Wat is de natte bol temperatuur?

Wat is de natte bol temperatuur?

Fluid Cooling Systems

De natte bol temperatuur is cruciaal voor het ontwerpen en dimensioneren van een koeltoren. Een koeltoren koelt water door verdamping tot temperaturen die lager zijn dan de omgevingstemperatuur en die de natte bol temperatuur benaderen. Maar wat is die natte bol temperatuur precies en hoe bereken je die?

Wat is de natte bol temperatuur?

De natte bol temperatuur is de laagste temperatuur die bereikt wordt door het adiabatisch verdampen (= zonder toevoegen van warmte of met gelijke enthalpie) van water in de lucht tot die lucht verzadigd is (absolute vochtigheid stijgt). 
Voor het verdampen van water is er warmte nodig. Als die verdamping adiabatisch gebeurt, wordt die warmte onttrokken aan de omgeving (o.a. de lucht) met als gevolg dat de lucht afkoelt en vochtiger wordt. We merken dit ook wanneer we uit de douche of het zwembad stappen. Het water op ons lichaam verdampt, onttrekt warmte aan ons lichaam en we krijgen het koud.

wet bulb temperature

Hoe meet je de natte bol temperatuur?

De natte bol temperatuur kan gemeten worden met een thermometer waarvan het kwikreservoir in een katoenen kousje zit dat nat gehouden wordt door het met een katoenen draad te verbinden met een waterreservoir. De thermometer wordt in een luchtstroom geplaatst. Doordat het water verdampt, wordt er aan de omgeving, waaronder het kwikreservoir, warmte onttrokken en zal de gemeten temperatuur dalen. Het water blijft verdampen totdat de lucht verzadigd is, de relatieve vochtigheid is dan 100%. De evenwichtstemperatuur die dan bereikt wordt, is de natte bol temperatuur.

Als de lucht droog is, kan er meer water verdampen en zal de natte bol temperatuur lager zijn. Hoe groter het verschil tussen de droge bol temperatuur (of de gewone temperatuur) en de natte bol temperatuur, hoe droger de lucht is en hoe meer water er kan verdampen.

Verschil met dauwpuntstemperatuur?

De natte bol temperatuur is niet hetzelfde als de dauwpuntstemperatuur. Het dauwpunt is de temperatuur waarbij waterdamp begint te condenseren door afkoeling van de lucht (lagere enthalpie) zonder dat er vocht wordt toegevoegd of afgevoerd (absolute vochtigheid blijft constant). Het dauwpunt ligt lager dan de natte bol temperatuur die op zijn beurt kleiner is dan de droge bol temperatuur (als de relatieve vochtigheid kleiner is dan 100%). 

Hoe bereken je de natte bol temperatuur?

Er is dus een verband tussen de droge bol temperatuur, de natte bol temperatuur, het dauwpunt en de luchtvochtigheid. Dat verband kan getoond worden aan de hand van een psychrometrisch diagram. 

  • De verticale zwarte lijnen zijn de droge bol temperatuur (°C) 
  • De horizontale zwarte lijnen zijn de absolute vochtigheid (kg/kg) 
  • De schuine paarse lijnen zijn lijnen van gelijke enthalpie (kJ/kg)
  • De gebogen groene lijnen zijn de relatieve luchtvochtigheid (%)

 

Voor het bepalen van de natte bol temperatuur bepaal je het snijpunt tussen de verticale van de droge bol temperatuur en de gebogen lijn van de relatieve vochtigheid. Van daaruit tekent u een evenwijdige aan de schuine lijnen van gelijk enthalpie. Op het snijpunt met de gebogen lijn van 100% relatieve vochtigheid lees je de temperatuur af op de horizontale as.

Het dauwpunt bepaal je door vanuit het snijpunt van verticale van de droge bol temperatuur en de gebogen lijn van de relatieve vochtigheid, een horizontale lijn te tekenen. Op het snijpunt met de gebogen lijn van 100% relatieve vochtigheid lees je de temperatuur af op de horizontale as.
Voorbeeld: bij een omgevingstemperatuur van 30°C en een relatieve vochtigheid van 40%, is de natte bol temperatuur 20°C en het dauwpunt 15°C.
 

graphic wet bulb temp

Toepassing natte bol temperatuur bij koeltorens

Het koelmechanisme van een koeltoren werkt voor een klein deel via convectie door contact van het warme water met de koelere lucht. In hoofdzaak wordt de koeling verkregen door verdamping, een deel van het water verdampt. De warmte(energie) die nodig is voor de verdamping wordt onttrokken aan het te koelen water (adiabatische verdamping). Door die verdamping wordt de lucht die door de koeltoren gaat, verzadigd met water en stijgt de relatieve vochtigheid van de lucht. Door die verdamping kan het water gekoeld worden tot temperaturen die lager zijn dan de omgevingstemperatuur en naderen aan de natte bol temperatuur. Dat is de reden dat de natte bol temperatuur zo belangrijk is bij het ontwerpen van een koeltoren. 

Het dimensioneren van een koeltoren hangt enerzijds af van het af te voeren vermogen (functie van het verschil in temperatuur en het debiet) maar ook van de koelgrensafstand (approach) tussen de temperatuur van het uitgaande, koude water en de natte bol temperatuur. Hoe kleiner die koelgrensafstand, hoe groter de koeltoren moet zijn voor een zelfde af te voeren vermogen. Dus een koeltoren voor een af te voeren vermogen van 500 kW met een koelgrensafstand van 4° zal groter zijn dan een koeltoren voor 500 kW en 7° koelgrensafstand

Actuele natte boltemperatuur

De natte boltemperatuur op dit moment? Je kan die hieronder raadplegen door uw locatie in te voeren en op enter te drukken.

Heb je nog bijkomende vragen over de natte bol temperatuur? Of een andere vraag met betrekking tot koeltorens? Neem gerust contact op met onze specialisten!