Thermodynamik II – Übungsaufgaben 2

Thermodynamik II – Übungsaufgaben 2
Feuchte Luft
1.
Die Produkte einer Verbrennung (12 Vol-% CO2, 13 Vol-% H2O, 75 Vol-% N2) fließen mit
einer Massenflussrate von 0,1 kg/s bei 100 kPa durch einen Kühler. Bei welcher Temperatur
liegt der Taupunkt?
2.
Ein Strom von 1 kg/s gesättigter feuchter Luft bei 100 kPa, 10°C fließt durch einen
Wärmetauscher und kommt bei 25°C heraus. Was ist die relative Feuchte am Ausgang? Wie
viel Leistung wird benötigt?
3.
Ein neues, hocheffizientes Heizungssystem beinhaltet einen Luft-Luft-Wärmetauscher, der
die Energie der abgehenden, alten Luft benutzt um die Frischluft zu erwärmen. Wenn die
Außentemperatur -10°C beträgt und die realtive Feuchte bei 30% liegt, wie viel Wasser muss
der Frischluft zugefügt werden, wenn sie mit 1 m3/s einströmt und auf 20°C und φ=40%
gebracht werden soll?
4.
Wenn der Kühler von Aufgabe 1 den Strom auf 10°C unter dem Taupunkt kühlt, wie lange
dauert es bis 10kg flüssiges Wasser auskondensiert sind?
5.
Um ein Gebäude zu heizen und mit Frischluft zu versorgen, wird ein Strom von 1 m3/s bei
25°C, φ=50% benötigt. Die Außenluft ist 10°C und φ=50%, der Druck bleibt konstant bei
100kPa. Wie viel Wasser und wie viel Wärme muss zugeführt werden?
6.
Eine Klimaanlage bestehe aus einem
Kühler, der gleichzeitig als Entfeuchter
dient, sowie einem Heizer. Dadurch
lassen sich die Restfeuchte der Luft und
die Temperatur unabhängig wählen. In
diesem Falle wird Außenluft von 35 °C
und 80 % relativer Feuchte [1] im Kühler
auf eine Temperatur T2 gekühlt, sodass
Wasser auskondensiert. Das Kondensat wird vollständig abgeführt. Die Luft aus dem Kühler
mitsamt der Restfeuchte wird im Heizer auf 25 °C erwärmt und hat dann eine relative
Feuchte von 60 % [3]. Der gesamte Volumenstrom der eingesaugten Außenluft beträgt
0.03 m³/h und der komplette Prozess kann als isobar bei 100 kPa angenommen werden.
Bestimmen Sie die Temperatur T2, die Masse des abzuführenden Kondensats pro Zeit und
den Wärmestrom für Kühl- und Heizteil. Lösen Sie die Aufgabe sowohl rechnerisch als auch
mit dem Mollier-Diagramm.