KKT LF 6 Lufterhitzer & Luftkühler
Berechnung von Zustandsänderungen und Darstellung im Mollier-Diagramm, Bauarten von Erhitzern und Kühlern,
Berechnung von Zustandsänderungen und Darstellung im Mollier-Diagramm, Bauarten von Erhitzern und Kühlern,
Kartei Details
| Karten | 22 |
|---|---|
| Lernende | 183 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Berufslehre |
| Erstellt / Aktualisiert | 17.08.2015 / 26.10.2024 |
| Weblink |
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Wie stellt sich die Erwärmung von Luft im Mollier-Diagramm dar und warum auf diese Weise?
Die Zustandsänderung wird im Mollier-Diagramm als senkrechte Gerade von unten nach oben dargestellt. Bei der Erwärmung der Luft wird Wasserdampf weder zugeführt noch entzogen. Damit bleibt der Wasserdampfgehalt x der Luft konstant.
Was versteht man unter indirekter Erwärmung? Nennen Sie Vor- und Nachteile.
Bei der indirekten Erwärmung sind Wärmeerzeugung und Wärmenutzung örtlich getrennt. Ein Transportmedium (Wasser, Dampf, Öl) ist erforderlich.
Vorteile: Wärmerückgewinnung möglich, geringe Betriebskosten z.B. bei Wärmepumpeneinsatz
Nachteile: Energieverlust bei der Zuleitung, Druckverlust in Rohrleitung, Transportmedium nötig, große Bauform, höhere Masse, hohe Investitionskosten, hohe Wartungskosten, lange Ansprechzeiten
Nenne Vor- und Nachteile eines geringen Lamellenabstandes.
Vorteile: Hohe spezifische Heizleistung, kompakte Bauform
Nachteile: Hoher luftseitiger Druckverlust (Ventilator erforderlich), Verschmutzungsgefahr, schwieriger zu reinigen.
Nenne Vor- und Nachteile eines großen Lamellenabstandes.
Vorteile: geringe Verschmutzungsgefahr, gut zu reinigen, geringer luftseitiger Druckverlust (stille Kühlung ohne Ventilator möglich).
Nachteile: geringe spezifische Heizleistung, große Bauform.
Nenne Vor- und Nachteile von Elektro-Lufterhitzern. (Kosten, Installation, Platzbedarf)
Vorteile: geringe Investitionskosten, geringer Installationsaufwand, geringer Platzbedarf, schnelle Erhitzung.
Nachteile: hohe Betriebskosten, Lüfternachlauf ggf. erforderlich wg. Überhitzungsgefahr bei Abschaltung, Gefahr von Verbrennung (Haut, Anlagenteile) und elektr. Schlag, Zugriffsicherung erforderlich.
Luft mit 5 °C/80% wird auf 22°C erwärmt. Wie werden Wassergehalt, rel. Feuchte, spez. Enthalpie und Dichte?
Der Wassergehalt bleibt konstant (x = 4,5 g/kg), rel. Feuchte sinkt auf 27 %, spez. Enthalpie steigt auf 33 kJ/kg, die Dichte sinkt auf 1,194 kg/m³.
Nenne Entscheidungskriterien für den Werkstoff von Lamelle und Rohr.
Entscheidungskriterien: Wärmeleitfähigkeit, Masse (Dichte), Kosten, Verformbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Werkstoffverfügbarkeit, gesundheitliche Unbedenklichkeit.
In korrosiver Atmosphäre sind die Werkstoffe/Beschichtungen von Lamellen und Rohr entsprechend auszuwählen. Speziell Salzatmosphäre (Sole-Schwimmbad, Offshore-Anlagen, Schiffseinsatz), Säureatmosphäre (Kühltheken mit Salaten), Ammoniak (Schweinemastbetriebe).
Mit welchem Erhitzertyp würden Sie kleine bzw. große Anlagen ausrüsten? Begründe!
Kleinanlage: Direkte elektrische Lufterhitzer (klein, Kabelanschluss, leicht, kaum Installationsaufwand
Großanlage: Indirekte Lufterhitzer (sehr geringe Betriebskosten bei Wärmepumpen-Technologie, Abwärmenutzung z.B. in Kraftwerksnähe)
1000 kg Luft mit 5 °C/80% wird auf 25°C erwärmt. Wie groß ist der Wärmebedarf?
Q = m * c * Δυ; Q = 1000 kg * 1,009 kJ/(kg * K) * 20 K = 20180 kJ
Wie groß ist bei einem Luftkühler mit einem Kupferrohr-Register (ohne Kühllamellen) die Differenz zwischen Oberflächen- und Verdampfungstemperatur?
Die Differenz zwischen Oberflächen- und Verdampfungstemperatur beträgt ca. 2 K.
Unter welcher Bedingung liegt der Luftzustand an der Rohroberfläche eines Kühlers auf der Sättigungslinie?
Wenn der Taupunkt der abzukühlenden Luft unterschritten wird.
Wie nennt man die Verbindungslinie zwischen den Luftzuständen am Eintritt und an der Oberfläche des Kühlers?
Kühlgerade.
Wie nennt man die Verbindungslinie zwischen den Luftzuständen am Eintritt und am Austritt des Kühlers?
Reale Kühlkurve.
Bei der Berechnung der Kühlleistung eines Kühlers, der neben kalter Luft flüssiges Kondensat erzeugt, sind folgende Zustandsänderungen zu berücksichtigen:
1000 kg Luft mit 25 °C/58% wird auf 5°C/74 % gekühlt. Wie groß ist die Kühlarbeit in kJ?
Q = m * Δh; Q = 1000 kg * (55 – 15)kJ/kg = 40000 kJ; Die Formel Q = m * c * Δtheta ist wegen des Kondensatanfalls (latent) nicht vollständig und erbringt deshalb nicht die vollständige Kühlarbeit.
In einem Verdampfer wird Luft von 25 °C/70% gekühlt. Die Oberflächentemperatur der Rohre beträgt 5 °C. Welchen Zustand hat die Luft direkt an der Rohroberfläche?
Bei einer Rohroberflächentemperatur von 5 °C ist der Taupunkt der Eintrittsluft deutlich unterschritten. Damit ist die Luft an der Rohroberfläche gesättigt und liegt im Mollier-Diagramm auf der Sättigungslinie.
Realer Kühler: Wie heißt die Verbindungslinie zwischen Eintrittszustand und Rohroberflächen-Zustand der Luft?
Kühlergerade
Welche Form hat die reale Kühlkurve in einem realen Kühler und warum?
Beim Durchströmen des Kühlers unterschreiten nach und nach mehr Luftanteile den Taupunkt. Damit sinkt der Wassergehalt der Luft je weiter die Luft in den Kühler dringt. Die Kurve ist unterhalb des Lufteintritts zunächst senkrecht und danach mehr und mehr nach links orientiert.
In einem Lufterhitzer sollen 3600 m³/h Luft von 0°C / 90% auf 25 °C erwärmt werden. Welche Heizleistung muss installiert werden? Verwenden Sie zur Lösung das h,x- Diagramm.
siehe Mollier-Diagramm:
Wie wird der Mischluftzustand beim Mischen feuchter Luft mit Hilfe des Mollier-Diagramms graphisch ermittelt?
1. Beide Luftzustände ins Diagramm eintragen (Punkt 1: kalt/trocken, Punkt 2: feucht/warm)
2. Mischgerade einzeichnen (Verbindung der Punkte 1 + 2), Länge messen.
3. Beide Massenströme berechnen (Dichten dem Mollier entnehmen)
4. L1 = Lges + Massenstrom1/Massenstrom Mischluft (1+2)
5. L1 von Punkt 2 aus abtragen, Temperatur und rel. Feuchte der Mischluft ablesen
Feuchte Luft mit 18°C / 70% strömt mit einem Volumenstrom von 5000 m³/h durch einen Verdampfer mit einer Verdampfungstemperatur von 2°C. Die Oberflächentemperatur bei dieser Verdampferbauart liegt ca. 4 °C über der Verdampfungstemperatur. Am Verdampferaustritt wird eine relative Luftfeuchtigkeit von 95 % gemessen. Zeichne den Kühler-Eintritt, den Kühler-Austritt, den Luftzustand an der Rohroberfläche, die Kühlergerade und die ungefähre praktische Abkühlkurve ins Mollier-Diagramm ein.
Um den Raum zu kühlen, soll folgender Zuluftzustand erzeugt werden:
Zulufttemperatur: 20 °C, rel. Feuchte 40 %. Der Lufteintritt in die RLT-Anlage hat folgenden Zustand: Temperatur: 28 °C, rel. Feuchte 60 %.
Zeichne die Teilprozesse (wie z.B. Heizen, Kühlen, Befeuchten, Mischen, Entfeuchten), die ausgehend von der Eintrittsluft zur Erreichung des Zuluftzustandes notwendig sind, ins Mollier-Diagramm ein. Hinweis: Die Austrittsfeuchte am Kühler beträgt 95 %.
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