Angabe - Lehrstuhl für Thermodynamik - Technische Universität ...
Angabe - Lehrstuhl für Thermodynamik - Technische Universität ...
Angabe - Lehrstuhl für Thermodynamik - Technische Universität ...
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
2. Aufgabe (30 Punkte)<br />
Zur Klimatisierung eines Gebäudes kommt die im beiliegenden Blatt skizzierte DEC-<br />
Anlage (Desiccative and Evaporative Cooling) zum Einsatz.Dabei wird der Außenluft<br />
im Absorber AS durch Einspritzen einer Kalziumchloridlösung isenthalp Wasser entzogen.Die<br />
Kalziumchloridlösung wird im Kreislauf vom Absorber durch den Desorber<br />
DS gepumt, wo sie genau den im Absorber aufgenommenen Wassermassenstrom wiederum<br />
isenthalp an die Fortluft abgibt.<br />
Der benötigte Zuluftmassenstrom ṁ ZU = 4 kg<br />
s<br />
vom Außenzustand AU (Feuchtegrad<br />
ψ AU = 0,4, TemperaturT AU = 30 ◦ C)wirdzunächst im nach außen adiabaten Absorber<br />
AS isenthalp (d.h. h 1+x = const.) auf einen Wassergehalt x 1 = 7,0 gH 2 O<br />
kg tr. L.<br />
entfeuchtet (Zustand 1) und im anschließenden nach außen adiabaten Wärmetauscher<br />
WT mit Hilfe der Abluft gekühlt (Zustand 2).Der darauf folgende adiabate Befeuchter<br />
B1 dient zur Einstellung des geforderten Zuluftwassergehalts x ZU = 10 gH 2 O<br />
kg tr. L.<br />
(Zustand 3), hierbei wird Wasser mit der Temperatur T w,B1 = 16 ◦ C eingespritzt.<br />
Bevor die Luft in den Raum eintritt, passiert sie den Ventilator V (elektrische Leistung<br />
P el = 80 kW), der für die Zirkulation im System sorgt.Die in dem Ventilator<br />
auftretenden Verluste führen zu einer Temperaturerhöhung ∆T 3,ZU = 2 ◦ C,sodass<br />
sich danach die Zulufttemperator T ZU = 20 ◦ C (Zustand ZU) einstellt.<br />
In den zu klimatisierenden Räumen R wird die Luft um ∆T ZU,AB = 4 ◦ C erwärmt,<br />
außerdem nimmt sie ∆x ZU,AB = 1,5 gH 2 O<br />
kg<br />
Wasser auf.Im sich dadurch einstellenden<br />
Zustand AB strömt die Luft in den adiabaten Befeuchter B2, in dem sie durch<br />
tr. L.<br />
Einspritzen von Wasser mit der Temperatur T W2 = T W1 = 16 ◦ C bis zur Sättigung<br />
abgekühlt wird (Zustand 4), um sich danach im Wärmetauscher WT zu erwärmen<br />
(Zustand 5).Zum Erreichen der für die Desorption nötigen erhöhten Temperatur<br />
T 6 = 42 ◦ C wird dem Wärmetauscher der Erhitzer E nachgeschaltet.Im nach außen<br />
adiabaten Desorber DE nimmt die Luft das im Sorptionsmittel gespeicherte Wasser<br />
isenthalp auf und kühlt sich dabei auf den Zustand der Fortluft FO ab.<br />
Der Druck in der Anlage beträgt konstant p = 1bar,dieDruckerhöhung durch den<br />
Ventilator wird vernachlässigt.<br />
1.Zeichnen Sie die Zustände AU, ZU, AB, 1, 3, 2, 4, 5, 6 und FO in das beiliegende<br />
h–x–Diagramm nach Mollier ein.<br />
2.Berechnen Sie die relative Feuchte ϕ AU und den Wassergehalt x AU der Außenluft<br />
sowie die relative Feuchte ϕ AB der Abluft.<br />
3.Berechnen Sie die Temperaturen des Zuluftmassenstroms T 1 vor und T 2 nach<br />
dem Wärmetauscher WT.<br />
4.Ermitteln Sie graphisch aus dem Mollier-Diagramm die Temperatur T 4 (Genauigkeit<br />
±1 ◦ C) und geben Sie den dazugehörigen Wassergehalt x 4 und die dazugehörige<br />
spezifsche Enthalpie (h 1+x ) 4 nach dem Befeuchter B2 an.Rechnen Sie<br />
im Folgenden mit diesen Werten weiter.<br />
5.Berechnen Sie die Rückwärmzahl Φ WT = T5−T4<br />
T 1−T 4<br />
des Wärmetauschers WT.<br />
6.Berechnen Sie den Wirkungsgrad η V =(P el − ˙Q V )/P el des Verdichters V unter<br />
der Annahme, dass sämtliche Verluste im Verdichter als Wärmestrom ˙Q V dem<br />
Zuluftmassenstrom zugeführt werden.<br />
Bitte beachten Sie: Alle Konstruktionen im h–x–Diagramm müssen klar<br />
nachvollziehbar sein.<br />
c○<strong>Lehrstuhl</strong> für <strong>Thermodynamik</strong>, TU München, 2002