HET H-LOG P DIAGRAM BASISBEGRIPPEN

PowerPoint Presentation: 

de basisbegrippen

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM In een log P-H diagram kan het verloop van een koudeproces worden gevolgd:

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM In een log P-H diagram kan het verloop van een koudeproces worden gevolgd:

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM In een log P-H diagram kan het verloop van een koudeproces worden gevolgd: Verdampen van 4 naar 1 In de verdamper verdampt alle vloeistof doordat het warmte kan opnemen uit het te koelen object. Alle vloeistof wordt verzadigde damp, en door verdere warmtetoevoer wordt het zelfs oververhit. Hierbij blijft de druk constant, maar de temperatuur van de damp stijgt.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM In een log P-H diagram kan het verloop van een koudeproces worden gevolgd: Comprimeren van 1 naar 2 De compressor zuigt het oververhitte gasvormige koudemiddel aan op zuigdrukniveau, en perst het samen tot persdrukniveau richting condensor.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM In een log P-H diagram kan het verloop van een koudeproces worden gevolgd: Condenseren van 2 naar 3 In de condensor wordt het oververhitte gas eerst afgekoeld tot condensatietemperatuur, en daarna vangt de condensatie aan. Als aan de ontstane vloeistof nog meer warmte wordt onttrokken, zal nakoeling van de vloeistof gaan optreden. Dit alles gebeurt bij een constante (condensatie-) druk.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM In een log P-H diagram kan het verloop van een koudeproces worden gevolgd: Expanderen van 3 naar 4 In het expansieventiel wordt de druk van de vloeistof verminderd tot onder de verzadigde dampdruk. Hierdoor verdampt een deel van de vloeistof door warmteonttrekking aan de vloeistof zelf. De temperatuur en de druk dalen hierdoor al in het ventiel, terwijl de warmte-inhoud hetzelfde blijft. De rest van de vloeistof verdampt in de verdamper door toevoer van warmte.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM In een log P-H diagram kan de toestand van het koudemiddel in elk punt worden vastgesteld. Hieronder volgt een opsomming: Aggregatietoestand Dampgehalte Temperatuur Absolute druk Warmte-inhoud Soortelijk volume van de aangezogen damp Entropie (compressielijn)

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Aggregatietoestand A bevindt in het vloeistofgebied. We spreken van nagekoelde vloeistof. B bevindt zich in het vloeistof-gas gebied, ook wel coëxistentiegebied genoemd. Hier spreken we van verzadigde damp. C is in het oververhit gasgebied, en we spreken daarom van oververhit gas.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Dampgehalte (x) Dit is belangrijk voor punt 4 in het diagram. Het geeft welk percentage van de vloeistof al voor intrede in de verdamper is verdampt. Men noemt dit wel het smoorverlies.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Temperatuur De temperatuur wordt aangegeven in Celsius. De lijnen van constante temperatuur lopen verticaal in het vloeistofgebied, horizontaal in het vloeistof-gas gebied, en gebogen in het oververhittingsgebied. De lijnen van constante temperatuur worden isothermen genoemd.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Druk De druk wordt aangegeven in Bar(a) De waarde wordt gerekend ten opzichte van het vacuüm, en is daarom gelijk aan de meterdruk plus 1 Bar. Voorbeeld: De persdruk op de meterset is 16 Bar We vullen in het diagram in: 17 Bar

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Warmte-inhoud (h) De warmte-inhoud ( enthalpie ) geeft aan het aantal kilojoules warmte per kilogram koudemiddel. Met behulp van de isenthalpen is de warmteopname of afgifte tussen twee punten te bepalen. Voorbeeld: h4 = 180 kJ/kg h1 = 340 kJ/kg De warmteopname in de verdamper is dan 160 kJ/kg

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Soortelijk volume (V) Het soortelijk volume geeft aan hoe groot het volume is van 1 kg koudemiddel in dat punt. Dit is onder andere van belang voor de dimensionering van de diverse componenten en de koelleidingen.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Entropie De entropie geeft de verhouding van de warmte-inhoud van het koudemiddel ten opzichte van de absolute temperatuur van het koudemiddel aan tijdens de (adiabatische) compressie. Dit is van belang voor het bepalen van de compressie-eindtemperatuur in het theoretische geval dat er geen warmte-uitwisseling plaatsvindt tussen het koudemiddel en de omgeving.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Een koude-installatie is gevuld met het koudemiddel R-22 De verdamper capaciteit Q 0 = 46,2 kW De verdampingstemperatuur T 0 = -10 0 C De condensatietemperatuur T C = 30 0 C De oververhitting in de verdamper Δ T 0 = 5 K De nakoeling in de condensor Δ T C = 2 K Het volumetrisch rendement η VOL = 1 Het isentropisch rendement η ISENTR = 1 Voorbeeld van een berekening

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Invullen van de waarden in het log P-H diagram geeft:

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Invullen van de waarden in het log P-H diagram geeft: h1 = 404 kJ/kg h2 = 434 kJ/kg h3 = 233 kJ/kg h4 = 233 kJ/kg P0 = 354 kPa (3,54 Bar) Pc = 1191 kPa (11,91 Bar) T1 = -5 °C T2 = 55,4 °C T3 = 28 °C X4 = 0,21 (21%)

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Invullen van de waarden in het log P-H diagram geeft: h1 = 404 kJ/kg h2 = 434 kJ/kg h3 = 233 kJ/kg h4 = 233 kJ/kg P0 = 354 kPa (3,54 Bar) Pc = 1191 kPa (11,91 Bar) T1 = -5 °C T2 = 55,4 °C T3 = 28 °C X4 = 0,21 (21%) Q 0 = m ° x Δ h 1-4 >> m ° = 0,27 kg/s Q C = m ° x Δ h 2-3 = 54,3 kW P E = m ° x Δ h 2-1 = 8,1 kW

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Met de verkregen gegevens kunnen nog een aantal zaken berekend worden: Netto koeleffect Koudefactor Warmtefactor Carnotfactor Rendement (volgens Carnot) C.O.P.

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Netto koeleffect: Geeft de waarde aan van de verdampingswarmte van het vloeistof-dampmengsel in de verdamper. NKE = h 1 – h 4 = 404 kJ/kg – 233 kJ/kg = 171 kJ/kg

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Koudefactor: Geeft de verhouding aan van de door het koudemiddel opgenomen warmte (in de verdamper), en de tijdens de compressie door het koudemiddel opgenomen warmte. kf = (h 1 – h 4 ) : (h 2 – h 1 ) = 171 : 30 = 5,70

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Warmtefactor: Geeft de verhouding aan van de door het koudemiddel afgegeven warmte (in de condensor), en de tijdens de compressie door het koudemiddel opgenomen warmte. wf = (h 2 – h 3 ) : (h 2 – h 1 ) = 201 : 30 = 6,70

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Carnotfactor: Carnot heeft een unieke formule ontwikkeld waarmee kan worden berekend hoe hoog de koudefactor onder ideale omstandigheden is bij vaststaande verdampings- en condensatietemperatuur. Cf = T 0 /(T 0 – T c ) = 263K/40K = 6,58

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM: 

HET KOUDEPROCES EN HET LOG P-H DIAGRAM Rendement (volgens Carnot) Is de verhouding van de koudefactor tot de Carnotfactor. In dit geval geldt dus: Kf : Cf = 5,70 : 6,58 = 0.87 ( 87% )