DE202004021057U1 - State finding process for heat transfer device involves measuring at least one physical measuring variable of one heating medium during heat transfer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Zustandes einer Wärmeübertragungseinrichtung.The The invention relates to a device for determining a condition a heat transfer device.
Wärmeübertragungseinrichtungen, auch Wärmeübertrager oder Wärmetausches genannt, sind in vielfältigen Ausführungsformen und in einer Vielzahl von Anwendungen bekannt. In einer Wärmeübertragungseinrichtung wird Wärme von einem durch die Wärmeübertragungseinrichtung strömenden gasförmigen oder flüssigen Wärmemedium auf ein anderes, ebenfalls durch die Wärmeübertragungseinrichtung strömendes gasförmiges oder fluides Wärmemedium übertragen. Zur Wärmeübertragung können alle Wärmetransportmechanismen, also Wärmeleitung, Wärmekonvektion und/oder Wärmestrahlung zum Einsatz kommen, wobei bei der Konvektion zusätzlich eine Phasenumwandlung oder Aggregatzustandsänderung durch Verdampfen oder Kondensation zum Einsatz kommen kann.Heat transfer equipment, also heat exchangers or heat exchanges called, are in manifold embodiments and known in a variety of applications. In a heat transfer device will heat from one through the heat transfer device flowing gaseous or liquid heat medium to another, also through the heat transfer device flowing gaseous or transferred fluid heat medium. For heat transfer can all heat transport mechanisms, ie heat conduction, heat convection and / or thermal radiation are used, wherein in the convection additionally a phase transformation or aggregate state change can be used by evaporation or condensation.
In der Praxis sind als Wärmeübertragungseinrichtungen hauptsächlich drei Typen von Wärmetauschern in Gebrauch, nämlich sogenannte Rekuperatoren oder rekuperative Wärmetauscher, Regeneratoren oder regenerative Wärmetauscher und Direktkontakt-Wärmetauscher. Regenerative Wärmeübertrager werden in der Regel für einen diskontinuierlichen Betrieb verwendet, während Rekuperatoren überwiegend für den kontinuierlichen Betrieb zum Einsatz kommen.In The practice are as heat transfer devices mainly three types of heat exchangers in use, namely so-called recuperators or recuperative heat exchangers, regenerators or regenerative heat exchanger and direct contact heat exchanger. Regenerative heat exchangers are usually for used a discontinuous operation, while recuperators predominantly for the continuous Operation are used.
Bei Rekuperatoren ist eine Trennwand oder Wärmeübertragungsfläche zwischen den beiden Strömen der Wärmemedien angeordnet, so dass eine Wärmeübertragung durch die Wärmübertragungsfläche stattfindet. Als rekupera tive Wärmetauscher werden hauptsächlich Rohrwärmetauscher oder Plattenwärmetauscher eingesetzt. Bei einem Rohrwärmetauscher werden mehrere Röhren in der Regel parallel zueinander angeordnet und eines der Wärmemedien wird durch das Innere der Röhren geleitet. Das andere Wärmemedium strömt dagegen außerhalb an den Röhren entlang. Bei einem Plattenwärmetauscher sind einzelne Platten parallel zueinander angeordnet und eines der Wärmemedien strömt durch einen für dieses Wärmemedium vorgesehenen Teil der Zwischenräume zwischen den Platten und das andere Wärmemedium durch den anderen Teil der Zwischenräume zwischen den Platten. Als Wärmeübertragungsflächen dienen bei dem Rohrwärmtauscher die Wandungen der Röhren und bei dem Plattenwärmtauscher die Platten selbst. Als Werkstoffe für die rekuperativen Wärmeübertrager kommen Materialien in Betracht, die korrosionsbeständig sind und glatte Oberflächen haben, beispielsweise Glas, kunststoffbeschichtete Metalle und Edelstähle.at Recuperators is a partition or heat transfer surface between the two streams of heat media arranged so that a heat transfer takes place through the heat transfer surface. As rekupera tive heat exchanger become mainly Tube heat exchanger or plate heat exchanger used. In a tube heat exchanger become several tubes usually arranged parallel to each other and one of the heat media gets through the inside of the tubes directed. The other heat medium flows against it outside at the tubes along. For a plate heat exchanger are individual plates arranged parallel to each other and one of heat media flows by one for this heat medium provided part of the interstices between the plates and the other heat medium through the other Part of the interstices between the plates. Serve as heat transfer surfaces at the tube heat exchanger the walls of the tubes and at the plate heat exchanger the plates themselves. As materials for the recuperative heat exchangers come into consideration materials that are corrosion resistant and have smooth surfaces, For example, glass, plastic-coated metals and stainless steels.
Bei einem Kreuzstromwärmetauscher werden die Ströme der beiden Wärmemedien gekreuzt oder orthogonal zueinander gerichtet, bei einem Gleichstromwärmetauscher in gleicher Richtung und bei einem Gegenstromwärmetauscher in entgegengesetzten Richtungen.at a crossflow heat exchanger become the currents the two heat media crossed or orthogonal to each other, in a DC heat exchanger in the same direction and in a countercurrent heat exchanger in opposite Directions.
Bei der regenerativen Wärmeübertragung in Regeneratoren werden Speichermassen benutzt, die abwechselnd mit dem wärmeabgebenden und dem wärmeaufnehmenden Medium, beispielsweise dem Fortluftstrom und dem Zuluftstrom, in Berührung gebracht werden. Üblicherweise wird die Speichermasse dazu kontinuierlich gedreht, beispielweise in einem zylindrischen Rotor untergebracht, der von einem Motor angetrieben ist. Die beiden fluiden Wärmemedien durchströmen, meist im Gegenstrom, die Speichermasse des Regenerators und werden vor und nach dem Wärmetauscher in getrennten Kanälen geführt.at the regenerative heat transfer Regenerators use storage masses that alternate with the heat-emitting and the heat-absorbing Medium, for example, the exhaust air flow and the supply air, in contact to be brought. Usually the storage mass is continuously rotated, for example housed in a cylindrical rotor by a motor is driven. The two fluid heat media flow through, usually in countercurrent, the storage mass of the regenerator and become and after the heat exchanger in separate channels guided.
Eine der wichtigsten Anwendungen von Wärmeübertragungseinrichtungen ist die Wärmerückgewinnung, insbesondere im Bereich der Industrie. Dabei wird Restwärme oder Abwärme oder Fortwärme in einem von einem, insbesondere industriellen, Prozess abströmenden Wärmemedium, beispielweise Abgas oder Fortluft, zur Eigennutzung im Prozess oder auch zur Fremdnutzung in anderen Prozessen oder zu Heizzwecken wenigstens teilweise rück gewonnen. Die häufigste Eigennutzung im Prozess ist die Vorerwärmung des anderen Wärmemediums, beispielsweise der Zuluft, welches dann im Prozess verwendet wird.A the most important applications of heat transfer devices is the heat recovery, especially in the field of industry. This is residual heat or waste heat or heat-up in a heat medium flowing away from a, in particular industrial, process, For example, exhaust or exhaust air, for own use in the process or also for foreign use in other processes or for heating purposes at least partially recovered. The most frequent Own use in the process is the preheating of the other heat medium, For example, the supply air, which is then used in the process.
In der Wärmeübertragung und Wärmerückgewinnung von Fortluft ist immer das Vorhandensein von Wasser oder Feuchtigkeit in der Luft zu beachten, das zur Kondensation von Wasser in dem Wärmetauscher führen kann und für die sogenannte Austauschzahl der Wärmerückgewinnung zu berücksichtigen ist. Die Austauschzahl definiert bei der Wärmerückgewinnung die Intensität oder die Effizienz oder den Wirkungsgrad der Übertragung von Wärme und Feuchte von dem einen Medium, z. B. Fortluft, auf das andere Medium z. B. Zuluft.In the heat transfer and heat recovery Exhaust air is always the presence of water or moisture in the air, to the condensation of water in the Heat exchanger can lead and for to consider the so-called exchange number of heat recovery is. The exchange number defines the intensity or the heat recovery Efficiency or the efficiency of transfer of heat and Moisture from the one medium, z. B. exhaust, to the other medium z. B. supply air.
Bei der Wärmerückgewinnung aus Fortluft sind die drei physikalischen Größen Temperatur, Enthalpie und Feuchte der Zuluft einerseits und der Fortluft andererseits für den übertragenen Wärmestrom von Bedeutung. Man unterscheidet zwischen den Austauschzahlen für die Enthalpie, für die Temperatur und für die Feuchte. Die Austauschzahl für die Enthalpieübertragung entspricht dem Quotienten aus der Differenz aus der Enthalpie der Zuluft nach dem Wärmetauscher und der Enthalpie der Zuluft vor dem Wärmetauscher einerseits und der Differenz der Enthalpie der Fortluft vor dem Wärmetauscher und der Enthalpie der Fortluft nach dem Wärmetauscher andererseits. Die Austauschzahl für die Temperaturübertragung, d.h. der Temperatur-Wirkungsgrad, ist definiert als Quotient aus der Differenz der Temperatur der Zuluft nach dem Wärmetauscher und der Temperatur der Zuluft vor dem Wärmetauscher einerseits und der Differenz der Temperatur der Fortluft vor dem Wärmetauscher und der Temperatur der Fortluft nach dem Wärmetauscher andererseits. Entsprechend ist die Austauschzahl für die Feuchteübertragung definiert als Quotient aus der Differenz der Feuchtebeladung der Zuluft nach dem Wärmetauscher und der Feuchtebeladung der Zuluft vor dem Wärmetauscher einerseits und der Differenz der Feuchtebeladung der Fortluft vor dem Wärmetauscher und der Feuchtebeladung der Fortluft nach dem Wärmetauscher andererseits.In the recovery of heat from exhaust air, the three physical parameters of temperature, enthalpy and humidity of the supply air on the one hand and the exhaust air on the other hand for the transferred heat flow of importance tung. One differentiates between the exchange numbers for the enthalpy, for the temperature and for the humidity. The exchange number for the enthalpy transmission corresponds to the quotient of the difference between the enthalpy of the incoming air after the heat exchanger and the enthalpy of the supply air before the heat exchanger on the one hand and the difference of the enthalpy of the exhaust air before the heat exchanger and the enthalpy of the exhaust air to the heat exchanger on the other. The exchange rate for the temperature transfer, ie the temperature efficiency, is defined as the quotient of the difference between the temperature of the supply air to the heat exchanger and the temperature of the supply air upstream of the heat exchanger on the one hand and the difference of the temperature of the exhaust air before the heat exchanger and the temperature of the exhaust air after the heat exchanger on the other. Accordingly, the exchange number for the moisture transmission is defined as the quotient of the difference between the moisture content of the supply air to the heat exchanger and the moisture content of the supply air before the heat exchanger on the one hand and the difference in the moisture content of the exhaust air before the heat exchanger and the moisture content of the exhaust air to the heat exchanger on the other.
Der Wärmeaustausch zwischen den Wärmemedien in der Wärmeübertragungseinrichtung ist umso effizienter je näher die Austauschzahl an 1 liegt.Of the heat exchange between the heat media in the heat transfer device is the more efficient the closer the exchange number is 1.
Bei vernachlässigbarem Austausch gehen die Austauschzahlen gegen 0 und bei idealem Austausch gegen 1. Die Größe der Austauschzahlen hängt von der Art des Wärmeübertragers ab sowie auch von der Strömungsführung.at negligible Exchange the exchange numbers go against 0 and with ideal exchange against 1. The size of the exchange numbers depends on the type of heat exchanger as well as from the flow guide.
Die Austauschzahlen werden bei der Auslegung von Wärmetauschern zur Optimierung von deren Effizienz und Wärmeübertragungsverhalten einmalig festgelegt. Ein einmal ausgelegter Wärmetauscher wird jedoch im Betrieb dann nicht mehr hinsichtlich seines Wärmeübertragungsverhaltens oder seiner aktuellen Austauschzahl überprüft oder überwacht. Dadurch kann es bei einer Verschlechterung der Effizienz eines Wärmetauschers bei einem Wärmerückgewinnungssystem zu erheblichen Energieverlusten kommen. Eine solche Verschlechterung der Effizienz kann beispielweise durch Verschmutzung oder Verstopfung im Wärmetauscher oder einer Leitung oder einen Bruch oder Riss in einer Glasröhre eines Rohrwärmtauschers oder durch Alterung oder auch Materialverschleiß oder Korrosion erfolgenThe Exchange numbers are used in the design of heat exchangers for optimization of their efficiency and heat transfer behavior fixed once. However, a once designed heat exchanger is in Operation then no longer in terms of its heat transfer behavior or its current exchange rate is checked or monitored. This may result in a deterioration of the efficiency of a heat exchanger in a heat recovery system come to significant energy losses. Such a deterioration For example, the efficiency can be due to pollution or clogging in the heat exchanger or a pipe or a break or crack in a glass tube of a Rohrwärmtauschers or by aging or even material wear or corrosion
Diese Problematik wird aber in der Praxis der industriellen Wärmerückgewinnung entweder überhaupt nicht wahrgenommen oder in Kauf genommen.These Problem is but in the practice of industrial heat recovery either not at all perceived or accepted.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Zustands einer Wärmeübertragungseinrichtung anzugeben.Of the Invention is based on the object, a device for determining a state of a heat transfer device specify.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is according to the invention solved with the features of claim 1.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, den Zustand und/oder das Wärmeübertragungsverhalten eines Wärmeübertragers während des Betriebs durch Messung von ausgewählten Messgrößen der an der Wärmeübertragung beteiligten Wärmemedien und Auswertung der erhaltenen Messwerte oder Messsignale festzustellen und somit dem Benutzer Werte von Kenngrößen für den Zustand, insbesondere das Wärmeübertragungsverhalten, des Wärmeübertragers während des Betriebs oder während des Wärmeübertragungsvorganges zur Verfügung zu stellen.The Invention is based on the consideration the state and / or the heat transfer behavior a heat exchanger while of operation by measuring selected quantities of at the heat transfer involved heat media and evaluate the obtained measured values or measurement signals and thus the user values of parameters for the state, in particular the heat transfer behavior, of the heat exchanger while of the operation or during the heat transfer process to disposal to deliver.
Beim Stand der Technik kann eine einmal eingestellte oder ausgelegte Wärmeübertragungscharakteristik eines Wärmeübertragers während des Betriebs nicht mehr festgestellt oder überprüft werden und damit kann die tatsächliche Wärmeübertragungscharakteristik von der gewünschten Charakteristik oder der Ist-Zustand des Wärmeübertragers von seinem Soll-Zustand erheblich abweichen, ohne dass dies quantitativ analysiert werden könnte.At the The prior art may be a once set or designed Heat transfer characteristic a heat exchanger while of the operation can no longer be determined or checked and thus the actual Heat transfer characteristic from the desired Characteristic or the actual state of the heat exchanger from its desired state vary significantly without any quantitative analysis could.
Die Erfindung ermöglicht dagegen erstmalig eine quantitative Bewertung oder Analyse des Ist-Zustands oder der Ist-Charakteristik eines Wärmeübertragers während seines Einsatzes oder Betriebs, beispielsweise in der Wärmerückgewinnung.The Invention allows however, for the first time, a quantitative assessment or analysis of the actual state or the actual characteristic of a heat exchanger during its Use or operation, for example in heat recovery.
Der Benutzer kann nun direkt „online" die aktuellen Werte der Kenngrößen auf einer Anzeigeeinheit, beispielsweise seines Prozessleitsystems oder seiner Prozessleitwarte, angezeigt bekommen (Visualisierung). Ferner können die ermittelten Werte oder Verläufe der Kenngrößen oder auch der primären Messwerte und Messignale über vorgegebene, längere Zeiträume gespeichert werden („Historien") und mit diesen gespeicherten Verläufen auch im Nachhinein oder Auswertungen oder Analysen der Wärmeübertragungssysteme vorgenommen werden. Mit diesen Maßnahmen ist eine fortlaufende Überprüfung und Überwachung der Wärmeübertragungs- oder -rückgewinnungsanlage während deren gesamter Betriebsdauer möglich, insbesondere im Rahmen von Prozessleitaufgaben bzw. in einem vorhandenen Prozessleitsystem für eine Gesamtanlage, in der die Wärmeübertragungs- oder Wärmerückgewinnungsanlage als ein Bestandteil integriert ist. Schließlich ist es mit Hilfe der Erfindung auch möglich, das Wärmeübertragungsverhalten eines Wärmeübertragers auch noch im Betriebs (wieder) zu optimieren durch Verändern von Stellgröße(n) derart, dass die Kenngröße(n) wieder in einem gewünschten Bereich liegt bzw. liegen.The user can now directly "online" get the current values of the characteristic values on a display unit, eg his process control system or process control system (visualization) Furthermore, the determined values or characteristics of the characteristic quantities or the primary measured values and measurement signals over predetermined, longer Periods are stored ("histories") and with these stored histories also in hindsight or evaluations or analyzes of the heat transfer systems are made. With these measures is a continuous review and monitoring of the heat during the entire period of operation possible, in particular in the context of process control tasks or in an existing process control system for an entire system in which the heat transfer or heat recovery plant is integrated as a component. Finally, with the aid of the invention it is also possible to (again) optimize the heat transfer behavior of a heat exchanger during operation by changing the manipulated variable (s) in such a way that the parameter (s) again lie or lie in a desired range.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie Anwendungen der Vorrichtung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 jeweils abhängigen Ansprüchen.advantageous Embodiments and developments and applications of the device arise from the dependent claim 1 dependent claims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dabei wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in derenThe The invention will be further explained below with reference to exemplary embodiments. there is referred to the drawing, in whose
jeweils schematisch dargestellt sind. Einander
entsprechende Teile und Größen sind
in den
are each shown schematically. Corresponding parts and sizes are in the
In
Ein
Zuluftventilator
Der
Prozessbereich
Gleichzeitig
zum Zuführen
der Zuluft ZL in den Prozessbereich
Die Abluft ABL beinhaltet immer noch eine beträchtliche Restwärme. Bei einer Papiermaschine hat die Abluft ABL typischerweise Temperaturen von zwischen 70 °C und 90 °C.The Exhaust air ABL still contains a considerable amount of residual heat. at In a paper machine, the exhaust ABL typically has temperatures from between 70 ° C and 90 ° C.
Die
in der Abluft ABL enthaltene Abwärme
wird nun wenigstens teilweise in dem Wärmetauscher
Der
Wärmetauscher
Zusätzlich kann
zur Steigerung der Energieeffizienz noch weitere Restwärme der
aus dem Wärmetauscher
Dem
Wärmetauscher
Dem
Wasserkreislauf
Die
Sensoreinrichtungen
Die,
vorzugsweise digitalen, Ausgänge
der Sensoreinrichtungen
Die
Auswerteeinrichtung
Die
Auswerteergebnisse, also die ermittelten digitalen, insbesondere
binären,
Werte der Kenngrößen, überträgt
die Auswerteeinrichtung
Das
Prozessleitsystem
Auf
einer Anzeigeeinrichtung (oder: Anzeigeeinheit)
Der
Benutzer erhält
somit auf der Anzeigeeinrichtung
Die
Sensoreinrichtungen
Für die Temperaturmessung können beispielsweise Widerstands-Temperaturfühler eingesetzt werden. Für die direkte Volumenstrommessung können Durchflussmesser, beispielsweise Ultraschall-, Wirbelfrequenz- Induktions- oder Anemometer-Durchflusssensoren, Staudruck- oder Drosselmessgeräte verwendet werden. Für die Druckmessung oder Differenzdruckmessung können piezoelektrische oder mechanische, Membran- oder Federwerk-Drucksensoren zum Einsatz kommen.For temperature measurement can For example, resistance temperature sensor used become. For The direct volume flow measurement can be flow meter, for example Ultrasonic, eddy frequency induction or anemometer flow sensors, Back pressure or throttle meters be used. For The pressure measurement or differential pressure measurement can be piezoelectric or mechanical, membrane or spring pressure sensors are used.
Zum Messen der relativen Feuchte werden beispielsweise kapazitive Feuchtesensoren verwendet. Man kann aber auch anstelle der oder zusätzlich zur relativen Feuchte die absolute Feuchte oder Feuchtebeladung x messen, beispielsweise direkt mittels eines LiCl-Feuchtegebers, dessen Umwandlungstemperatur von der absoluten Feuchte abhängt, oder auch indirekt mittels eines Taupunkttemperatursensors, beispielsweise eines Taupunktspiegels.To the For example, measuring relative humidity becomes capacitive humidity sensors used. But you can also instead of or in addition to relative humidity measure the absolute humidity or moisture loading x, For example, directly by means of a LiCl-humidity sensor whose transformation temperature of the absolute humidity depends or indirectly by means of a dew point temperature sensor, for example a dew point mirror.
Der Wassergehalt der Luft umfasst im noch nicht gesättigten Zustand im Wesentlichen Wasserdampf (oder: Feuchte, Anteil des Wassers in gasförmigem Zustand) und im übersättigten Zustand zusätzlich auch mitgeführte oder schwebende Wassertröpfchen (oder: Wasser in flüssiger Form). Bei Sättigung oder dem zugehörigen Sättigungsdruck herrscht bei einer konstanten Temperatur Gleichgewicht zwischen einer Flüssigkeit und ihrem Dampf in einem vorgegebenen beliebigen Volumen.Of the Water content of the air comprises substantially not yet saturated state Water vapor (or: moisture, proportion of water in gaseous state) and in the supersaturated Condition in addition also carried or floating water droplets (or: water in liquid Shape). At saturation or the associated saturation pressure prevails at a constant temperature balance between a liquid and their vapor in a given arbitrary volume.
Die absolute Feuchte oder der absolute Wasserdampfgehalt oder die Feuchtebeladung x entspricht dem Quotienten aus der in der Luft enthaltenen Masse des Wasserdampfes (Dampfmasse), gemessen beispielsweise in Gramm (g), und der Masse der trockenen Luft (Trockenluftmasse), üblicherweise angegeben in kg, wobei beide Massen in demselben Gasvolumen, beispielsweise einen Kubikmeter (1 m3), bei derselben Temperatur und bei demselben Druck bestimmt werden. Der absolute Dampfgehalt oder die Feuchtebeladung X ist also eine dimensionslose Größe.The absolute humidity or the absolute water vapor content or the moisture loading x corresponds to the quotient of the mass of the water vapor (vapor mass) contained in the air, measured, for example, in grams (g), and the mass of the dry air (dry matter mass), usually expressed in kg, where both masses are determined in the same volume of gas, for example one cubic meter (1 m 3 ), at the same temperature and at the same pressure. The absolute vapor content or the moisture loading X is therefore a dimensionless quantity.
Der relative Wasserdampfgehalt oder die relative Feuchte φ wird bezogen auf den Sättigungszustand und ist definiert als Quotient aus der Partialdichte oder Konzentration des Wasserdampfes bei der vorgegebenen Temperatur, beispielsweise gemessen in g/m3, und der Sättigungspartialdichte des Wasserdampfes, die sich bei Erreichen des Sättigungspartialdruckes des Wassers, bei gleicher Temperatur einstellt oder einstellen würde und ebenfalls gemessen wird in g/m3. Die relative Feuchte entspricht auch dem Quotienten aus dem aktuellen Dampfpartialdruck und dem Sättigungsdampfpartialdruck. Die relative Feuchte ist dimensionslos und wird üblicherweise in Prozent (%) angegeben, wobei im untersättigten Zustand die relative Feuchte unter 100 % liegt und im gesättigten Zustand 100 % beträgt. Mit höherer Temperatur nimmt die relative Feuchte bei gleichbleibender absoluter Feuchte ab.The relative water vapor content or the relative humidity φ is based on the saturation state and is defined as the quotient of the partial density or concentration of the water vapor at the predetermined temperature, for example measured in g / m 3 , and the saturation partial density of the water vapor which occurs when the saturation partial pressure is reached of the water, at the same temperature set or adjust and is also measured in g / m 3 . The relative humidity also corresponds to the quotient of the current steam partial pressure and the saturation vapor partial pressure. The relative humidity is dimensionless and is usually given in percent (%), whereby in the subsatured state the relative humidity is below 100% and in the saturated state is 100%. With a higher temperature, the relative humidity decreases while the absolute humidity remains the same.
Aus
den von den Sensoreinrichtungen
- • die Feuchtebeladung ( = absoluter Wassergehalt) x,
- • die Dichte ρ,
- • die Enthalpie (Energieinhalt) h und
- • die Taupunkttemperatur tt,
berechnet oder bestimmt werden können.
- • the moisture load (= absolute water content) x,
- • the density ρ,
- • the enthalpy (energy content) h and
- • the dew point temperature t t ,
can be calculated or determined.
Im Mollier-Diagramm ist die Enthalpie h des feuchten Gases, üblicherweise feuchte Luft, über dessen Feuchtebeladung x aufgetragen (deswegen: hx-Diagramm), wobei auf zwei orthogonalen Achsen des Diagramms auf der Abszisse die Feuchtebeladung x und auf der Ordinate auch die Temperatur t abgelesen werden kann. Es sind Isothermen ausgehend von den entsprechenden Temperaturwerten auf der Ordinate als Geraden mit mit der Temperatur zunehmender Steigung eingezeichnet. Ferner enthält das Mollier-Diagramm Isenthalpen, die nach rechts unten verlaufende parallele Geraden mit der Steigung der negativen Verdampfungsenthalpie sind, sowie außerdem konvex gekrümmte Parameterkurven gleicher relativer Feuchte φ, wobei die Sättigungskurve für φ = 100 % am Weitesten unten liegt und oberhalb dieser Sättigungskurve die Kurven für φ < 100 %, also das Gebiet der Untersättigung und unterhalb das Gebiet der Übersättigung oder Nebelgebiet liegen.in the Mollier diagram is the enthalpy h of the humid gas, usually humid air, over whose moisture loading x is plotted (hence: hx-diagram), where on two orthogonal axes of the diagram on the abscissa the Moisture loading x and read the temperature t on the ordinate can be. There are isotherms starting from the corresponding ones Temperature values on the ordinate as a straight line with with the temperature increasing slope. Furthermore, the Mollier diagram contains isenthalpen, the right parallel to the lower parallel straight line with the slope are the negative enthalpy of vaporization, as well as convex curved Parameter curves of equal relative humidity φ, where the saturation curve for φ = 100% farthest down and above this saturation curve are the curves for φ <100%, ie the Area of subsaturation and below the area of supersaturation or fog area.
Die im Mollier-Diagramm grafisch dargestellten Beziehungen werden im Folgenden in Form der entsprechenden Gleichungen oder Formeln angegeben.The in the Mollier diagram graphically displayed relationships are in Given below in the form of the corresponding equations or formulas.
Vorgegebene
oder vorgebbare Konstanten oder konstante Systemgrößen:
Systemdruck:
psys = const.
Wärmekapazität Luft: cpl =
const.
Verdampfungswärme
Wasser; r = const.
Wärmekapazität Wasserdampf:
cpd = const.
Sättigungsdruck Wasserdampf:
ps(t) wird aus Temperatur t ermittelt gemäß hinterlegter
Tabelle (mit Interpolation) Predefined or predefinable constants or constant system sizes:
System pressure: p sys = const.
Heat capacity air: c pl = const.
Heat of evaporation water; r = const.
Heat capacity water vapor: c pd = const.
Saturation pressure water vapor: p s (t) is determined from temperature t according to stored table (with interpolation)
Mit
den vier Temperaturwerten tAL der Sensoreinrichtung
Die
kompensierten Volumenströme
oder Massenströme
der Medien, z.B. AL, ZL, ABL, FL, gemäß
So
wird gemäß
Durch
die Abkühlung
der Abluft ABL im Wärmetauscher
Bei
einem auf der Druckseite des Abluftventilators angeordneten Wärmetauscher
Bei
einem saugseitig vom Fortluftventilator
Durch die Überwachung der Glasröhren kann eine unzulässige Auffeuchtung der trockenen Prozesszuluft durch die hochbeladene Abluft bei einem Glasröhrenbruch vermieden.By The supervision the glass tubes can be an invalid Humidification of the dry process supply through the highly charged Exhaust air in a glass tube break avoided.
Alle Messwertberechnungen sind vorzugsweise druck- und temperaturkompensiert.All Measured value calculations are preferably pressure and temperature compensated.
Mit
den in der Auswerteeinrichtung
Optional
kann auch eine Verschmutzung und/oder Verstopfung am oder im Wärmetauscher
In
einer Optimierungsfunktion für
die Luft-Luft-Wärmerückgewinnung
im Wärmetauscher
In
einer optionalen Optimierungsfunktion für die Luft-Wasser-Wärmerückgewinnung
im Wärmetauscher
30 kann mit Hilfe der berechneten Daten und unter zusätzlichem
Einsatz von Volumenstrommesstechnik im Wasserkreislauf
Insbesondere
kann der Wirkungsgrad oder die Wärmeübertragung
dadurch optimiert werden, dass die Wärmestromkapazität des einen
Wärmemediums,
also AL bzw. ZL im Wärmetauscher
Die numerische Berechnung muss natürlich in allen Ausführungsformen nicht der schrittweisen Folge der physikalischen Formeln folgen, sondern kann zur Reduzierung von Rundungsfehlern auch gleich nach den Eingangsgrößen, beispielsweise der Temperatur t oder der relativen Feuchte φ aufgelöste Gleichungen verwenden.The numerical calculation must of course in all embodiments do not follow the stepwise sequence of physical formulas, but can also be used immediately to reduce rounding errors the input variables, for example use equations solved for temperature t or relative humidity φ.
- 22
- Prozessbereichprocess area
- 33
- Lufteinlassair intake
- 44
- Luftauslassair outlet
- 55
- Zuluftventilatorsupply air fan
- 66
- FortluftventilatorExhaust fan
- 77
- Auswerteeinrichtungevaluation
- 88th
- Prozessleitsystemprocess Control System
- 99
- Anzeigeeinrichtungdisplay
- 1010
- Wärmetauscherheat exchangers
- 11 bis 1411 until 14
- Sensoreinrichtungsensor device
- 1616
- Sensoreinrichtungsensor device
- 2121
- Eingangentrance
- 2222
- Ausgangoutput
- 2323
- Eingangentrance
- 2424
- Ausgangoutput
- 3030
- Wärmetauscherheat exchangers
- 3232
- WasserkreislaufWater cycle
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- ABLABL
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