Nem Alma Sistemleri

Isı kaybı hesabı Q=39.000 Kcal/h olan Istanbul daki bir ofiste çalışanlar için 5000 m3/h temiz hava gerekmektedir. Mahal için istenen hava şartları 20 °C oda sıcaklığı ve % 50 Nem dir. Isıtma için Berliner Taze hava ısı pompası kullanılacakdır. Cihaz prospektüsünde atık hava önce %60 verimli ısı eşanjöründen geçiriliyor ve atılmadan kalan enerjisi ısı pompası tarafından alınıp ısıtma devresine veriliyor. Buna göre;

1. Isıtma için gerekli hava debisini
2. Üfleme noktası sıcaklığını
3. Isıtıcı Eşanjör kapasitesi
4. Su ile nemleme yapılacağından gerekli su miktarını hesap ediniz?
5. Isıtma maliyeti ne olur ?
 

İstanbul kış değerleri :
Dış Ortam Sıcaklığı ( KT ) : 0 °C
Dış Ortam Bağıl Nemi ( RH ) : 90%
Kış - İçin İstenen Mahal Şartları ( İstek ) : 20 °C - % 50 Nem

Psikometrik diyagramın izahi

(1) nolu dış havadan alınan temiz hava 5000 m3/h kadar ortak havası dışarı atılmaktadır. Atılmadan önce ısı eşanjöründen geçtiği için ortam havası ile karışan temiz havanın konumu (1’) noktasıdır. (1’) noktası ( 2) noktasındaki ortan havası ile bir doğru ile birleştirilerek karışım oranına göre K karışım havasının yeri ve değerleri tespit edilir. Karışım havası duyulur olarak (3) noktasına kadar ısıtılır. (3) noktası su ile adyabatik nemlendirme yapacağından üfleme havası (4) ün YT doğrusu ile 1’ noktasından gelen duyulur ısıtma doğrusunun kesiştiği noktadadır.

ile 5 nolu iç hava bir doğru ile birleştirilir ve karışım oranına göre hesap yapılıIsı eşanjörü giriş havasının sıcaklığını duyulur olarak sıcaklığına getirecektir. Eşanjörden çıkan T1’ sıcaklığındaki hava (2) nolu ortam havası ile karışır ve karışım havasını oluşturur. (k)

Karışım havasını bulabilmek için temiz havanın eşanjörden çıkış sıcaklığını ( 1’) T1’ bulmak gerekir. Eşanjörde 20 Cdeki (2) nolu ortam havası ile 0 C deki (1) nolu temiz hava ısı değişiminde bulunarak giriş havasını sıcaklığını (1’) noktasına getir.


Buradaki ısıl verim 



T1 =0 C, Dış hava sıcaklığı,
T2 = 20 C, İç (ortam) havası sıcaklığı,
T1 ‘=Dış havanın eşanjörden çıkış sıcaklığı, C
T2’= İç (ortam) havasının eşanjörden çıkış sıcaklığı, C
Eşanjörün verimi %60 ve sıcaklıklar  yerine konulursa eşanjörden temiz havanın çıkış sıcaklığı T1’


%60 buradan T1’=12 C bulunur.

Sıcaklık değişimi Tı-T1’ =12-0 =12 C olmuştur. Çıkış havasıda aynı miktarda sıcaklık değişimine uğrayacakdir.

T2’ =20-12=8 C
İç ortam sıcaklığı, ile eşanjör çıkış noktası (1’) bir doğru ile birleştirilir.

1-) Gerekli hava debisi förmül (7.3.8) kullanılarak bulunur. ΔT=9 C kabul (üfleme sıcaklığı ortam sıcaklığının 7-10 C üzerinde olur)

Q = V * ρ * Cp * ΔT

39.000 kcal/h = V*1.2 kg/m3* 0.24*(9 )
V = 15.000 m3/h

2-) Üfleme noktası sıcaklığı =20 C + 9C=29 C olur.

3-) Isıtma eşanjörü Kapasitesi için karışımın havasının yerini bulmak gerekir.
Gerekli olan 15.000 m3/h havanın sadece 5000 m3/h temiz hava olmalıdır. Kalan 10.000 m3/h hava kendi içinde resirküle edilir. Yanı 1 birim temiz hava ile 2 birim ortam havası karışır. Sıcaklık ekseninde basit bir orantı kurarak karışım havasının yeri bulunur.




 Buradan Tk=17.33 C bulunur.



Sıcaklığı (Tk) noktasından (3) noktasına duyulur olarak artıracak eşanjör kapasitesi formül veya tablodaki grafik kullanılarak bulunur.

Qısıtma = V * ρ * Δh
veya
Qısıtma = V * ρ *Cp*ΔT

ΔT=T3-TK =33-12 =21 C
hK= 8 Kcal/kg (psikometrik diyagramdan)
h3= 11,2 Kcal/kg (psikometrik diyagramdan)

Qısıtma K’-3 = Vx ρ x (h3-hK)
Qısıtma K-3 = 15.000 x 1,2 x (11.2-8)
Qısıtma K-3 = 57.600 Kcal/h ısıtıcı serpantinin kapasitesidir.

4) Adyabatik olarak (3) noktasında su ile yapılan nemlendirme YT çizgisini takip eder, (4) noktasında son bulur. Psikometrik diyagramdan
X4=X2=7,2 grnem/Kgkuruhava
X3=XK =6 grnem/Kgkuruhava

Nemlendirme için gerekli su miktarı mw (7.3.6 ) formülü ile bulunur
mw = ma * (x4 – x3)
mw = V * ρ * (x4 – x3)
mw = 15.000 m3/h * 1.2 kg/m3* ( 7.2-6) gr/kg =21.600 gr/h= 21,6 kg su/h

5-) Toplam ısıtma yükü Q= 57.600 Kcal/h =66.97 kw için Berliner Temiz hava ısı Pompası kataloğundan -atılan havayı kullandığından- T2’ =8 C için COP=4.6 okunur.

Temiz Hava ısı Pompasında harcanan elektrik miktarı
=66.97 / 4,6 =19.56 kwh olur
Saate harcanan elektriğin tutarı =14.55*0.30 TL/kwh =4.36 TL/h olur.