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Technik › Obst- und Gemüsekühlung
Die thermodynamischen Rechnungen haben
Folgendes ergeben:
16
Qo gesamt Qo sensibel Qo latent Qo frost ΔX entfeuchtung
Standard-Ventilator [Watt] [Watt] [Watt] [Watt] [g/kg] [kg/h]
saugende Luftführung 9765 6248 3102 416 0,747 4,467
drückende Luftführung 9741 6281 3051 409 0,735 4,394
Abweichung in % 0,3 -0,5 1,7 1,7 1,7 1,7
Tabelle 2a: Rechenergebnisse mit Standard-AC-Ventilator
Qo gesamt Qo sensibel Qo latent Qo frost ΔX entfeuchtung
Ventilator in EC-Technik [Watt] [Watt] [Watt] [Watt] [g/kg] [kg/h]
saugende Luftführung 9765 6248 3102 416 0,747 4,467
drückende Luftführung 9745 6276 3059 410 0,737 4,405
Abweichung in % 0,2 -0,4 1,4 1,4 1,4 1,4
Tabelle 2b: Rechenergebnisse mit energieeffizientem EC-Motor
In diesem Anwendungsbeispiel ergibt sich
eine Abweichung der Entfeuchtung um
ca. 1,7 % mit Standard-AC-Ventilator. Das
entspricht einer höheren Entfeuchtung von
74 g/h. Der theoretisch positive Effekt ist somit
nachvollziehbar. Die 1,7 % beziehen sich
auf die bereits vorhandenen Wasserverluste
des Produktes. Mit einem energetisch besseren
EC-Motor verringert sich die Abweichung
auf 1,4 %.
Anfangs wurden die Grenzwerte der Wasserverluste
von Gemüsesorten aufgezeigt.
Karotten sind nach ca. 8-9 % Wasserverlust
unverkäuflich. Angenommen der Wasserverlust
eines Karottenlagers entspricht 5 %
während der gesamten Lagerzeit, bezogen
auf den Einsatz des oben genannten Luftkühlers
mit drückender Luftführung, dann
würde der Effekt der höheren Entfeuchtung
mit saugender Luftführung den Wasserverlust
des Karottenlagers auf 5,084 % erhöhen!
In Abbildung 3 ist die Abweichung der
Entfeuchtung zwischen saugender und
drückender Luftführung für den GEA Küba-
Luftkühler „SGB 101.C“ in Abhängigkeit der
Temperaturdifferenz DT1 dargestellt.
Aus Abbildung 3 geht hervor, dass die
festgestellte Differenz der Entfeuchtung
mit Abnahme der treibenden Temperaturdifferenz
DT1 steigt. Je geringer die Temperaturdifferenz
DT1, desto geringer wird
auch die Kälteleistung Q 0 des Luftkühlers.
Die abgegebene Leistung des Ventilators
bleibt gleich, wodurch der Einfluss des Temperaturanstieges
am Ventilator und somit
der Einfluss der Entfeuchtung exponentiell
steigt.
Abbildung 3: Einfluss der Temperaturdifferenz DT1(Randbedingung: Lufteintrittstemperatur tL1 = 1 °C,
Relative Luftfeuchtigkeit φ = 95 %)
Bis zur jetzigen Vorgehensweise wurde angenommen, dass die zugeführte elektrische
Leistung des Ventilators lokal am Ventilator zu 100 % in Wärmeenergie umgesetzt wird. Die
Annahme, dass die gesamte zugeführte Leistung in Wärme umgesetzt wird, trifft zu und
kann mit dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik begründet werden. Die zugeführte
Arbeit wird jedoch nicht zwingend lokal am Ventilator in Wärme umgewandelt.
·
Q + P = m
·
1
· [(h - h ) + — · (w 12 12 2 1 2 2
2 - w1
2 ) + g · (z2 - z 1 )]
Aus Ableitung des 1. Hauptsatzes ergibt sich die allgemein bekannte Grundgleichung für
Strömungsprozesse inkompressibler Medien. Da sich die Dichte der Luft i.d.R. nur marginal
durch die geringe Druckerhöhung von Ventilatoren verändert, gilt der Zusammenhang
auch für Ventilatoren:
· ·
Q + P = V · (Δp + Δp ) + Σ Verluste mit
12 12 L stat. dyn.
·
P (P ) = Q + P zu el. 12 12
·
V · (Δp + Δp )
L stat. dyn.
η = —————————
und
P zu
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