Wpis poświęcony jest wyznaczaniu podstawowych parametrów związanych z przemianami powierza wilgotnego zachodzących w centralach klimatyzacyjnych: ogrzewanie powietrza, chłodzenie powietrza wilgotnego oraz osuszanie powietrza. Pokazano tutaj zadania wraz z rozwiązaniami podstawowych zagadnień związanych z przemianami powietrza wilgotnego. W rozwiązaniach opierano się głównie na wykresie Molliera. Zadania dotyczące ogrzewania powietrza można sprawdzić korzystając z kalkulatora przemian powietrza on-line.

Zadanie  1 – ogrzewanie powietrza wilgotnego – wyznaczenie energii przemiany

Powietrze o masie m_p=4kg temperaturze t₁=10°C i wilgotności względnej φ₁=40% ogrzano do temperatury t₂=20°C. Korzystając z wykresu Molliera wyznacz dostarczoną do powietrza ilość energii oraz wilgotność względną powietrza po przemianie.

Rozwiązanie

Ogrzewanie powietrza przebiega wzdłuż linii stałej wilgotności bezwzględnej. Z wykresu Molliera odczytujemy parametry powietrza odpowiadające punktom początkowemu i końcowemu przemiany:  i₁=17,7kJ/kg., i₂=27,8kJ/kg, φ₂=21%. Ilość energii obliczamy ze wzoru, iloczynu masy powietrza oraz przyrostu entalpii: E=m_p(i₂-i₁)=40,4kJ.

Zadanie  2 – ogrzewanie powietrza wilgotnego – wyznaczenie mocy

Strumień powietrza V=7200 m3/h o temperaturze t₁=0°C i wilgotności względnej φ₁=80% ogrzano do temperatury t₂=20°C. Korzystając z wykresu Molliera wyznacz moc nagrzewnicy oraz wilgotność względną powietrza po przemianie. Wykres Molliera przedstawiający rozwiązanie poniżej.

Rozwiązanie

Ogrzewanie powietrza przebiega wzdłuż linii stałej wilgotności bezwzględnej. Z wykresu Molliera odczytujemy parametry powietrza odpowiadające punktom początkowemu i końcowemu przemiany:  i₁=7,5kJ/kg., i₂=27,7kJ/kg, φ₂=20,9%. Moc nagrzewnicy obliczamy ze wzoru, iloczynu strumienia masy powietrza oraz przyrostu entalpii: P=M_p(i₂-i₁)=48,5kW, gdzie strumień masy powietrza obliczyliśmy jako iloczyn strumienia objętościowego i gęstości powietrza M_p=Vρ=2,4kg/s. Rozwiązanie pokazałem na poniższym wykresie Molliera.

Zadanie 3 – chłodzenie powietrza wilgotnego – wyznaczenie energii przemiany

Powietrze o masie m_p=5kg temperaturze t₁=32°C i wilgotności względnej φ₁=40% schłodzono do temperatury t₂=20°C i wilgotności φ₁=65%. Korzystając z wykresu Molliera wyznacz dostarczoną do powietrza ilość energii oraz wilgotność bezwzględną powietrza po przemianie.

Rozwiązanie

Z wykresu Molliera odczytujemy parametry powietrza odpowiadające punktom początkowemu i końcowemu przemiany:  i₁=62,5kJ/kg., i₂=44,1kJ/kg. Ilość energii obliczamy ze wzoru, iloczynu masy powietrza wilgotnego oraz przyrostu entalpii: E=m_p(i₂-i₁)=92kJ. Przemianę pokazałem na poniższym wykresie Molliera.

Zadanie  4 – chłodzenie powietrza wilgotnego – wyznaczenie mocy

Strumień powietrza V=3600 m3/h o temperaturze t₁=35°C i wilgotności względnej φ₁=40% ochłodzono do temperatury t₂=20°C  i wilgotności względnej φ₂=75%. Korzystając z wykresu Molliera wyznacz moc chłodnicy oraz natężenie przepływu skroplin.

Rozwiązanie

Z wykresu Molliera odczytujemy parametry powietrza odpowiadające punktom początkowemu i końcowemu przemiany:  i₁=71,3kJ/kg, x₁=14,1g/kg , i₂=47,8kJ/kg, x₂=11g/kg . Moc chłodnicy obliczamy ze wzoru, iloczynu strumienia masy powietrza oraz przyrostu entalpii: P=M_p(i₂-i₁)=-28,2kW, gdzie strumień masy powietrza obliczyliśmy jako iloczyn strumienia objętościowego i gęstości powietrza M_p=Vρ=1,2kg/s.  Ilość skroplin, które należy odprowadzić wyznaczamy ze wzoru M_w=M_p(x₂-x₁)=-3,72g/s= -13,4kg/h. W obu przypadkach znak „-” oznacza, że energia/wilgoć są odbierane od powietrza.