x kilogram waterdamp bijgevoegd,

absolute vochtigheid dan is de absolute vochtigheid of kortweg vochtigheid = x . De absolute vochtig-heid heeft alleen als rekengrootheid betekenis.


3/23


3.1.8 RELATIEVE VOCHTIGHEID (RV OF $)

Warme lucht kan meer waterdamp bevatten dan koude lucht. Bij afkoeling wordtop een gegeven moment het punt bereikt, waarop bij die temperatuur zich de ma-ximale hoeveelheid waterdamp in de lucht bevindt (x,). Beneden deze tempera-tuur zal een gedeelte van de waterdamp condenseren. Men drukt dit uit in de ver-verzadigingsgraad zadigingsgraad(q). ij de verzadigingsgraad wordt de hoeveelheid waterdamp,die de lucht bevat ( x ) ,vergeleken met de maximale hoeveelheid waterdamp (x,),die de lucht bij die temperatuur kan bevatten. Wanneer het lucht/waterdamp-mengsel wordt verwarmd, wordt de verzadigingsgraad lager, omdat bij hogeretemperatuur de maximale hoeveelheidwaterdamp, die zich in de lucht kan bevin-den, hoger ligt.De verzadigingsgraad s dus de verhouding van de massavan de in de lucht aan-wezige waterdamp tot de massa, die hierin bij de heersende emperatuur maxi-maal kan voorkomen:

Als werkgrootheid komt deze nauwelijks voor. Het is nauwkeuriger de relatievevochtigheid te definiren als de verhouding van de partile waterdampspanning(pd)en opzichte van de verzadigde dampspanning (p,), dus de waterdampdruk,die bij een bepaalde emperatuur van de vochtige lucht heerst, en de verzadigdewaterdampdruk (p,), die bij die temperatuur heerst:

3.1.9 VERZADIGDE-DAMPDRUKTABEL (ps) Pa])

De maximumwaterdampspanningp,) of verzadigde dampdruk bij verschillendetemperaturen kan n tabel 1worden afgelezen. Deze abel bevat de waarden voorde verzadigde dampdruk in het bereik van O tot 48,9 OC.Bovenaan ziet u . l , .2 tot en met .9 staan, die als decimaal achtervoegsel voorde waarden O tot en met 48 van de verticale as dienen. 33,3 leest u af op 33 verti-caal en .3 horizontaal; dit levert 5121,6 Pa op.


4/23


3.2 ENTHALPIE (h) (WARMTE-INHOUD) [kJ/kg]

3.2.1 INLEIDING

warmte-in houd

nulpunt

enthalpieverschil

enthalpieverschil

Een belangrijk begrip in de luchtbehandeling van vochtige lucht, dat daarom af-zonderlijk wordt behandeld, is het begrip enthalpie of warmte-inhoud. De enthal-pie van vochtige lucht heeft betrekking op die hoeveelheidwarmte of energie, die1 kg lucht van een bepaalde conditie kan bevatten. De enthalpie (h) wordt uitge-drukt in kJ/kg droge lucht. De warmte-inhoud of enthalpie bestaat uit de som vande enthalpie van de waterdamp die in de lucht voorkomt, en de enthalpie van dedroge lucht. Als nulpunt voor de bepaling van de enthalpie van lucht, wordt detoestand van droge lucht bij een temperatuur van O OC genomen en als nulpuntvoor de enthalpiebepaling van de waterdamp in de lucht neemt men water (dusde vloeistoffase) bij een temperatuur van O O C . De enthalpie van een stof is opzich dus geen absolute waarde, omdat men uitgaat van een gekozen nulpuntin plaats van dit nulpunt te leggen bij de toestand van een stof bij O K. Voor bere-keningen is altijd het enthalpieverschil tussen twee toestanden van een stofvan belang en dit kan in ons geval eenvoudig worden bepaald door de enthal-pien van de lucht bij twee verschillende condities van elkaar af te trekken. Hier-bij zijn deze enthalpien steeds waarden ten opzichte van het aangenomen nul-punt. De enthalpie van de vochtige lucht kan in drien worden verdeeld, name-lijk:

3.2.2 ENTHALPIE DROGE LUCHT (h,) [kJ/kg]

Het verschil tussen de enthalpie van droge lucht bij een temperatuur van 8 O Cen bij een temperatuur van O OC is de "voelbare warmte", hl (eigenlijk het enthal-pieverschil Ah). De soortelijke warmte van de lucht kan worden gesteld op1,005 kJ/(kg K), dus iets meer dan 1. De enthalpie van droge lucht is dan ook1,005- 8 kJIkg droge lucht.

O X -

Figuur 1 Voelbare warmte inde lucht; 1,005.8


5/23

3.2.4 ENTHALPIE VERDAMPINGSWARMTE (hi) [kJ/kg]

De verdampingswarmte van de waterdamp - "latente warmte"h2.Om 1 kg watermet een temperatuur van O O C e doen overgaan n waterdamp met een tempera-tuur van O OC , wordt circa 2500 kJ vereist. Als het mengsel x kg damp per kgdroge lucht bevat, vertegenwoordigt dit dus een hoeveelheid verdampings-warmte h2= 2500.x kJ/kg droge lucht.

Figuur2 Latente warmte in de waterdamp; 2500 - x

3.2.5 ENTHALPIE OVERVERHITTINGSWARMTE (h,) [kJ/kg]

Dit is het verschil tussen de enthalpie van de waterdamp bij een temperatuur van8 O C en bij een temperatuur van O O C - "voelbare warmte" in de waterdamp, h3.De soortelijke warmte van de waterdamp kan worden gesteld op circa1,87 kJ/(kg K). Als het lucht/waterdampmengselx kg damp bevat, is de enthal-pie van de damp dus h3= 1,87 .x. 8 kJ/kg droge lucht.De drie posten kunnen worden voorgesteld in drie hulpdiagrammen volgens defiguren 1, 2 en 3.

Figuur3 Voelbare warmte in de waterdamp; 1,87 . x BDe totale enthalpie is:

htot 1,005.8 + 2500.x + 1,87.x.e kJ/kg droge lucht.


6/23


3.2.6 TOTALE ENTHALPIE VOCHTIGE LUCHT (ht) [kJ/kg]

Wanneer wij de figuren 1,2 en3 in n diagram samenvoegen, ontstaat figuur 4.

t

totale enthalpie

Figuur 4 Samenvoeging figuur 1, 2 en 3Voorbeeld:Als 1 kg droge lucht met een temperatuur van 25 OC 0,01 kg (10 g) water bevat,kunnen wij met behulp van de hiernavolgende formule de totale enthalpie vandeze lucht uitrekenen.Voorbeeld:

htot = 1O X 25 + 2500 X 0,01 + 1,87 X 0,01 X 25 =25 + 25 + 0,468 = 50,468 kJ/kg droge lucht.

3.3 HET MOLLIER-h/x-DIAGRAM VOOR VOCHTIGE LUCHT

3.3.1 HET h/x-DIAGRAM VOOR C = 1,005 kJ/(kg K)

Zie figuur 5.

3.3.2 HET MOLLIER h/x-DIAGRAM VOOR LAGE TEMPERATUREN

Zie figuur 6.


7/23



8/23

Figuur 6


9/23


DE GROOTHEDEN IN HET hIx-DIAGR AM

3.4.1 ALGEMEEN OVERZICHT

Het ontwerp van het hlx-diagram is nu gedefinieerd. Voor praktische toepassin-gen van dit diagram zijn een aantal belangrijke grootheden die in de klimaattech-niek een belangrijke rol spelen, bepaald. Deze zijn:- de cordinaatgrootheid x; het watergehalte, uitgedrukt in kglkg droge lucht;- de ordinaatgrootheid h; de enthalpie van het mengsel, uitgedrukt in kJ/kg

droge lucht;- de temperatuur e van een luchtmengsel in OC;- de partile drukken p d (dampdruk) enp1 (drogeluchtdruk), uitgedrukt in Pa;- de relatieve vochtigheid $ in %;- het dauwpunt ed in OC;- de natteboltemperatuur en in O C ;- het quotint dhldx in kJ/kg;- de voelbare-warmtefactor vwf in %;- de soortelijke massa Q n kg/m3.

3.4.2 HET DAUWPUNT

dauwpunten

Het dauwpunt van een luchttoestand staat in nauwe relatie tot de maximale rela-tieve vochtigheid. Daalt namelijk de temperatuur door het afkoelen van de luchtbeneden de verzadigingstemperatuur, dan zal er waterdamp condenseren. Depunten, die worden gevormd door de snijlijnen van de isothermen met de verzadi-gingslijn, noemt men daaromdauwpunten. Men vindt het dauwpunt van een be-paalde uchttoestandA in het diagram door vanuit dit punt een lijn van constanteabsolute vochtigheid verticaal omlaag te trekken, totdat deze lijn de verzadi-gingslijn snijdt (zie figuur 7).

dauwpuntstemperatuur 8dA

x-Figuur 7


10/23


3.4.3 DE NATTEBOLTEMPERATUUR (8,) [ O C ]

De natteboltemperatuur van een luchtmengsel wordt gemeten door een thermo-meter, waarvan het kwikreservoir s omwikkeld met een gaasje of kousje, dat metwater wordt bevochtigd. Deze nattebolthermometer houdt men in een lucht-stroom, die onverzadigd is. Er zal nu water uit het kousje verdampen.Voor deze verdamping is warmte nodig, die aan het kousje en daarmee aan dethermometer wordt onttrokken. Deze koelt daardoor af. Omdat de temperatuurvan het kousje lager is geworden dan die van de lucht, gaat er warmte stromenvan de lucht naar het kousje. Na verloop van tijd wordt door het kousje een zoda-nige temperatuur aangenomen, dat de warmtestroom van de lucht naar hetkousje precies even groot is als de warmte, die per tijdseenheid nodig is voor deverdamping. Deze evenwichtstemperatuur van het natte kousje wordt de "natte-boltemperatuur" (en) van de langsstromende lucht genoemd (zie figuur 8).

lijn van constante 8, x-(niet // met h-lijn)

lijn van constante 8,(nagenoeg l/ met h-lijn)

Figuur 8 NatteboltemperatuurDe lijnen van constante natteboltemperatuur open in het mollierdiagram nage-noeg evenwijdig aan de lijnen van constante enthalpie. Bij hogere natteboltem-peraturen begint een kleine afwijking zichtbaar te worden. Lijnenen = Cen lijnenvan constante drogeboltemperatuur snijden elkaar op de verzadigingslijn. Vanuitdit snijpunt B geeft de daarbij behorende drogeboltemperatuur evens de natte-boltemperatuurwaarde aan. Uitgaande van een luchttoestand A kan direct dedaarbij behorendeed worden afgelezen. Via het snijpunt B wordt e, gevonden endaardoor is tevens de RV bepaald (snijpunt e = C met en = C).

Deze verhouding is van belang bij processen, waarbij zowel warmte als wa-ter(damp) aan de lucht wordt toe- of afgevoerd. Een dergelijk proces kan in hetdiagram worden aangegeven door een lijn, waarvan de helling door de verhou-Ahding -tussen de toe(af)gevoerde warmtehoeveelheid en de gelijktijdig toe(af)-Axgevoerde waterhoeveelheid wordt bepaald.


11/23


randschaal

Om het tekenen van dergelijke proceslijnen te vergemakkelijken, wordt vanuithet nulpunt van het hlx-diagram een denkbeeldige stralenbundel getekend,waarvan, om de leesbaarheid niet te bemoeilijken, alleen een klein gedeelte vanhet verlengde van de stralen langs de rand van het diagram wordt aangegeven(randschaal).Soms ook ziet men deze stralenbundel n een afzonderlijk halfcir-kelvormig hulpdiagram ingetekend (zie de figuren 9 en 10).

AhEen toestandsverandering met een gegeven --verhouding en met een gege-4xven begintoestand A (figuur 9) kan gemakkelijk worden ingetekend door hetAhevenwijdig verschuiven van de straal met de gegeven --waarde naar het punthxA, totdat het punt B door meting van de afstand (enthalpieverschil) kan wordenbepaald.

het nulpunt

Figuur 9 Randschaal met d e m -verhouding in het hlx-diagram/bAhDe --schaal heeft vooral nut, wanneer met stoombevochtiging wordt gewerkt.AxDoor de stoominblazing stijgt de enthalpie van de lucht met 2500 + 1,87 x 8 kJ/kgAhlucht voor elke per kg lucht ingeblazen kg stoom, zodats = 2500 + 1.87 x O.

AhFiguur 10 Halfcirkelvormig hulpdiagramvoor de z -verhouding (en voelbare-warmtefactor)Met behulp van een stoomtabel (tabel 3) kan de enthalpie van ingeblazen stoomworden bepaald, bijvoorbeeld van oververhitte stoom met een druk van 1 5 barAhen een temperatuur van 150OC bedraagt de enthalpie: 2773,6 kJ1kg =- zietabel 3). Ax


12/23

3.4.5 DEVOELBARE-WARMTEFACTOR ( vw~ )

Wanneer lucht wordt afgekoeld met gelijktijdigevochtonttrekking (vanA naar B),is het enthalpieverschil tussen warme en afgekoelde lucht samengesteld uit eendeel voelbare en een deel latente warmte (zie figuur 11).

Figuur 11 De vwf-schaalDe verbindingslijn A-B kan worden ontleed in de horizontale lijnA-C evenwijdigaan de isotherm en de verticale lijn C-B evenwijdig aan de lijnx = constant. DelijnA-C komt overeen met de vochtonttrekkingxA-xB.Het enthalpieverschil us-senA en Cwordt veroorzaakt door de condensatie van de waterdamp en geeftdan geen aanleiding tot temperatuurverlaging. De warmte is dus latent (verbor-gen); het enthalpieverschil is Ahl.De lijn C-B stelt de temperatuurverlaging voor bij gelijkblijvend vochtgehalte.Het optredende temperatuurverschil is te meten ("voelbaar").Het hiermee cor-responderende enthalpieverschil is Ah,Het totale enthalpieverschil is dus:

Hoe minder de ontvochtiging is ten opzichte van de temperatuurverlaging, deste hoger wordt devoelbare warmte ten opzichte van de totale warmte. Deverhou-ding daartussen:

noemt men de voelbare-warmtefactor (vwf). (Soms wordt nog wel gebruiktSHR = Sensible-Heat Ratio.)Het is duidelijk, dat deze factor bij geen vochtonttrekking 1 is (Ah, = Ahtot) en bij(theoretisch) alleen vochtonttrekking O (Ahv = 0).Uit het voorgaande blijkt, dat de cos van de hoek van de verhoudingslijn met de

M Vverticaal overeenkomt met -.Ahot


13/23

advies Het Mollier-h/x-diagram KTC 3

Deze hoek is dus een maat voor de vwf.Deze vwf wordt in een halfcirkelvormig hulpdiagram uitgezet.Wanneer nu een toestandsverandering van de lucht optreedt, kan door het even-wijdig verschuiven van de verbindingslijn (A-B) naar het hulpdiagram aldaar devwf worden afgelezen. Ahtotx vwf geeft dan direct de Ahv aan en Ahtot- Ah, =Ah *

3.4.6 DE LIJNEN VAN CONSTANTE SOORTELIJKE MASSA (e) kglm3]In de meestehlx-diagrammen zijn lijnen ngetekend, die de constante soortelijkemassa of dichtheid (Q ) van de vochtige lucht aangeven. De soortelijke massavaneen stof is de massa per volume-eenheid bij een bepaalde emperatuur en druk,uitgedrukt in kg/m3. Het valt op, dat hoe meer waterdamp de lucht bij gelijke tem-peratuur bevat, des te kleiner de soortelijke massa van de vochtige lucht wordt.Dit is eenvoudig te verklaren uit het feit, dat 1 m3 droge lucht een massa heeftvan 1.29 kg en 1 m3 waterdamp een massa van slechts 0,8 kg bij O OC, zodatmengsels van lucht en waterdamp een steeds lagere soortelijke massa hebbennaarmate het waterdampgehalte toeneemt.

KTQ

Figuur 12 Lijnenvan constante soortelijke massaDeze lijnen lopen onder een flauwe hoek naar beneden. De schaal is meestaloplopend van boven naar beneden met 0,05 kg/m3 (bijvoorbeeld 1 l5 - 1,20 -1,25). Voor tussenliggende waarden moet worden genterpoleerd.


14/23


3.5 HET GEBRUIK VAN LIJNEN EN WAARDEN IN HET MOLLIER-hlx- DIAGRAM

Om in de praktijk goed met het hlx-diagram te kunnen werken, is het nodig volle-dig vertrouwd te zijn met alle waarden, lijnen en eigenschappen.Dit diagram wordt in het gehele vasteland van Europa als standaarddiagram ge-bruikt. De enige landen die gebruikmaken van een alternatief diagram, zijn deUSA en landen die een directe industrile link hebben met dat werelddeel. Eenkanttekening hierbij is, dat de USA sinds 1993het SI-systeem hebben geaccep-teerd, waaruit waarschijnlijk zou kunnen volgen dat men ook het h/x-diagram

psychrometrische kaart zal gaan gebruiken. Het diagram dat in die landen n gebruik is, is de psychrome-trische kaart.Wij zullen in dit dictaat verder geen aandacht besteden aan dezekaart.

3.5.1 DE GRENSLIJNEN VAN HET hlx-DIAGRAM

3

grenslijnenFiguur 13 Grenslijn van hethlx-diagramOp de grenslijnen kunnen worden afgelezen, respectievelijk deze lijnen gevenaan de schaalwaarden voor:1. a. de natteboltemperatuur;

b. de dauwpunts- of verzadigingstemperatuur;c. de verzadigingstoestand van de lucht (verzadigingslijn of verzadigings-

kromme).2. a. de drogeboltemperatuur;

b. de enthalpie of warmte-inhoud in kJ/kg droge lucht.3. het waterdampgehalte of de vochtinhoud in kg/kg droge lucht.4. is het oververzadigingsgebied of nevelgebied.


15/23


3.5.2 LIJNEN VAN CONSTANTE DROGEBOLTEMPERATUUR(0)(isothermen)

Figuur 14 Lijnen constante drogeboltemperatuur (8)Uitgaandevan grenslijn2 lopen de lijnen van constante drogeboltemperatuurna-genoeg evenwijdig en nagenoeg horizontaal van links naar rechts over hetdiagram. De waarden zijn aangegeven n O C . Op elk punt van een lijn is dezelfdedrogeboltemperatuur aanwezig, die op schaal 2 kan worden afgelezen.

3.5.3 LIJNEN VAN CONSTANT VOCHTGEHALTE (x)

Figuur 15 Lijnen van constant vochtgehalte (x)Uitgaandevan grenslijn 3 lopen de lijnen van constant vochtgehalteverticaal enevenwijdig. De waarden zijn aangegeven n kg/kg droge lucht. Op elk punt vaneen lijn heeft de lucht dezelfde vochtinhoud in kglkg droge lucht, waarvan dewaarde op schaal 3 kan worden afgelezen.


16/23


3.5.4 LIJNEN VAN CONSTANTE ENTHALPIE (h) (isenthalpen)

Figuur 16 Lijnen van constante enthalpie (h)Deze lijnen gaan uit van grenslijn 2 en lopen onder een schuine hoek evenwijdigaan elkaar naar beneden.Op elk punt van een lijn heeft de lucht dezelfde warmte-inhoud, waarbij de droge-boltemperatuur vanO O C op de 2-schaal als O-waarde is aangehouden. Dit heefttot gevolg, dat de enthalpie zowel in positieve als in negatieve waarden kan wor-den afgelezen. De waarden zijn op de linkerschaal vermeld, terwijl in veel geval-len een hulpschaal aan de rechterzijde van het diagram is gemaakt.De waarden zijn aangegeven in kJ/kg droge lucht.

3.5.5 LIJNEN VAN CONSTANTE RELATIEVE VOCHTIGHEID (c$)

Figuur 17 Lijnen van constante relatieve vochtigheid ($)Deze lijnen zijn krommen, die binnen het diagramveld verlopen. Elke lijn geeftvoor de daarop voorkomende luchttoestand de waarde van de relatieve vochtig-heid in % aan.


17/23


3.5.6 LIJNEN VAN CONSTANTE SOORTELIJKE MASSA (Q )

Figuur 18 Lijnen van constante soortelijke massa (Q)Voor omreke ning van de luchthoe veelheid in m3/s naar kg/s mo et de specifiekeof soortelijke massa van de lucht bekend zijn. In het diagram zijn deze waardenvastgelegd in enigszins schuin naar beneden verlopende lijnen, waarop dezewaarden in kg/m3 zijn aangegeven. Voor de tussenliggende gebieden, waargeen lijnen lopen, mo et worden genterpoleerd. Bij globale berekeningen va n kli-maatregelingen wordt vaak uitgegaan van een waarde van e = 1,20 kg/m3.

3.5.7 LIJNEN VAN CONSTANTE NATTEBOLTEMPERATUUR (nbt)

Figuur 19 Lijnen van constante natteboltemperatuur (nbt)De li jnen gaan uit van grenskromme 1. Zij lopen vrijwel eve nwijdig aan de lijnenvan constante enthalpie. D e schaalwaarde is mee stal afzonderlijk aangegeven ,doch kan ook worden afgelezen op grens lijn 2 (drogeboltemperatuurlijn).


18/23


3.5.8 DAUWPUNTSTEMPERATUUR(dp)

Figuur20 Dauwpuntstemperatuur (dp)Het dauwpunt is gedefinieerd als de temperatuur, waarbij de lucht van de oor-spronkelijke toestand P met een dbt 1naafkoeling begint e condenseren. Afkoe-ling geschiedt dus zonder vochtonttrekking via een verticale lijn tot grenskromme1. Aflezing db op nbt-schaal of op schaal 2 (temperatuur2).

3.5.9 PARTIELE DAMPDRUKLIJN @d)

Figuur21 Partile dampdrukDe partile dampdruklijn s direct gerelateerd aan de lijnen van constant vochtge-halte (zie figuur 15). Selecteer de gewenste luchtconditie in het h/x-diagram,projecteer vanuit dit punt een verticale lijn tot aan de randschaal voor partiledampdrukken en lees hier de dampdruk (pd)bij die luchtconditie.


19/23


3.6 TOESTANDSVERANDERINGEN IN HET MOLLIER-hlx-DIAGRAM

3.6.1 VERWARMEN EN KOELEN ZONDER ONTVOCHTIGING

Figuur 22 Verwarmen e n koelen zonder ontvochtigingDe x-wa arde bli jft gelijk.Verwarmen: P4A.Koelen : P B.Let op:Dit proces wordt ook wel voelbaar koelen of voelbaar verwarmen genoemd.

3.6.2 KOELEN EN ONTVOCHTIGEN

Figuur 23 Koelen en ontvochtigen


20/23

advies Het M ollier-hlx-diagram KTC 3

x neemt af.dbt neemt af.neem t toe.Zowel de voelbare als latente warmte nemen af.Bij het koelen wordt nog een begrip gebruikt:- de bypassfactor (BF);Deze geeft aan hoeveel lucht "onbehandeld" de koeler passeert. Theore tischzou men kunnen koelen tot aan het kdp, dus A-kdp. In werkelijkheid wordtslechts gekoeld van A n aar B. Deel B-kd p is dus niet behandeld en stroomt alshet ware via een kortsluiting (bypass) om de koeler.B-kdpDe bypassfactor is--kdp 'kdp betekent het koelerdauwpu nt; dit is gelijk aan de koeleroppervlaktetempe-ratuur.

3.6.3 MENGEN VAN TWEE LUCHTSTROMEN MET VERSCHILLENDEMASSASTROOM- EN LUCHTCONDITIE

Iretourlucht- men lucht-conditie B -I - condltieM = 1 0 0 %buitenlucht-conditie A

Figuur24 Mengen twee verschillende stromenVoorbeeld:q,,, = 0,3 kS/Cq,,, = 0,1 kg/s.q,, = 094 kgb.A B = 4 c m , d u s B M = 3 c m e n A M = 1 cm.

DE HEFBOOMREGEL

Het mengen van twee m as sa 's of massastrome n lucht van ongelijke tempera-tuur en vochtigheid is te vergelijken m et het vinden van het draaipunt van eenbalans, waaraan twee verschillende massa 's "hangen".Als voorbeeld nemen wij twee massa's (kg) of massastrome n (kg/s of kglh) m len m2, waarbij m l = 2 x m2. Let erop, dat volumestromen ande re en foutievewaarden geven en da t deze eenheden niet van toepassing zijn bij het mengenvan lucht.


21/23


3.7 VRAGEN

1. De luchtconditie in een ruimte is 24 % @.Bepaal de partile dampdruk en natteboltemperatuur.(Gebruik het h/x-diagram en tabel 1 )

2. De vochtinhoud van de ruimtelucht is 0,006 kglkgdl. De maximumhoeveel-heid waterdamp die de lucht kan bevatten, is 0,008 kg /kgdl. Bereken de rela-tieve vochtig heid.3. De ruimteconditie is 24 % @ en de inblaasluchtconditie is 16 OC/75 % @. Bepaa l het enthalpieverschil. (Gebruik het h/x-diagram.)4. In een ruim te is de relatieve vochtigheid 70 % en het dauwpunt van de ruimteis 12 OC. Bepa al aan de hand van het h/x-diagram de ruimtetemp eratuur.5. In een ruimte wordt 5 m 3/h u cht met een conditie van 15 OC/80%+ via wand-rooste rs ingeblazen. De lucht wordt verw armd to t 23 OC. D e soortelijke mass a(Q)van de lucht is 1,2 m/kg3. Bereken het vermogen van de luchtverwarmer.6. Lucht met een conditie van 24 OC/57%@ wordt door een koeler met een opper-vlakte tempera tuur van 11 OC, afgekoeld tot 15 OC. De luchthoe veelheid overde koeler is 20 000 m 3/h. De soortelijke m assa (Q) van de lucht is 1.2 m/kg3.Bereken met gebruikvan het h/x-diagram de otale koelcapaciteit van de koe-ler.7. 0,1 m 3/s buitenlucht met ee n conditie van 25 OC/60 % @ wordt gekoeld dooreen luchtkoeler tot e en eindco nditieva n 1 9 OC. He t koelerdauwpunt of de ko e-Ieroppervlaktetemperatuur is 5 OC.De ruimteconditie is 22 OC/66% @. Bepaal en bereken aan de hand van heth/x-diagram het volgende:a. Wat is de enthalpie van de lucht voor en na de koeler?b. Bereken de latente en de voelbare warmteafvoer in de koeler.c. Wat is de voelbarewarm tefactor (vwf) van de ruimte?8. In een luchtbehan delingskast w ordt 3 m3/s lucht met een conditie van 2 8 OC/45 % @ gemengd met 4 m3/s retourlucht.De ruimteluchtconditie is 20 OC/50 % @. De gemengde lucht wordt gekoelddoor een luchtkoeler (waarvan het koelerdauwpunt 9OC is) tot een tempera-tuur van 1 5 OC. Ma ak gebruik van het h/x-diagram en bepaal en bereken hetvolgende:a. Wat zijn de in- en uittreeluchtcondities van de koeler?

De totale koelcapa citeit is ... kW .b. Hoevee l water wo rdt er per uur aan de lucht onttrokken?


22/23

9. Een ruimte met een inhoud van 1200 m3 moet een gewenste luchtconditievan 22 OCen@= 50% bereiken. Er wordt ververst (geventileerd) met buiten-lucht. Het circulatievoud = 2 en de buitenluchtconditie 12 OC/70 % @.Verdere gegevens:- Xruimtelucht = 0,0085 kglkgdl en Xbuitenlucht = 0,0062 kglkgdl.- Ventilatievoud = 4.Gebruik het h/x-diagram.a. Teken de situatie in het h/x-diagram.b. Bereken de hoeveelheid retour- en buitenlucht.c. Bereken of bepaal de warmte-inhoud van de ruimte- en inblaaslucht-

conditie.d. Bereken de totale ruimtebelasting.

10. a. Wat wordt verstaan onder de absolute vochtigheid?b. Wat wordt verstaan onder de relatieve vochtigheid?

11. a. Wat is de natteboltemperatuur?b. Wat is de dauwpuntstemperatuur?

12. a. Wat is voelbare warmte?b. Wat is latente warmte?

13. 2 m3 ucht met een temperatuur van 20 OC/65%@ en 3 m3 ucht met een tem-peratuur van 12 OCI85%@worden met elkaar gemengd. Wat is de mengtem-peratuur?

14. In een ruimte is de temperatuur 20 OC. Het dauwpunt van de lucht is 18,2 OC.Wat is de relatieve vochtigheid?


23/23


15.,buitenluchtkoeler

m- luchtstrorningsrichting.

I IbuitenluchL 3 rn3/s 10,5 rn3/s

I. In een luchtbehandelingskast wordt buitenlucht met de conditie$ = 60 % en 8 = 28 O C gekoeld tot 15OC door een koelbatterij met eenoppervlaktetemperatuur van 8 O C . De ventilator zuigt 3 m3/s gekoeldebuitenlucht aan. Luchtmenging exclusief afgegeven warmte van deventilatoren.a. Wat is de conditie van de lucht voor de koeler h in kJ/kg,x in kg/kgdlenpd in Pa?b. Teken de toestandsverandering in het mollierdiagram.c. Wat is de conditie van de lucht na de koeler (in@ in %, h in kJ/kg en

Q in kg/m3)?d. Wat is het totale, voelbare en latente koelvermogen van de koelbat-terij?e. Hoe groot is de voelbare-warmtefactor?

11. De lucht wordt gemengd met ruimtelucht, die een conditie heeft van24 O C droge bol; 8d is 13,l OC. De recirculerende hoeveelheid ruimte-lucht is 7,5m3/s.a. Wat is de conditie van de ruimtelucht in @ in %, h in kJ/kg, OC drogebol en e in kg/m3?b. Wat is de conditie van de lucht na menging?c. Hoe groot is de warmtestroom uit de ruimte, die wordt opgenomendoor de gemengde lucht?

11

-fp=60%

111. Indien de ruimtelucht eerst door een koelbatterij met een oppervlakte-temperatuur van 8 OC gekoeld zou worden tot 17OC, wordt gevraagd:a. Wat is de conditie van de ruimtelucht na de koeler@ in %,h n kJ/kg,O C droge bol en Q in kg/m3?b. Wat is de conditie van de lucht na menging?c. Hoe groot is de warmtestroom uit de ruimte, die wordt opgenomendoor de gemengde lucht?

Odb= 24 'Od = 13,1OC

O = 28 OC- -y

ruirnteluchtkoeler \ /l\/(alleen voor deel 111) , IL--2ll7,s n3/s

3 rn3/s-t elasting

Het Mollier Hlx Diagram

Documents

Transcript of Het Mollier Hlx Diagram