Auslegung und Berechnung 6 18 Auslegung und Berechnung 6.1 Auslegungsdaten Wie bei jeder Planung hängt das Erreichen der Sollwerte von den richtigen Ausgangsdaten ab. Gerade im lufttechnischen Bereich führt dies oft zu Missverständnissen und zu Leistungsabweichungen. Der Grund dafür liegt in der Temperaturabhängigkeit der spezifischen Dichte und der spezifischen Wärme. Auch der in der Luft enthaltene Wasser dampf ist für die Auslegung von entscheidender Bedeutung. Aus diesem Grund sind für eine exakte Berech nung eines Wärmeaustauschers die Daten erforderlich, die beim Eintritt in den Tauscher vorhanden sind (siehe hierzu auch Kapitel 10.1). Warmluft Luftleistung Tauschereintritt V 11 m³/s Rel. Feuchte Tauschereintritt rF 11 % Temperatur Tauschereintritt t 11 °C Max. Druckverlust Δp1 Pa Kaltluft Luftleistung Tauschereintritt V 21 m³/s Tabelle 5: Auslegungsdaten Rel. Feuchte Tauschereintritt rF 21 % Temperatur Tauschereintritt t 21 °C Max. Druckverlust Δp2 Pa Für eine Wirtschaftlichkeitsrechnung sind weiter folgende Angaben erforderlich: ● Solltemperatur (Grenztemperatur) ● Betriebszeit ● Installationsort (Region bzw. Klimazone) ● Energiekosten (evtl. mit Steigerungsrate) ● Stromkosten ● zusätzliche Kosten (Installation plus Mehraufwand, abzüglich Investitionseinsparungen und Subventionen) ● Zinssatz 6.2 Auslegungsprogramm <strong>Hoval</strong> CARS Für die schnelle und exakte Auslegung von <strong>Hoval</strong> <strong>Rotationswärmeaustauscher</strong>n steht das Auslegungsprogramm <strong>Hoval</strong> CARS (= Computer Aided Rotary Heat Exchanger Selection) zur Verfügung. Es läuft unter Microsoft ® Windows und bietet folgende Leistungen: ● Planungssicherheit dank Euroventzertifizierten Daten ● exakte Berechnung eines bestimmten <strong>Hoval</strong> <strong>Rotationswärmeaustauscher</strong>s ● Berechnung aller sinnvollen <strong>Rotationswärmeaustauscher</strong> für ein bestimmtes Projekt ● Preise für die jeweiligen <strong>Rotationswärmeaustauscher</strong> Hinweis Das Auslegungsprogramm <strong>Hoval</strong> CARS können Sie kostenlos von unserer Homepage (www.hoval.com) downloaden. Das Auslegungsprogramm <strong>Hoval</strong> CARS ist auch als Windows DLLDatei erhältlich und lässt sich so in andere Berechnungsprogramme integrieren (auf Anfrage). 6.3 Kennfelder Die Berechnung der Rückwärmzahl und des Druckverlustes mit Kennfeldern ist ein Näherungs ver fahren, das für Temperaturen zwischen 15 °C und +25 °C meist ausreichend genau ist (siehe Bild 26, 27). 6.4 Geprüfte Daten Gerade beim <strong>Rotationswärmeaustauscher</strong> mit den relativ komplexen Vorgängen bei der Wärme und Stoffübertragung ist es wichtig, dass die theoretisch ermittelten Werte durch Messungen an unabhängigen Prüflabors bestätigt sind. <strong>Hoval</strong> hat deshalb alle relevanten Daten ● Rückwärmzahl ● Rückfeuchtzahl ● Druckverlust für unterschiedliche Massenströme, Massenstromverhältnisse und Drehzahlen an der an der Prüfstelle HLK der Hochschule Luzern nach EN 308 messen lassen. Alle angegebenen Werte beruhen auf diesen Messungen. Es sind deshalb verlässliche Daten für den Planer, den Installateur und den Betreiber. Sorptionsrotor Firma - Projekt - Datum - Typ Winter Sommer Aussenluft Abluft Abluft Aussenluft 2 1 1 2 Leistungen Rückwärmzahl Φ 79,6 79,2 79,6 79,2 % Rückfeuchtzahl Ψ 82,1 82,1 79,7 79,7 % Druckverlust Δp 73 73 73 73 Pa Volumenstrom V 9000 9000 9000 9000 m3/h - bei Dichte ρ 1,2 1,2 1,2 1,2 kg/m3 Massenstrom m 10775 10775 10775 10775 kg/h Geschwindigkeit w 1,7 1,7 1,7 1,7 m/s Leistung Q 113 -113 49,7 -49,7 kW Eintritt Temperatur t -10 22 25 30 °C relative Feuchte rF 90 45 50 60 % absolute Feuchte x 1,6 7,4 9,9 16 g/kg Austritt Temperatur t 15,5 -3,4 29 26 °C relative Feuchte rF 58,1 88,8 58,5 52,6 % absolute Feuchte x 6,4 2,6 14,8 11,1 g/kg Neben unseren allgemeinen Lieferbedingungen gelten folgende Konditionen: • Zahlung - • Lieferung - • Verpackung - • Bindung - • Liefertermin - S4 200/1,9-GG 220X220-A,R54,D,2I Preis 0 CHF Rotorausführung S 4 vierteiliger Rotor Rotordurchmesser 2000 mm G Gehäuse für Geräteeinbau Lagenhöhe 1,9 mm G Lieferung Profilkonstruktion geteilt Gehäusemass A 2200 mm Gehäusemass B 2200 mm X Antrieb A/370 Gehäusetiefe T 430 mm Regelgerät R20 Luftdruck 1013 hPa X Regelgerät R54/370 Folienstärke 0,06 mm Bedieneinheit B Rotordrehzahl 20 1/min X Drehzahlüberwachung D Gehäusekonstruktion Profilkonstruktion Spülzone S Gewicht ca. 334 kg 2 Inspektionsdeckel 1I,2I <strong>Hoval</strong> ® CARS, 2008000013006-10000-00001-00000-00001 DB11032009135144.doc Bild 25: Die Auslegung von <strong>Rotationswärmeaustauscher</strong>n ist schnell und einfach mit dem PCProgramm <strong>Hoval</strong> CARS.
Druckverlust Δp [Pa] 190 180 170 160 150 140 130 120 110 80 70 60 5,4 5,2 5,0 4,8 4,6 4,4 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4 0.50 m 0.60 m 0.70 m 0.80 m 0.95 m 1.10 m 1.30 m Auslegung und Berechnung 100 3,2 73 96 3,0 73,4 90 2,8 74 2,6 2,4 2,2 2,0 50 7000 100 1'000 10'000 100'000 1'000'000 Bezug: Luftdichte 1.2 kg/m³ Massenstromverhältnis 1.0 Lagenhöhe 1.9 mm 1.50 m 1.70 m Volumenstrom V [m³/h] Bild 26: Kennfeld zur Ermittlung von Druckverlust und Rückwärmzahl für verschiedene Rotorgrößen Rückfeuchtzahl Ψ 2 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Anströmgeschwindigkeit w [m/s] 0.0 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Bezug: Druckverlust 100 Pa Lagenhöhe 1.9 mm Kondensationspotenzial κ [g/kg] 2.00 m 2.30 m 2.60 m Sorptionsrotor 2.90 m 3.20 m Kondensationsrotor 3.60 m 4.00 m 4.50 m 5.00 m Bild 27: Feuchteübertragung der Rotoren 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 75 76 77 78 Rückwärmzahl Φ 2 [%] 19