Berechnung des Betriebsverhaltens von Verdunstungskühlern und -kondensatoren

Zusammenfassung

Die theoretische Vorhersage des Betriebsverhaltens von Verdunstungskühlern und -kondensatoren beruht auf der Lösung eines nichtlinearen, gekoppelten Differentialgleichungssystems. Die in der Literatur vorgeschlagenen Verfahren, dieses Gleichungssystem numerisch zu lösen, sind für die praktische Anwendung zu kompliziert. Die bekannten analytischen Lösungsverfahren verursachen aufgrund der jeweils angenommenen vereinfachenden Annahmen Fehler bei der Berechnung der von dem Kühlmittel abgegebenen Wärmeströme von bis zu 40%. Ein neu entwickeltes Berechnungsverfahren beruht auf einer dieser analytischen Methoden, deren Berechnungsfehler als Funktionen der Betriebsparameter korreliert werden. Die Genauigkeit dieses verbesserten Verfahrens mit maximalen Fehlern von unter 12% bei Kühlern und unter 10% bei Kondensatoren übertrifft die Genauigkeit der analytischen Verfahren bei weitem.

Abstract

The thermal performance of evaporative coolers and condensers can be predicted theoretically by solving a system of coupled nonlinear differential equations. All numerical solutions of this system of equations proposed in the literature are too complex for practical application. Known analytical solutions, based on different simplifying assumptions, may cause large errors of up to 40% in the predicted heat load. Correlations have been developed for a new design method which allow to estimate the errors of the most simple analytical solution as functions of dimensionless operating parameters. With errors of less than 12% for coolers and 10% for condensers respectively the new method leads to far more accurate results than the analytical solutions.