Das h,x-Diagramm nach Mollier Titel Raumlufttechnik Das h,x-Diagramm nach Mollier Dipl.-Ing. (FH) Sebastian Acker Heidelberg, 06.05.2003

Das h,x-Diagramm dient zur einfachen und übersichtlichen Darstellung von Zustandsänderungen feuchter Luft Im h,x-Diagramm sind unter anderem folgende Größen aufgetragen: Temperatur der Luft in °C Enthalpie „h“ in kJ/kg Luft (Wärmeinhalt der Luft-Wasserdampfmischung) Absolute Luftfeuchte (Wassergehalt) „x“ in g/kg Luft relative Luftfeuchte  in % Wasserdampf-Teildruck in mbar

gesättigte Luft Nebelgebiet Sättigungslinie Da Luft nur bis zu einer rel. Feuchte von 100% Wasserdampf aufnehmen kann, bildet die sog. Sättigungslinie (100% Linie) die Grenzlinie zwischen: ungesättigter Luft (oberhalb der Kurve) gesättigter Luft (Nebelgebiet unterhalb der Kurve) Wird gesättigte Luft unterhalb der Sättigungslinie abgekühlt, so fällt Wasser aus. ungesättigte Luft gesättigte Luft Nebelgebiet

Das h,x-Diagramm Im folgenden sollen folgende Vorgänge vereinfacht im h,x-Diagramm dargestellt werden: 1. Lufterwärmung 2. Luftkühlung und Entfeuchtung 3. Luftbefeuchtung 4. Mischen zweier Luftmengen 5. Luftzustände in einer Klimaanlage „typischer Winterfall“ 6. Luftzustände in einer Klimaanlage „typischer Sommerfall“

Lufterwärmung 1. Lufterwärmung: P2 T  P1 Wird feuchte Luft (bei konstantem Wassergehalt) erwärmt, so verläuft die Zustandsänderung der Luft im Diagramm senkrecht nach oben Hier von Punkt P1 mit 5 °C nach Punkt P2 mit 22 °C. Die absolute Feuchte bleibt gleich, die rel. Luftfeuchte nimmt von 75% auf etwa 25 % ab.

Luftkühlung und Entfeuchtung 1.) Wird feuchte Luft abgekült, so verläuft die Zustandsänderung der Luft im Diagramm zunächst senkrecht nach unten. Hier von Punkt P1 mit 30 °C Dabei steigt die rel. Luftfeuchte an, bis schließlich bei Punkt P2 mit 14°C den Taupunkt TP mit 100% rel. F. erreicht wird. P1 1 P2 P3 2 2.) Kühlt man die Luft weiter ab, hier z.B. bis zum Punkt P3 mit 9°C kondensiert ein Teil der Luft und es wird Wasser ausgeschieden. Der absolute Wassergehalt sinkt von 10,8 auf 7,2 g/kg Luft. Es werden x = 3,6 g Wasser/kg Luft ausgeschieden. X

Luftbefeuchtung 3. Luftbefeuchtung: Bei der Luftbefeuchtung muss man zwei Fälle unterscheiden: A.) Befeuchtung mit Wasser gleicher Temperatur, z.B. in einem Luftwäscher Hierbei kühlt in dem Bsp. die Luft von P1 mit 35°C auf P2 mit 22°C ab Da weder Heiz- noch Kühlenergie auf- gewendet werden, verläuft der Vorgang (adiabat) auf der Linie gleicher Enthalpie P1 A P3 B P4 P2 Der absolute Wassergehalt nimmt um etwa xA = 5,4 g Wasser/kg Luft zu XA XB Der absolute Wassergehalt nimmt um etwa xB = 9 g Wasser/kg Luft zu B.) Befeuchtung mit Wasserdampf In dem Beispiel nimmt die rel. Luftfeuchte von P3 mit 20% nach P4 mit 80% zu. Bei Dampf von 100°C verläuft die Befeuchtung annähernd isotherm, d.h. es findet keine wesentliche Temperaturerhöhung statt.

Mischung zweier Luftmengen Bei der Mischung zweier Luftmengen m1 und m2 (ohne Zu- oder Abführung von Wärmeenergie oder Feuchte) liegt der Luftzustand nach der Mischung auf einer Verbindungsgeraden zwischen den beiden Ausganspunkten P1 und P2 Wobei die beiden Strecken zwischen Ausgangspunkt und Mischpunkt im umgekehrten Verhältnis, zu den jeweiligen Luftmengen steht. P1 MP In dem Beispiel wird 60 % Außenluft von -10 °C; 80% rel. F. mit 40% Umluft von 20°C; 50% rel. F. gemischt. P2 Der Mischpunkt liegt bei etwa 2 °C und 80% rel. F. und damit näher an dem Punkt P2

Winterfall 5. Winterfall: Umluft (UM) T= 20°C ; rel.F. 50 % Außenluft (AU) T= -10°C ; rel.F. 80 % ZU UM 4 T2 3 2 T1 MP 1 1.) Mischen von Außen- und Umluft, Anteile jeweils 50%, Mischpunkt bei ca. 5°C ; rel. F. 75% X 2.) Vorerwärmen um T1 auf ca. 18 °C ; rel. F. 30% AU 3.) Befeuchten um x auf ca. 12 °C ; rel. F. 75% 4.) Nacherwärmen um T2 auf ca. 22 °C ; rel. F. 40%

Sommerfall 6. Sommerfall: Umluft (UM) T= 26°C ; rel.F. 40 % Außenluft (AU) T= 30°C ; rel.F. 60 % AU 1 MP UM 2 ZU TK 4 TH 3 X 1.) Mischen von Außen- und Umluft Anteile jeweils 50%, Mischpunkt bei ca. 28°C ; rel. F. 52% 2.) Kühlen um Tk auf ca. 17 °C ; rel. F. 100% 3.) Entfeuchten um x durch weiteres Abkühlen auf ca. 9 °C ; rel. F. 100% 4.) Nacherwärmen um TH auf ca. 20 °C ; rel. F. 50%