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Titel. Raumlufttechnik. Das h,x-Diagramm nach Mollier. Dipl.-Ing. (FH) Sebastian Acker Heidelberg, 06.05.2003. dient zur einfachen und übersichtlichen Darstellung von Zustandsänderungen feuchter Luft. Im h,x-Diagramm sind unter anderem folgende Größen aufgetragen:. Das h,x-Diagramm.

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Titel

Raumlufttechnik

Das h,x-Diagrammnach 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:

Das h,x-Diagramm

  • 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
s ttigungslinie

Da Luft nur bis zu einer rel. Feuchte von 100% Wasserdampf aufnehmen kann, bildet die sog. Sättigungslinie (100% Linie) die Grenzlinie zwischen:

Sättigungslinie

  • 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 LuftNebelgebiet

das h x diagramm1

Im folgenden sollen folgende Vorgänge vereinfacht im h,x-Diagramm dargestellt werden:

1. Lufterwärmung

Das h,x-Diagramm

2. Luftkühlung und Entfeuchtung

3. Luftbefeuchtung

4. Mischen zweier Luftmengen

5. Luftzustände in einer Klimaanlage „typischer Winterfall“

6. Luftzustände in einer Klimaanlage „typischer Sommerfall“

lufterw rmung

1. Lufterwärmung:

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.

luftk hlung und entfeuchtung

2. Luftkühlung und Entfeuchtung:

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

Luftbefeuchtung

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

P4

B

P3

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

4. Mischung zweier Luftmengen:

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 %

Winterfall

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 T2auf 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 %

Sommerfall

AU

1

MP

UM

2

TK

ZU

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 THauf ca. 20 °C ; rel. F. 50%

ad