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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
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
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
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“
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.
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
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.
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
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%
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%
