Odpařování z vodní hladiny

Odpařování vody z vodní hladiny – např. z otevřené nádrže, bazénu apod. – závisí na teplotě vody, teplotě vzduchu, vlhkosti vzduchu a rychlosti proudění vzduchu nad vodní hladinou.

Množství odpařené vody lze vyjádřit jako:

gs = Θ A (xs – x) / 3600 (1)

nebo

gh = Θ A (xs – x)

kde

gs = množství odpařené vody za sekundu (kg/s)

gh = množství odpařené vody za hodinu (kg/h)

Θ = (25 + 19 v) = koeficient odpařování (kg/m2h)

v = rychlost vzduchu nad vodní hladinou (m/s)

A = plocha vodního povrchu (m2)

xs = maximální vlhkostní poměr nasyceného vzduchu při stejné teplotě jako vodní povrch (kg/kg) (kg H2O v kg suchého vzduchu)

x = vlhkostní poměr vzduchu (kg/kg) (kg H2O v kg suchého vzduchu)

Poznámka! Jednotky pro Θ nesouhlasí, protože se jedná o empirickou rovnici – výsledek zkušeností a pokusů.

Potřebný přívod tepla

Většina tepla nebo energie potřebné pro odpařování se odebírá ze samotné vody. Aby se teplota vody udržela – musí se jí dodat teplo.

Potřebné teplo k pokrytí odpařování lze vypočítat jako

q = hwe gs (2)

kde

q = teplo. dodané (kJ/s (kW))

hwe = výparné teplo vody (kJ/kg)

• 1 kW = 3412 Btu/h

Příklad -. Odpařená voda z bazénu

Máme bazén o rozměrech 50 x 20 m a teplotě vody 20oC. Maximální poměr nasycené vlhkosti vzduchu nad vodní hladinou je 0,014659 kg/kg. Při teplotě vzduchu 25 oC a relativní vlhkosti 50 % je vlhkostní poměr ve vzduchu 0,0098 kg/kg – zkontrolujte Mollierův diagram.

Při rychlosti vzduchu nad vodní hladinou 0,5 m/s lze koeficient vypařování vypočítat jako

Θ = (25 + 19 (0,5 m/s)).

= 34,5 kg/m2h

Plochu bazénu lze vypočítat jako

A = (50 m) (20 m)

= 1000 m2

Výpar z hladiny lze vypočítat jako

gs = (34,5 kg/m2h) (1000 m2) ((0,014659 kg/kg) – (0,0098 kg/kg)). / 3600

= 0,047 kg/s

Vypařovací teplo (entalpie) vody při teplotě 20oC je 2454 kJ/kg. Dodávku tepla potřebnou k udržení teploty vody v bazénu lze vypočítat jako

q = (2454 kJ/kg) (0,047 kg/s)

= 115.3 kW

Energetické ztráty a potřebnou dodávku tepla lze snížit

• snížením rychlosti proudění vzduchu nad vodní hladinou – omezený účinek
• snížení velikosti bazénu – není příliš praktické
• snížení teploty vody – není komfortní řešení
• snížení teploty vzduchu -. není komfortním řešením
• zvýšení vlhkosti vzduchu – může zvýšit kondenzaci a poškodit stavební konstrukce vnitřních bazénů
• odstranění mokré hladiny – možné pomocí plastových dek na vodní hladině mimo dobu provozu. Velmi účinné a běžně používané

Poznámka! – v době provozu může činnost v bazénu dramaticky zvýšit odpařování vody a potřebnou dodávku tepla.

Pro snížení spotřeby energie a zamezení poškození stavebních konstrukcí vlhkostí se běžně používají zařízení pro recyklaci tepla s tepelnými čerpadly, která přesouvají latentní teplo ze vzduchu do vody v bazénu.

Kalkulátor výparu z vodní plochy

A – plocha vodní plochy (m2)

xs – maximální poměr nasycené vlhkosti ve vzduchu (kg/kg) (kg H2O v kg suchého vzduchu)

x -. vlhkostní poměr ve vzduchu (kg/kg) (kg H2O v kg suchého vzduchu) – Mollier – psychrometrický

hwe – výparné teplo (entalpie) vody (kJ/kg)

v – rychlost vzduchu nad vodní hladinou (m/s)

Kalkulátor zatížení!