Vattenfilm vid regenerativ värmeväxling

Transkript

1 Lars Jensen Avdelningen för installatinsteknik Institutinen för bygg- ch miljöteknlgi Lunds tekniska högskla Lunds universitet, Rapprt TVIT-/9

2 Lunds Universitet Lunds Universitet, med åtta fakulteter samt ett antal frskningscentra ch specialhögsklr, är Skandinaviens största enhet för frskning ch högre utbildning. Huvuddelen av universitetet ligger i Lund, sm har invånare. En del frsknings- ch utbildningsinstitutiner är dck belägna i Malmö, Helsingbrg ch Ljungbyhed. Lunds Universitet grundades ch har idag ttalt 8 anställda ch studerande sm deltar i ett 8 utbildningsprgram ch ca fristående kurser. Avdelningen för installatinsteknik Avdelningen för Installatinsteknik tillhör institutinen för Bygg- ch miljöteknlgi på Lunds Tekniska Högskla, sm utgör den tekniska fakulteten vid Lunds Universitet. Installatinsteknik mfattar installatinernas funktin vid påverkan av människr, verksamhet, byggnad ch klimat. Frskningen har en systemanalytisk ch metdutvecklande inriktning med syfte att utfrma energieffektiva ch funktinssäkra installatinssystem ch byggnader sm ger bra inneklimat. Nuvarande frskning innefattar bl a utveckling av metder för utveckling av beräkningsmetder för gdtyckliga flödessystem, knvertering av direktelvärmda hus till alternativa värmesystem, vädring ch ventilatin i sklr, system för brandsäkerhet, alternativa sätt att förhindra rökspridning vid brand, installatinernas belastning på yttre miljön, att betrakta byggnad ch installatiner sm ett byggnadstekniskt system, analysera ch beräkna inneklimatet i lika typer av byggnader, effekter av brukarnas beteende för energianvändning, reglering av glvvärmesystem, bestämning av luftflöden i byggnader med hjälp av spårgasmetd. Vi utvecklar även användbara prjekteringsverktyg för energi ch inmhusklimat, system för individuell energimätning i flerbstadshus samt lika analysverktyg för ptimering av ventilatinsanläggningar hs industrin.

3 Lars Jensen

4 Lars Jensen ISRN LUTVDG/TVIT--/9--SE() Avdelningen för installatinsteknik Institutinen för bygg- ch miljöteknlgi Lunds tekniska högskla Lunds universitet Bx 8 LUND

5 Innehållsförteckning Inledning ch prblemställning En mdell med fuktöverföring 3 Rtrtillstånd efter min drift 9 Vattenfilm efter min drift 9 Vattenfilm efter min drift vintertid 3 Sammanfattning ch slutsatser 3

6

7 Inledning ch prblemställning Ett mfattande frskningsarbete m regenerativ värmeväxling sedan har dkumenterats i tjugtre arbetsrapprter i TVIT--serien. Fuktverkningsgraden redvisas genmgående i alla dessa arbetsrapprter sm en funktin av frånluftens vatteninnehåll. Hur str del av den regenerativa värmeväxlaren sm tar upp ch avger fukt redvisas inte utan endast den ttala netteffekten för en växlingsperid. Syftet med denna rapprt är att undersöka vattenfilmens utbredning vid regenerativ ventilatinsvärmeåtervinning. Vattenfilmens utbredning är ett sätt att fuktverkningsgraden, vilket visats i TVIT-99. Fuktverkningsgraden skattas med ett uttryck för temperaturverkningsgraden justerad med andelen fuktig växlareyta. Det finns två fuktkrav för bstäder. Rumsluftens vatteninnehåll skall inte överstiga g/kg under längre perider vintertid. Uppfuktningen av rumsluften i förhållande till uteluften skall inte överstiga. g/kg. Mättad lufts vatteninnehåll är 3.8 g/kg vid temperaturen C. Detta visar att m uppfuktningen är högst. g/kg vintertid med utetemperaturer C eller lägre klaras alltid den absluta gränsen g/kg sm gäller för längre perider vintertid. En uppfuktning med. g/kg kan uppnås med hög persnbelastning ch lågt ventilatinsflöde. En människas fuktprduktin är i vila g/h. Uteluftskravet för en svplats är l/s ch mtsvarande uppfuktning kan beräknas till.3 g/kg. Siffrrna visar att uppfuktningskravet kan vara svårt att klara m persnbelastningen är hög ch ventilatinsflödet är lågt. Detta gäller särskilt för ett rum i en lägenhet än för hela lägenheten. Någt sm kan öka uppfuktningen är att ventilatinssystem med regenerativ ventilatinsvärmeåtervinning kan ge en betydande fuktåterföring mellan frånluft ch tilluft. Störst blir denna effekt för rumsaggregat jämfört med lägenhetsaggregat likaväl sm lägenhetsaggregat jämfört med att aggregat för flera lägenheter sm i ett flerbstadshus. Flera rum eller lägenheter med lägre fuktbelastning minskar uppfuktningen av den gemensamma tilluften. Ett enkelt statiskt samband mellan frånluftens vatteninnehåll xf g/kg, uteluftens vatteninnehåll xu g/kg, fukttillskttet x g/kg ch fuktverkningsgraden ηx under förutsättning att tilluftsflöde ch frånluftsflöde är lika samt att in- ch exfiltratin är nll är följande: xf = xu + x / ( - ηx ) (g/kg) (.) Fuktverkningsgraden ηx ökar med både uteluftens ch frånluftens vatteninnehåll. Uttrycket (.) visar att självförstärkningen är betydande. Fuktverkningsgraderna.,. ch ändrar uppfuktningen med en faktr, respektive. Ett strt antal mdellberäkningar har inte kunna påvisa att självförstärkningen är instabil. Fuktstabiliteten har undersökts särskilt ch redvisas i en arbetsrapprt TVIT-9.

8 En mdell för beräkning av regenerativ ventilatinsvärmeåtervinning beskrivs i avsnitt. Mdellen beskriver ch följer en kanal i en rtr eller ett magasin under ett varv eller en arbetscykel. Den enda skillnaden är att växlande magasin arbetar med en längre arbetscykel, vilket kräver en mtsvarande större värmelagringsförmåga för att nå samma temperaturverkningsgrad. Växlande magasin med långa arbetscykler på flera minuter kan bli mycket utrymmeskrävande jämfört med en rtrväxlare med en arbetscykel på några sekunder. Bilden av lika tillstånd sm luftens temperatur C, luftens vatteninnehåll g/kg, växlaretemperatur C ch vattenfilmens tjcklek i nm i en regenerativ värmeväxlare redvisas i isdiagram enligt Figur. med x-axel sm rtrläge från - frånluft/avluftsida ch - uteluft/tilluftsida ch sm y-axel axiellt läge - från avluft/uteluftsida (utsida=) till frånluft/tilluftsida (insida=)..9 frånluft Genmströmning tillluft avluft uteluft Rtrläge - Figur. Standardisdiagram för tillstånd i en regenerativ värmeväxlare. Ett basfalls fyra tillstånd efter min redvisas i avsnitt 3 med lufthastighet m/s ch peridtid s. Tre andra fallen mtsvarar halverad ventilatin med m/s, dubblerad ventilatin med m/s ch dubblerad peridtid till s. Enbart vattenfilmen redvisas för basfallet ch tre andra fall i sju fyragrupper i avsnitt. Vinterfall med -, - ch - C för,, ch min drift redvisas i avsnitt. Sammanfattning ch slutsatser ges i avsnitt.

9 En mdell med fuktöverföring En fysikalisk mdell för en kanal i en rtr kan frmuleras under följande förut-sättningar. En kanal i en rtr beskrivs sm ett rör med en given längd, en given innerdiameter, en given gdstjcklek, ett givet material ch samma kntaktyta till luft ch materialmassa sm för den verkliga gemetrin. Kanalen följs under ett helt varv under statinära förhållanden för att bestämma lika verkningsgrader för temperatur, fukt ch entalpi för tilluft ch avluft. Genmströmningen sker växelvis med uteluft ch frånluft i mtström. Vattnets ackumulering i rtrn försummas ch påverkar inte gemetrin. Frysning ch smältning beskrivs inte av mdellen. Ångbildningsvärmet kan ökas med smältvärmet. Beteckningar ch srter för elementtillstånd, parametrar ch hjälpvariabler ges nedan. Vatteninnehåll anges här med den säkrare srten kg/kg, men i övriga avsnitt med g/kg. T luftens temperatur, C x luftens vatteninnehåll, kg/kg Tr rtrns temperatur, C m rtrns vattenmassa, kg c specifikt värme luft, J/kgK cr specifikt värme rtr, J/kgK d rtrkanaldiameter, m h värmeövergångstal, W/Km l rtrkanallängd, m n antal element, - p peridtid, s r ångbildningsvärme, J/kg t rtrns gdstjcklek, m v strömningshastighet, m/s ρ luftdensitet, kg/m 3 ρr rtrdensitet, kg/m 3 dz = l/n (m) rtrelementlängd a = π d / (m ) rtrkanaltvärsnittsyta A = π d dz (m ) rtrelementkntaktyta V = a dz (m 3 ) rtrkanalvlym C = ρ c V (J/K) värmekapacitet för kanalvlym Cr = ρr cr A t / (J/K) värmekapacitet för rtrvlym q = ρ a v (kg/s) luftflöde xm = f( Tr ) (kg/kg) mättat rtrvatteninnehåll P = Ah ( Tr - T ) (W) värmeeffekt till luft från rtr Q = Ah ( xm - x ) / c (kg/s) vattenflöde till luft från rtr

10 Två värmebalansekvatiner (.-) anges för varje rtrelements luftmassa ch rtrmassa. En balansekvatin (.3) anges för vatteninnehållet i rtrluften. En massbalansekvatin (.) anges för rtrns vattenmassa. De fyra balansekvatinerna beskrivs för med vektrbeteckningarna T, Tr, x ch m för rtrkanalluftens temperatur ch vatteninnehåll, rtrtemperatur respektive rtrvatten. Rtrns temperatur Tr bestämmer vatteninnehållets mättnadsvärde xm. dt/dt = ( P c q dt/dz ) / C ( C/s) (.) dtr /dt = ( - P - r Q ) / Cr ( C/s) (.) dx/dt = ( Q - q dx/dz ) / ρ V (kg/kgs) (.3) dm/dt = - Q m > (kg/s) (.) De två axiella derivatrna dt/dz i (.) ch dx/dz i (.3) beräknas med uppströmsvärden, vilket för in de två inflödenas temperatur ch vatteninnehåll växelvis för varje halvvarv. Utflödenas värden extrapleras med de två yttersta elementen fram till rtrns kant. Viktningen är. ch -. för det yttersta respektive det näst yttersta elementet. Mdellen enligt (.-) tillämpas i avsnitt 3, ch för ett basfall med kanallängd mm, kanaldmeter mm, gdstjcklek. mm, material aluminium, lufthastighet m/s, värmeövergångstal W/Km ch peridtid s. Uteluften ch frånluften är genmgående C ch 3. g/kg respektive C ch. g/kg. Rapprten 99 visar hur skattning av fuktverkningsgrad görs. En krt beskrivning ges här. Temperaturverkningsgraden för regenerativ värmeväxling kan skrivas sm (.) ch justeras med fuktandelen f - till (.) ch med fuktandelen f - cq/nah - till (.), där flödet ch växlareyta anges med tidigare beteckningar cq W/K respektive nah W/K. Gränsen mellan trr ch våt växlaryta ch fuktandelen f bestäms med frånluftens daggpunktstemperatur Tfd ch rtrns temperaturprfil Tr(z) C sm funktin av det relativa axiella läget z - med (.8). ηt = nah / ( nah + cq ) (-) (.) ηx = f nah / ( f nah + cq ) (-) (.) ηx = ( f nah - cq ) / ( f nah + cq ) (-) (.) Tr(z) = Tu + [ ( - ηt )/ + ηt z ] ( Tf Tu ) (-) (.8) Lägsta fuktverkningsgrad för ett fall utan renblåsning, kndensatin ch förångning kan beräknas sm kvten mellan genmblåsningstiden l/v s ch halva peridtiden p/ s, vilket blir: ηxmin = l/pv (-) (.9) Vattenfilmens medeltillväxthastighet s m/s kan för avfuktningen Δx kg/kg av ett luftflöde med hastigheten v m/s genm en kanal med diametern d m ch längden l m beräknas enligt (.). Avfuktningen Δx. kg/kg ger för basfallet en tillväxthastighet s -9 m/s eller nm/s. s = ( ρluft / ρvatten ) d v t Δx / l (m) (.) 8

11 3 Rtrtillstånd efter min drift De fyra rtrtillstånden skall redvisas för fyra driftsfall. Ordningsföljden är nrmal drift, halverad ventilatin, dubblerad ventilatin ch halverat varvtal. De fyra driftsfallens fyra tillstånd redvisas var för sig i ett uppslag i Figur 3.-. De fyra fallen är numrerade, 9, ch ch återfinns i avsnitt bland 8 driftsfall. Endast vattenfilm redvisas i avsnitt. Beräkningen görs med element ch varv. Resultatet för det sista varvet redvisas utm för vattenfilmen sm är resultatet efter varv ch inte en påbyggnad under det sista varvet. Uteluftens temperatur ch vatteninnehåll är C ch 3. g/kg. Frånluftens temperatur ch vatteninnehåll är C ch. g/kg. Vatteninnehåll anges genmgående med srten g/kg, medan beräkningsmdellen i avsnitt arbetar med den säkrare srten kg/kg. Andra data för basfallet ch nrmal drift är kanallängd mm, kanaldiameter mm, gdstjcklek. mm, material aluminium, lufthastighet m/s, värmeövergångstal W/Km ch peridtid s. Data för fyra driftsfall ges i Tabell 3. med frånluftens daggpunktstemperatur, fuktandel, verkningsgrad för temperatur ch fukt enligt (.) respektive (.). Framsimulerade verkningsgrader för temperatur, fukt ch entalpi för både tilluft ch avluft redvisas i Tabell 3.. Tabell 3. Temperatur, vatteninnehåll, peridtid ch lufthastighet. Basfall fall Tu C xu Tf C xf p s v m/s Tf C xf p s v m/s g/kg g/kg g/kg Tabell 3. Temperatur-, fukt- ch entalpiverkningsgrad för tilluft ch avluft. Basfall fall ηtt - ηta - ηxt - ηxa - ηet - ηea Fall i Figur 3.- visar på mindre temperaturskillnader mellan luft ch rtr samt att vattenfilmen byggs upp direkt ch trkar ut under ett varv. Fall 9 i Figur 3.-8 med halverade luftflöden visar på ännu mindre temperaturskillnader mellan luft ch rtr samt att vattenfilmen byggs upp direkt ch trkar ut långsammare. Fall i Figur 3.9- med dubblerade luftflöden visar på någt större temperaturskillnader mellan luft ch rtr samt att vattenfilmen byggs upp direkt ch trkar ut ännu snabbare. Fall i Figur 3.3- med halverat varvtal eller dubblerad varvtid visar på minst temperaturskillnader mellan luft ch rtr samt att vattenfilmen byggs upp direkt ch trkar ut snabbast. Vattenfilmen är större än basfallets, men fördubblad varvtid ger en mindre fuktöverföring 9

12 ...9 Lufttemperatur 9 8 C C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Lufttemperatur T C sm funktin av läge för fall basfallet. 3 Luftvatteninnehåll g/kg C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Luftvatteninnehåll x g/kg sm funktin av läge för fall basfallet.

13 Rtrtemperatur C C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3.3 Rtrtemperatur Tr C sm funktin av läge för fall basfallet. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Rtrvattenfilmtjcklek nm sm funktin av läge för fall basfallet.

14 Lufttemperatur C C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Lufttemperatur T C sm funktin av läge för fall 9 basfallet ch m/s Luftvatteninnehåll g/kg C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Luftvatteninnehåll x g/kg sm funktin av läge för fall 9 basfallet ch m/s..

15 Rtrtemperatur C C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Rtrtemperatur Tr C sm funktin av läge för fall 9 basfallet ch m/s. 3 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3.8 Rtrvattenfilmtjcklek nm sm funktin av läge för fall 9 basfallet ch m/s. 3

16 ..9 Lufttemperatur 9 C C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3.9 Lufttemperatur T C sm funktin av läge för fall basfallet ch m/s. Luftvatteninnehåll g/kg C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Luftvatteninnehåll x g/kg sm funktin av läge för fall basfallet ch m/s.

17 Rtrtemperatur C C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Rtrtemperatur Tr C sm funktin av läge för fall basfallet ch m/s. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Rtrvattenfilmtjcklek nm sm funktin av läge för fall basfallet ch m/s.

18 Lufttemperatur.9 9 C C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3.3 Lufttemperatur T C sm funktin av läge för fall basfallet ch s. Luftvatteninnehåll g/kg C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Luftvatteninnehåll x g/kg sm funktin av läge för fall basfallet ch s.

19 Rtrtemperatur.9 C C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Rtrtemperatur Tr C sm funktin av läge för fall basfallet ch s. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur 3. Rtrvattenfilmtjcklek nm sm funktin av läge för fall basfallet ch s.

20 8

21 Vattenfilm efter min drift Vattenfilmens tillväxthastighet kan beräknas till nm/s för basfallet ch avfuktningen g/kg enligt (.). Vattenfilmen redvisas för 8 fall i sju fyragrupper i ett uppslag i Figur.-8. Islinjer är här,,, ::,, ch nm. Temperatur ch vatteninne-håll är genmgående för uteluften C ch 3. g/kg ch för frånluften C ch. g/kg. Srten g/kg används här, medan beräkningsmdellen i avsnitt arbetar med den säkrare srten kg/kg. Data för basfallet ch nrmal drift är kanallängd mm, kanaldiameter mm, gdstjcklek. mm, material aluminium, lufthastighet m/s, värmeövergångstal W/Km ch peridtid s. Data för alla 8 fall återges i Tabell. med frånluftens daggpunktstemperatur, fuktandel, verkningsgrad för temperatur ch fukt enligt (.) respektive (.). Framsimulerade verkningsgrader för temperatur, fukt ch entalpi för både tilluft ch avluft visas i Tabell.. Beräkningen görs med element ch varv. Resultatet för det sista varvet redvisas. Rtrns vattenfilm är resultatet efter varv ch inte en påbyggnad under det sista varvet. Uteklimatets inverkan undersöks ch redvisas med fall - från - till C i Figur.- samt med fall -8 från till C i Figur.-8. Uteluften är nästan mättad. Ventilatinens betydelse undersöks ch redvisas i Figur.9- med fall 9- med lufthastigheterna,, 3 respektive m/s, vilket mtsvarar halverad, nrmal, ökad ch dubblerad ventilatin. Varvtalets betydelse visas med fall 3- med varvtiderna,, ch s i Figur.3-. Fuktöverföringen minskar mer än temperaturverkningsgraden enligt siffrrna i Tabell. ch nedan i Tabell.. Överföringen enligt vattenfilmen i Figur. är marginell ch nll i Figur., men större eller lika med ηxmin enligt (.9) här. respektive.33. Tabell. Medelverkningsgrader för temperatur ch vatteninnehåll för lika peridtider. fall peridtid p s ηt - ηx - ηxmin Överföringen eller fuktverkningsgraden ökar från. till. med ökande vatteninnehåll i frånluften från till g/kg för fall - i Figur.-. Överföringen eller fuktverkningsgraden avtar från. till. med ökande frånlufts-temperatur från till C för fall - 8 i Figur.-8. Fuktverkningsgraden enligt (.) för alla 8 fall i Tabell. visas i Figur.9 ch. tillsammans med mtsvarande framsimulerade medelvärde för tilluft ch avluft. Överensstämmelsen är gd i flera fall, men även dålig i några få fall. 9

22 Tabell. Temperatur, vatteninnehåll, peridtid, lufthastighet ch teretiska värden. Basfall fall Tu C xu g/kg Tf C xf g/kg p s v m/s Tfd C f s ηx - ηt

23 Tabell. Simulerad temperatur-, fukt- ch entalpiverkningsgrad för tilluft ch avluft. Basfall fall ηtt - ηta - ηxt - ηxa - ηet - ηea

24 Vattenfilm nm - C g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall.

25 Vattenfilm nm - C g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.3 Rtrfilm nm för fall 3. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. 3

26 Vattenfilm nm C 3. g/kg 8 9 C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. 9 8 Vattenfilm nm.9. C g/kg 8 C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall.

27 Vattenfilm nm C g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. Vattenfilm nm C g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.8 Rtrfilm nm för fall 8.

28 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.9 Rtrfilm nm för fall 9. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall.

29 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s 3 m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall.

30 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.3 Rtrfilm nm för fall 3. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. 8

31 8 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. 9

32 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.8 Rtrfilm nm för fall 8.

33 9 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.9 Rtrfilm nm för fall 9. Vattenfilm nm C 3. g/kg C 8 g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. 3

34 Vattenfilm nm C 3. g/kg C 9 g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall

35 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.3 Rtrfilm nm för fall Vattenfilm nm C 3. g/kg 8 9 C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall

36 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. 3

37 Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall. Vattenfilm nm C 3. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.8 Rtrfilm nm för fall 8. 3

38 ... x fall nr Figur.9 Teretisk (punkter) ch simulerad fuktverkningsgrad för 8 fall.... x - simulerad x - teri Figur. Simulerad fuktverkningsgrad sm funktin av teretisk dit för 8 fall. 3

39 Vattenfilm efter min drift vintertid Vattenfilmens tillväxthastighet kan beräknas till nm/s för basfallet ch avfuktningen g/kg enligt (.). Basfallet har beräknats för tre uteklimat enligt Tabell. sm fall, ch. Resultatet redvisas i samma utetemperatur i ett uppslag för de fyra drifttiderna,, ch min i Figur.-. Islinjer för vattenfilmens tjcklek är i detta avsnittet,,,, ch nm. Högsta värdet mtsvarar µm eller. mm. Fram-simulerade verkningsgrader efter min redvisas i Tabell.. Resultatet är att för alla fall ackumuleras vatten/is i rtrn närmare den kallare utsidan med uteluft ch avluft. Den beräknade filmtjckleken är högre än nm eller µm efter min drift. Frånluftens vatteninnehåll är g/kg, vilket är en gräns sm inte skall överskridas under längre tider vintertid. En extraplatin till h drift ger minst filmtjckleken µm eller mm i delar av rtrkanalen, vilket är möjligt med en innerdiameter m mm. Fyllnadstiden T s kan uppskattas för basfallet ch ackumulering av vatteninnehållet Δx g/kg eller säkrare. kg/kg. Fyllnadstiden kan med beteckningar från avsnitt skrivas sm: T = a l / ( ρluft a v Δx / ρvatten ) (s) (.) Kanaltvärsnittsarean a m tas med van för tydlighetens skull, men kan förkrtas brt. Resultatet för basfallet blir med siffrr T =./(../ ) = s = 3 h. Den antagna ackumuleringen g/kg är hög, men överslaget visar att fyllnadstiden är minst några timmar m allt vatteninnehåll i frånluften ackumuleras ch inte återförs till tilluften. Tabell. Temperatur, vatteninnehåll, peridtid, lufthastighet ch teretiska värden. fall Tu C xu g/kg Tf C xf g/kg p s v m/s Tfd C f s ηx - ηt Tabell. Simulerad temperatur-, fukt- ch entalpiverkningsgrad för tilluft ch avluft. fall ηtt - ηta - ηxt - ηxa - ηet - ηea

40 Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min. Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min. 38

41 Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.3 Rtrfilm nm för fall ch min. Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min. 39

42 Vattenfilm nm - C g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min. Vattenfilm nm - C g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min.

43 Vattenfilm nm - C g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min. Vattenfilm nm - C g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.8 Rtrfilm nm för fall ch min.

44 Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur.9 Rtrfilm nm för fall ch min. Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min.

45 Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min. Vattenfilm nm - C. g/kg C g/kg s m/s. m Rtrläge - Figur. Rtrfilm nm för fall ch min. 3

46

47 Sammanfattning ch slutsatser Ett mfattande frskningsarbete m regenerativ värmeväxling sedan har dkumenterats i tjugtre arbetsrapprter i TVIT--serien. Fuktverkningsgraden redvisas genmgående i alla dessa arbetsrapprter sm en funktin av frånluftens vatteninnehåll. Hur str del av den regenerativa värmeväxlaren sm tar upp ch avger fukt redvisas inte utan endast den ttala netteffekten för en växlingsperid. Syftet med denna rapprt är att undersöka vattenfilmens utbredning vid regenerativ ventilatinsvärmeåtervinning. Vattenfilmens utbredning är ett sätt att beräkna fuktverkningsgraden, vilket visats i TVIT-99 ch här enligt (.). En mdell för beräkning av regenerativ ventilatinsvärmeåtervinning beskrivs i avsnitt. Mdellen beskriver ch följer en kanal i en rtr eller ett magasin under ett varv eller en arbetscykel. Bilden av lika tillstånd sm luftens temperatur C, luftens vatteninnehåll g/kg, växlaretemperatur C ch vattenfilmens tjcklek i nm i en regenerativ värmeväxlare redvisas i isdiagram med rtrläge sm x-axel ch axiellt läge sm y-axel. Ett basfalls fyra rtrtillstånd efter min redvisas i avsnitt 3 med lufthastighet m/s ch peridtid s samt halverad ventilatin med m/s, dubblerad ventilatin med m/s ch dubblerad peridtid till s. Enbart vattenfilmen redvisas för basfallet ch tre andra fall i sju fyragrupper i avsnitt. Vinterfall med -, - ch - C för,, ch min drift redvisas i avsnitt för att visas på vattenfilmens tillväxt. Verkningsgrad för temperatur ch fukt samt fuktandel kan beräknas teretiskt ch simuleras fram. Rtmedelkvadratfelet redvisas i Tabell. för fem lika urval av unika fall utav ttalt 8 fall, där basfallet finns med fem gånger för att underlätta jämförelser. Tabell. Rtmedelkvadratfel för verkningsgrad temperatur ηt - ch fukt ηx - samt fuktandel f antal data urval ηt - ηx - f - unika fall ch bara s ch bara m/s.9.8. ch bara C ch bara < 8 g/kg Fuktandel beräknad teretiskt ch simulerad fram redvisas i Figur. ch. för 8 fall varav fem identiska. Kurvrna ch punkterna visar att fuktandelen kan för många fall beräknas med gtt resultat. Detta gäller ckså för resultatet för fuktverkningsgraden. Temperaturverkningsgraden kan berende av fuktandelen beräknas med gtt resultat. Slutsatser är att vattenfilmens utbredning eller fuktandelen f kan skattas bra med frånluftens daggpunktstemperatur ch värmeväxlarens ideala temperaturprfil enligt (.8) samt att fuktverkningsgraden kan skattas med fuktandelen f ch enligt (.). De unika genmräknade fallen ger med sina lika indata en bra bild av hur uppfuktning, förångning ch ackumulering på värmeväxlareytan sker.

48 .9.. f - f fall nr Figur. Fuktandel beräknad (punkter) ch simulerad under en perid för 8 fall.... f f - Figur. Fuktandel beräknad sm funktin av simulerad under en perid för 8 fall.