Englisch website
http://www.hvac-software.orgOr look at a Demo Movie to make a Crossflow model in 4 munites.
Diversen vraagstukken met oplossingen d.m.v Hvac Simply simulatie software
Wat gebeurt er met de luchtvochtigheid wanneer 2 kg lucht wordt verwarmd van 10°C naar 20°C?
Dit probleem is op te lossen met gebruik van een Mollier Diagram. Een simpelere oplossing is gebruik te maken van HVAC Simply. Met HVAC Simply kan het bovenstaande proces eenvoudig worden gemodelleerd en daarmee gemeten worden hoeveel vermogen hiervoor nodig is en wat er met de relatieve luchtvochtigheid gebeurt tijdens dit proces.
HVAC Simply oplossing:
Met HVAC Simply kan het proces van verwarmen van lucht eenvoudig worden gemodelleerd door een blokje 'Source air' en een bloke 'heater' op het grid te plaatsen. Daarna verbinden we deze blokken zodat de lucht verwarmt kan worden.
Air block: hier stellen we de parameters voor de begin situatie in 10°C en 50 %RV (relatieve vochtigheid) en de Flow 2 kg/s.
Heater block: Vervolgens stellen we de verwarming in met het blokje 'heater'. Hier stellen we een 10 °C verhoging in. Zie dat hij dan automatisch berekent onder calculate wat de air doet. Het 'heater' blok berekend hierbij zelf dat wanneer lucht van 10°C naar 20°C wordt verwarmd de %RV daalt van 50% naar 26,3 %RV terwijl absolute vochtigheid zelfde blijft 3.8 g/kg.
Benodigd vermogen
Wanneer we het vermogen willen uitrekenen plaatsen we extra blokjes voor het meten van de benodigde eenheden voor vermogen. NB: deze blokjes beinvloeden het model/proces niet en zijn puur voor het meten van variabelen/eenheden. Hoeveelheid warmtestroom Q is dan: Q=massa v.d Lucht * soortelijke warmte * temperatuurverhoging Q=2kg/s *1.007 *10 = 20 kW Soortelijke massa wat bij 20°C per 1 m3 lucht 1.2 kg is. Dat geeft 2 kg/s > (2/1.2)*3600=6000 m3/uur.
Een betere manier om van de warmteinhoud van lucht uit te gaan is h=enthalpie Q=(29,6 kJ - 19,5 kJ) * 2 kg/s=20,15 kW. Deze methode zie je in het tweede model hiernaast.
Wat gebeurt er als 2 kg lucht wordt gekoeld van 20°C naar 10°C ?
Oplossing:
We plaatsen een blokje source air en een blokje cooling en we verbinden ze met elkaar. Vervolgens stellen we de parameters in 20°C en 50 %RV en de Flow 2 kg/s
Dan stellen we de koeling in met blokje cooling we stellen een -10 °C verlaging in. Onder de kolom calculatie zie je dat automatisch berekent wordt wat dat met de lucht doet. Wanneer de temperatuur van 20°C naar 10°C gaat, dan stijgt de %RV van 50% naar 95,2 %RV terwijl absolute vochtigheid hetzelfde blijft op 7.26 g/kg De lucht is nu veel vochtiger geworden, namelijk 95%RV, maar condenseert nog niet (condensatiegrens is 100%RV) Het koelvermogen is gelijk aan het verwarmingvermogen van het vorige vraagstuk
Nu simuleren we dezelfde koeling met 2 kg vochtige lucht:
Nu kijken we wat er gebeurt als we de conditie van het blokje 'source' wijzigen
We veranderen de %RV van 50%RV naar 90 %RV:
We zien nu dat de warmteinhoud (enthalpie) van de source stijgt van 38 kJ naar 53 kJ.
Ook zien we dat de %RV van 90%RV naar 100 %RV gaat (De lucht condenseert nu). Hierdoor vindt ontvochtiging van
de lucht plaats van 13.2g/kg naar 7.63 g/kg. Het koelvermogen stijgt nu ook van 20kW naar 48kW.
De warmte inhoud van lucht bestaat uit voelbare warmte en latente warmte.
Het koelvermogen stijgt omdat je ook de latente (verborgen) warmte van de lucht moet koelen.
D.m.v extra blokjes enthalpie voelbaar en enthalpie latent te plaatsen wordt het duidelijker.
- Voelbaar vermogen (h=20 - h=10) = 10 kJ/kg
- Latent vermogen (h=32,8 -h=19) = 13.9 kJ/kg
Samen is dat 23,9 kJ * massaflow van 2kg/s = -48 kW koelvermogen Conclusie: Hoe meer vocht in de lucht hoe meer latente warmte Condenseren van lucht(Ontvochtigen) kost extra koelvermogen
Kompleet overzicht Enthalpie blokjes :
De enthalpie van vochtige lucht bestaat uit 3 compenenten:
1.de voelbare warmte in de lucht
2.de voelbare warmte in de waterdamp
3.de latente warmte in de waterdamp(verdampingswarmte)
Praktijk voorbeeld koelen lucht:
Per sec wordt 3 kg (vochtige lucht) van 28'C 50%RV gekoeld tot 20'C met een koelbatterij met bypass faktor=56%. De aanvoertemperatuur van de koelbatterij is 6°C en retourtemperatuur is 12°C Wat is het koelvermogen en hoeveel wordt er ontvochtigd?
Oplossing:
De opppervlakte temperatuur van de koelbatterij To =((6+12)/2)+1 =10°C In de praktijk is het rendement van een koelbatterij geen 100%. Koelbatterijen hebben te maken met een bypassfaktor e. Bypass-faktoren varieren van 65% voor een eenrijige tot 3% voor een achtrijige koelbatterij.
e=(T uitgaand-T oppervlak)/( T intrede - T oppervak) * 100 % =56% Dus 44 % v. lucht wordt behandeld. Zie blokje luchtverdeling 2248 Dus 44 % van 3kg/s is 1,3 kg/s wordt echt gekoeld. In blokje luchtmeng 2184 komt de lucht weer samen
Uitkomst: /koelvermogen =(H.in:58.1 - H.uit:45.3)*3kg/s =38 kW Dit bestaat ook weer uit voelbaar en latent
- P voelbaar =((28°C-20°C)*3kg/s)= 24 kW
- P latent is 38kw -24 kW= 14 kw
- Ontvochtiging (11.8-10 * 3)= 5.5 gram vocht
Praktijk voorbeeld bevochtigen lucht met water :
In 20 m3 lucht van 20°C met een RV van 40% wordt 45 gram water verstoven. Wat gebeurt er met de luchttemperatuur,absolute vochtigheid en enthalpie?
Oplossing:
Allereerst moet de 20 m3 lucht omgrekend worden naar kg lucht. De dichtheid van lucht bij 20°C =1.2kg/m3. Binnen HVAC Simply is er een blokje aanwezig die deze berekning uitvoert, zie blokje kg/m3 Air daar komt voor de dichtheid 1.2 kg/m3 uit. Vervolgens delen we dat met de massastroom kg/s en verkrijgen we de hoeveelheid m3 lucht bij 20°C. Daarna kunnen we binnen de parameters van het blokje 'source air' (nr 1944) de massastroom instellen op 24 kg/s. Dus 24/1.2=20 m3 Lucht. Als we willen bepalen hoeveel we moeten bevochtigen per kg lucht dan delen we 45 gram vocht / 24 kg/s. Dus 45/24=1.88 gram per kg lucht.
We kunnen dit instellen in blokje (2056) water bevochtiging g/kg 1.88. Met de x blokjes (absolute vochtigheid) kunnen we dit controleren. Lucht secundair 7,68 - lucht primair 5,8 g/kg =1.88 gram/kg bevochtiging.
We zien dat de totale enthalpie bijna niet verandert van 34,7 kJ naar 34,5 kJ. Dit komt omdat het een adiabatisch proces.(Een proces is adiabatisch als er geen warmte met de omgeving wordt uitgewisseld.) We zien dat de Latente warmte (verborgen warmte) toeneemt van 14,4kJ naar 19,1 kJ. Echter de voelbare warmte daalt van 20kJ naar 15,1 KJ. De totale warmte blijft dus hetzelfde.
De luchttemperatuur verandert wel van 20°C naar 15°C. Het verdampen van water kost energie en daardoor daalt de luchttemperatuur. Adiabatische koeling wordt ook wel verdampingskoeling genoemd. Vuistregel is hierbij dat het verdampen van 1 liter water 0,7 kW verkoeling levert. Alleen als de vochtigheid van de lucht te hoog is kun je dit niet meer toepassen.
Praktijk voorbeeld bevochtigen lucht met stoom:
In 20 m3 lucht van 20°C met een RV van 40% wordt 45 gram stoom verstoven. Wat gebeurt er met de luchttemperatuur, absolute vochtigheid en enthalpie?
Oplossing :
Lucht secundair 7,68 - lucht primair 5,8 g/kg =1.88 gram/kg bevochtiging. We zien dat de totale enthalpie verandert van 34,7 kJ naar 39,4 kJ. We zien dat de Latente warmte (verborgen warmte) toeneemt van 14,4kJ naar 19,1 kJ. En de voelbare warmte blijft hetzelde van 20 kJ naar 20 kJ. De luchttemperatuur blijft hetzelfde van 20°C naar 20°C.
Bij bevochtiging door middel van stoom zal de in de stoom aanwezige verdamingswarmte tezamen met de vloeistofwarmte aan de te bevochtigen lucht worden toegevoegd. Dit betekent dat er geen warmte aan de aanwezige lucht wordt onttrokken. Echter, wordt er afhankelijk van de temperatuur van de stoom zelfs enige warmte toegevoegd. Uit hygienisch oogpunt is dit een veilige bevochtiging aangezien er geen bacterieen (Legionella) mogelijk zijn door de hoge temperatuur van > 100°C stoom.
Praktijk voorbeeld vermogen berekenen circulatiepomp :
Gegevens: Flow Q=100 m3/h opvoerhoogte H=12 meter Rendement pomp =75 %
Oplossing:
Formule is P=((p*g*Q*H)/1000*u
- P = vermogen
- p = dichtheid vloeistof (kg/m3) in dit geval water=1
- g = versnelling van de zwaartekracht (9.81) m / s 2
- Q = Flow l/s (100/3.6)=27,8
- H = Opvoerhoogte 12 meter
- u = Rendement van de pomp 75%
Oplossing Hvac Simply:
Plaats blokje source water(1460) en verbindt het met blokje pump(1556). Vul in blokje source water(1460) druk p=1 bar en flow 27,8kg/s. Vul in blokje pump(1556) opvoerhoogte in 1.2 en rendement 75% in. Koppel nu blokje Motor > E.kw (5126) aan blokje Pump. Hij rekent nu automatisch het vermogen uit in kw. Plaats meetblokjes Bar en abs aan de source en aan de pomp. Nu kun je door deze metingen van elkaar af te trekken de verschildruk zien. 1.2 bar * gai(blokje gain instelling *10) = 12 meter opvoerhoogte.
Praktijk voorbeeld vermogen berekenen Ventilator :
Gegevens: Flow Q=1500 m3/h opvoerhoogte H=10 mBar Rendement ventilator =60 %
Oplossing :
Verbindt een blokje source lucht met een blokje Fan Daarna een meetblokje Motor >E.kw aan blokje Fan. Stel in source Air de massastroom in 5 kg/s. Met blokje KG/s>M3/h rekent hij uit in M3/ in dit geval 1500 m3/h. Zie instellingen blokje fan nr=2140 onder parameter. Hier vullen we opvoerhoogte en rendement in van de Ventilator. Uitkomst vermogen elektrisch is dan 6.94 kW.
Praktijk voorbeeld mengen 2 luchtstromen :
Gegevens:
Flow 1: 2 kg/s 5°C 38%RV
Flow 2: 1 kg/s 22°C 40%RV
Oplossing Hvac Simply:
Plaats blokje source air(1944) en verbindt het met blokje meng air(2184). Vul in blokje source air(1944) Vul parameters in :flow=2 kg/s temp=5°C vochtigheid=38%RV Plaats blokje source air(1945) en verbindt het met blokje meng air(2184). Vul in blokje source water(1945) Vul parameters in :flow=1 kg/s temp=22°C vochtigheid=40%RV Vul in blokje meng air (2184) parameter hoeveelheid meng in 100 %. Hij rekent nu automatisch de menging uit. Plaats meetblokjes temp,%rv,Abs vocht en kg/s aan de uitgang van mengblokje.
Mengen 2 luchtstromen met condensatie :
Gegevens:
Flow 1: 1 kg/s -10°C 60%RV
Flow 2: 1 kg/s 20°C 80%RV
Oplossing Hvac Simply:
Vaak gebeurt er dat er ergens in de luchtbehandelinstallatie natte plekken ontstaan door condensatie van menging van 2 luchtstromen. Met Hvac Simply kun je dit makkelijk verklaren.
Plaats blokje source air(1944) en verbindt het met blokje meng air(2184). Vul in blokje source air(1944) Vul parameters in :flow=1 kg/s temp=-10°C vochtigheid=60%RV Plaats blokje source air(1945) en verbindt het met blokje meng air(2184). Vul in blokje source water(1945) Vul parameters in :flow=1 kg/s temp=20°C vochtigheid=80%RV Vul in blokje meng air (2184) parameter hoeveelheid meng in 100 %. Hij rekent nu automatisch de menging uit. Plaats meetblokjes temp,%rv,Abs vocht en kg/s aan de uitgang van mengblokje. Je ziet dat de %RV van lucht na menging gestegen is naar 100 %RV (condensatiepunt) Door plaatsen extra rekenblokjes kun je nu makkelijk uitrekenen het verschil in totale vocht primaire lucht - vocht lucht na menging. 6,3 gram primair - 6,19 gram menglucht=-0,458 gram condensatie
Warmtepomp berekening energiestromen :
Gegevens:
Flow luchtstroom Verdamper : 1 kg/s 20°C 80%RV
Flow Luchtstroom Condensor : 1kg/s 20°C 50%RV
Cop faktor warmtepomp 4
Koelen tot 10 °C
Oplossing Hvac Simply:
Dit model rekent automatisch uit hoeveel elektriciteit in kw de compressor nodig heeft om lucht van 20°C te koelen naar 10°C. Electric heatpump 5.1 kw. Het koelvermogen is cop: 4* 5.1=20,4 kW. Condensor warmte is dan (Electric heatpump 5.1 kW + koelvermogen 20,4 kW)=25,6 kW Ook rekent hij uit hoeveel hij condenseert per kg lucht in dit geval 4.1 gram vocht per kg Lucht.
Als u Hvac_Simply aanschaft krijgt u naast deze voorbeelden nog vele anderen files van voorbeelden van komplete Luchtbehandelingsinstallaties.
Examples of Hvac_Simply
Or look at a Demo Movie to make a Crossflow model in 4 munites.