Dozent Dipl. Ing. (FH) Sebastian Acker Berufsförderungswerk Heidelberg gGmbH

Das h,x-Diagramm nach Mollier

Dipl.-Ing. (FH) Sebastian AckerHeidelberg, 06.05.2003

RaumlufttechnikDas h,x-Diagrammnach Mollier

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Das h,x-Diagramm nach Mollier

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

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Das h,x-Diagramm nach Mollier

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.

gesättigte Luft

Nebelgebiet

ungesättigte Luft

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Das h,x-Diagramm nach Mollier

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“

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Das h,x-Diagramm nach Mollier

1. Lufterwärmung:

Hier von Punkt P1 mit 5 °C nach Punkt P2 mit 22 °C.

P1

T

P2

Die absolute Feuchte bleibt gleich, die rel. Luftfeuchte nimmt von 75% auf etwa 25 % ab.

Wird feuchte Luft (bei konstantem Wassergehalt) erwärmt, so verläuft die Zustandsänderung der Luft im Diagramm senkrecht nach oben

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Das h,x-Diagramm nach Mollier

2. Luftkühlung und Entfeuchtung:

Hier von Punkt P1 mit 30 °C

P1

P2

Dabei steigt die rel. Luftfeuchte

an, bis schließlich bei Punkt P2 mit 14°C den Taupunkt TP mit 100% rel. F. erreicht wird.

1.) Wird feuchte Luft abgekült, so verläuft die Zustandsänderung der Luft im Diagramm zunächst senkrecht nach unten.

2

X

P3

1

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.

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Das h,x-Diagramm nach Mollier

3. Luftbefeuchtung:

P2

A.) Befeuchtung mit Wasser gleicher Temperatur, z.B. in einem Luftwäscher

Bei der Luftbefeuchtung muss man zwei Fälle unterscheiden:

XA

B.) Befeuchtung mit Wasserdampf

Der absolute Wassergehalt nimmt um etwa xA = 5,4 g Wasser/kg Luft zu

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

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.

XB

Der absolute Wassergehalt nimmt um etwa xB = 9 g Wasser/kg Luft zu

P3 B P4

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4. 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

In dem Beispiel wird 60 % Außenluft von -10 °C; 80% rel. F. mit 40% Umluft von 20°C; 50% rel. F. gemischt.

Der Mischpunkt liegt bei etwa 2 °C und 80% rel. F. und damit näher an dem Punkt P2

MP

P2

P1

Wobei die beiden Strecken zwischen Ausgangspunkt und Mischpunkt im umgekehrten Verhältnis, zu den jeweiligen Luftmengen steht.

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Das h,x-Diagramm nach Mollier

5. Winterfall:

1.) Mischen von Außen- und Umluft, Anteile jeweils 50%, Mischpunkt bei ca. 5°C ; rel. F. 75%

2.) Vorerwärmen um T1

auf ca. 18 °C ; rel. F. 30%

3.) Befeuchten um x auf ca. 12 °C ; rel. F. 75%

4.) Nacherwärmen um T2

auf ca. 22 °C ; rel. F. 40%

UM

AU

MP

ZU

1

23

4

Außenluft (AU) T= -10°C ; rel.F. 80 %Umluft (UM) T= 20°C ; rel.F. 50 %

T2

T1

X

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6. Sommerfall:

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%

UM

AUMP

ZU

1

2

3

4

Außenluft (AU) T= 30°C ; rel.F. 60 %Umluft (UM) T= 26°C ; rel.F. 40 %

TH

TK

X