Fordampning fra vandoverfladen

Dampning af vand fra en vandoverflade – f.eks. en åben tank, en swimmingpool eller lignende – afhænger af vandtemperaturen, lufttemperaturen, luftfugtigheden og lufthastigheden over vandoverfladen.

Mængden af fordampet vand kan udtrykkes som:

gs = Θ A (xs – x) / 3600 (1)

eller

gh = Θ A (xs – x) / 3600 (1)

eller

gh = Θ A (xs – x)

hvor

gs = mængde fordampet vand pr. sekund (kg/s)

gh = mængde fordampet vand pr. time (kg/h)

Θ = (25 + 19 v) = fordampningskoefficient (kg/m2h)

v = lufthastighed over vandoverfladen (m/s)

A = vandoverfladeareal (m2)

xs = maksimalt fugtighedsforhold for mættet luft ved samme temperatur som vandoverfladen (kg/kg) (kg H2O i kg tør luft)

x = fugtighedsforhold luft (kg/kg) (kg H2O i kg tør luft)

Note! Enhederne for Θ passer ikke sammen, da der er tale om en empirisk ligning – et resultat af erfaring og eksperimenter.

Nødvendig varmeforsyning

Den største del af den varme eller energi, der er nødvendig for fordampningen, kommer fra selve vandet. For at opretholde vandets temperatur – skal der tilføres varme til vandet.

Den nødvendige varme til at dække fordampningen kan beregnes som

q = hwe gs (2)

hvor

q = varme tilført varme (kJ/s (kW))

hwe = vandets fordampningsvarme (kJ/kg)

• 1 kW = 3412 Btu/h

Eksempel – Fordampet vand fra en swimmingpool

Der er en swimmingpool på 50 m x 20 m med en vandtemperatur på 20oC. Det maksimale mætningsfugtighedsforhold i luften over vandoverfladen er 0,014659 kg/kg. Med en lufttemperatur på 25 oC og 50% relativ fugtighed er luftfugtighedskvoten i luften 0,0098 kg/kg – se Mollier-diagrammet.

Med en lufthastighed over vandoverfladen på 0,5 m/s kan fordampningskoefficienten beregnes som

Θ = (25 + 19 (0,5 m/s))

= 34,5 kg/m2h

Svømmebassinets areal kan beregnes som

A = (50 m) (20 m)

= 1000 m2

Dampningen fra overfladen kan beregnes som

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

= 0,047 kg/s

Vandets fordampningsvarme (enthalpi) ved en temperatur på 20oC er 2454 kJ/kg. Den varmetilførsel, der er nødvendig for at opretholde temperaturen på vandet i svømmebassinet, kan beregnes som

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

= 115.3 kW

Energitabet og den nødvendige varmetilførsel kan reduceres ved

• at reducere lufthastigheden over vandoverfladen – begrænset effekt
• at reducere størrelsen af poolen – ikke rigtig praktisk
• at reducere vandtemperaturen – ikke en komfortløsning
• at reducere lufttemperaturen – ikke en komfortløsning
• at reducere lufttemperaturen – ikke en komfortløsning
• øge luftens fugtindhold – kan øge kondensering og beskadige bygningskonstruktionerne til indendørs pools
• fjernelse af den våde overflade – muligt med plasttæpper på vandoverfladen uden for driftstiden. Meget effektiv og almindeligt anvendt

Bemærk! – i driftstiden kan aktiviteten i en swimmingpool øge fordampningen af vand og den nødvendige varmetilførsel dramatisk.

For at reducere energiforbruget og undgå fugtskader i bygningskonstruktioner er det almindeligt at anvende varmegenvindingsanordninger med varmepumper, der flytter latent varme fra luften til vandet i swimmingpoolen.

Vandoverfladefordampningsberegner

A – vandoverfladeareal (m2)

xs – maksimalt mætningsfugtighedskvotient i luft (kg/kg) (kg H2O i kg tør luft)

x -. fugtighedsforhold i luft (kg/kg) (kg H2O i kg tør luft) – Mollier – psykometrisk

hwe – vandets fordampningsvarme (enthalpi) (kJ/kg)

v – luftens hastighed over vandoverfladen (m/s)

Belastningsberegner!