Obliczanie Wilgotności i Temperatury: Praktyczne Wzory i Wytyczne
- Szczegóły
Istnieją dokładne wzory na obliczenie zysków wilgoci na krytym basenie, oparte na prawach fizyki. Wzory te okazują się jednak skomplikowane, gdy przychodzi do zastosowania ich w praktyce.
Wytyczne VDI 2089
Z tego powodu niemiecki instytut VDI stworzył wytyczne z zaleceniami dotyczącymi wartości, które należy ustawić dla warunków wewnętrznych, zewnętrznych oraz ilości powietrza z zewnątrz. VDI stworzył też uproszczony wzór, w którym można wykorzystać dane projektowe i obliczyć zyski wilgoci. Zalecenia te nazywane są wytycznymi VDI 2089 i stanowią normę w Europie.
Temperatura Powietrza
Uwzględniając zarówno komfort, jak i budżet, temperatura powietrza w pomieszczeniu basenowym powinna być wyższa niż temperatura wody. Minimalizuje to parowanie, a tym samym potrzebę osuszania. Jednakże należy zauważyć, że jeżeli pozostałe warunkowania będą takie same, to wyższa temperatura pomieszczenia oznacza również wyższy rachunek za ogrzewanie.
Wilgotność Względna (RH)
Wartość zadana RH powinna wynosić 50-60%. Można też wybrać zróżnicowaną wartość zadaną, która będzie niska w zimie (50% RH), aby uniknąć problemów związanych ze skraplaniem na zimnych powierzchniach, i wysoka latem (60% RH), aby zmniejszyć koszty eksploatacji. W lecie, kiedy temperatura jest wysoka, problemy ze skraplaniem nie występują.
Przy wilgotności względnej wynoszącej powyżej 60%, im większa wartość RH, tym niższy komfort oraz zwiększone ryzyko wystąpienia problemów ze skraplaniem i rozwojem grzybów.
Przeczytaj także: Kontrola temperatury i wilgotności w magazynie
Zawartość Wody w Powietrzu Zewnętrznym
Instytut VDI ustalił, że 9 g wody/kg powietrza charakteryzuje powietrze na zewnątrz w Europie północnej - i w narzędziu DanCalcTool stosujemy właśnie tę wartość. To dlatego, że 9 g wody/kg powietrza jest wartością przekraczaną tylko przez ok. 20% czasu w ciągu roku.
Temperatura powietrza na zewnątrz oraz zawartość wody w tym powietrzu mają wpływ na wybór odpowiedniego osuszacza. Wartość RH powietrza na zewnątrz związana jest z zawartością wody w powietrzu.
Parowanie i Zyski Wilgoci
Zasadniczo osuszacz należy zainstalować zgodnie z eksploatacją w trybie dziennym, jako że parowanie jest największe w ciągu dnia, kiedy basen jest najbardziej intensywnie używany. Jeżeli instalacja pobiera powietrze z zewnątrz, jako punkt wyjściowy do określenia zysków wilgoci należy zastosować dane dla lata. W lecie zawartość wody w powietrzu na zewnątrz jest najwyższa. Należy upewnić się, że osuszacz ma wystarczającą wydajność, aby poradził sobie z zyskami wilgoci przy 100% strumieniu powietrza z zewnątrz w ciągu lata.
Parowanie z basenu oraz obsługa i użytkownicy przyczynia się do zwiększenia zysków wilgoci. Parowanie z basenu można obliczyć przy pomocy różnych wzorów. W firmie Dantherm stosujemy wytyczne niemieckiego instytutu VDI 2089, które w Europie traktowane są jako standard. Postanowiliśmy jednak skorygować wartości współczynników aktywności, które wytyczne VDI 2089 ustanowiły dla basenów prywatnych i hotelowych, ponieważ uważamy, że wartości te są zbyt wysokie dla tego typu obiektów.
Poniżej przedstawiono poziom aktywności na różnego rodzaju basenach. Wartości są generowane automatycznie, kiedy rodzaj basenu zostanie wybrany w narzędziu DanCalcTool. Przykładowo, jeśli wybierzemy basen prywatny, narzędzie automatycznie wykona obliczenia dla e = 9,5. Istnieje ogromna różnica w wartościach dla prywatnych i publicznych obiektów, czego wynikiem są niewspółmiernie duże różnice w obliczonych zyskach wilgoci.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Można to zrobić, wybierając opcję „manual water transfer coeffi cient” (ręcznie wybrany współczynnik transferu wody) w narzędziu DanCalcTool, gdyby np. kryty basen na uniwersytecie był oceniany indywidualnie. Nie jest to basen publiczny, ale należy go postrzegać bardziej w kategoriach basenu hotelowego z wysokim stopniem aktywności. Jednakże w takim wypadku należy pamiętać, że mogą występować okresy obciążenia szczytowego, kiedy ogólna wartość zadana się nie sprawdzi, dlatego trzeba ocenić, czy konsekwencje eksploatacji lżejszego i mniejszego osuszacza przez pewien okres czasu są dopuszczalne.
Kiedy basen publiczny wykorzystywany jest do zawodów pływackich, zwykle obniżana jest temperatura powietrza i wody. Oznacza to, że spadają zyski wilgoci, aby dodatkowa wilgotność generowana przez użytkowników i obserwatorów została zneutralizowana obniżoną wilgotnością pochodzącą z samego basenu. Innymi słowy, dodatek powietrza z zewnątrz jest decydującym czynnikiem, który zapewnia odpowiedni poziom komfortu.
Jednocześnie powietrze z zewnątrz stanowi jeden z podstawowych czynników, na podstawie których dokonywany jest wybór odpowiedniego rodzaju osuszacza i jego wymiarów. Latem w niektórych regionach geograficznych, głównie na Bliskim Wschodzie i w Azji, powietrze na zewnątrz potrafi być tak bardzo wilgotne przez dłuższe okresy czasu, że zachodzi potrzeba osuszenia go, zanim zostanie wpuszczone do pomieszczenia. Można tego dokonać np.
Jeżeli basen jest wykorzystywany do zawodów pływackich, w których bierze udział wielu zawodników i obserwatorów, należy wykonać odrębne obliczenia dla niezbędnej ilości powietrze z zewnątrz. Cyrkulacja powietrza jest równie ważna jak wydajność osuszacza. Jeżeli po pomieszczeniu poruszają się niewystarczające ilości powietrza, to powstaną obszary, gdzie suche powietrze nie dociera, w związku z czym przestrzenie te nie zostaną osuszone.
Jeżeli basen będzie przykrywany na noc, kiedy nie jest używany, parowanie z jego powierzchni zostanie zminimalizowane. Im gorsza izolacja, tym niższa musi być wartość zadanej wilgotności względnej RH.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Zasadniczo wzory stosuje się przy ciśnieniu atmosferycznym 1013 mbar (poziom morza), ale można je również swobodnie stosować dla wysokości do 1500 m. Przy wyższych wysokościach należy dokonać indywidualnej oceny. Obliczenia takie wykonuje się np. w laboratoriach metrologicznych (np. przyrządów pomiarowych).
Wykres Molliera
Początki wykresu Molliera sięgają początku XX wieku, kiedy niemiecki fizyk i profesor Richard Mollier opublikował w 1904 roku graficzny sposób przedstawiania zależności między parametrami powietrza wilgotnego. Warto dodać, że sam Mollier opracował wiele typów wykresów energetycznych (m.in.
Gdy już mamy założenia, przechodzimy do ich oznaczenia na wykresie Molliera. Linia pionowa oznacza, że w procesie ogrzewania nie zmienia się wilgotność bezwzględna, spada natomiast wilgotność względna. Gdy mamy oznaczone punkty t₁ i t₂ na ich podstawie odczytujemy entalpię powietrza dla tych punktów. Entalpia będzie nam potrzebna do dalszych obliczeń.
Wykres Molliera to nie tylko narzędzie szkolne - to podstawa profesjonalnych obliczeń inżynierskich. Pozwala dokładnie określić moc nagrzewnic, chłodnic, odzysku ciepła, a także zrozumieć, jak zachowuje się powietrze podczas obróbki cieplno-wilgotnościowej.
Zrozumienie wykresu Molliera pozwala patrzeć na centralę wentylacyjną z innej perspektywy. Widać wtedy nie tylko temperatury i przepływy, ale cały proces przemiany powietrza - jego energię, wilgotność i równowagę. Im lepiej poznajemy powietrze, tym łatwiej je kształtować. Wykres Molliera to sposób, by zobaczyć je nie jako zestaw liczb, lecz jako żywy proces, który możemy świadomie kontrolować.
tags: #wilgotność #temperatura #wzory #obliczeniowe
