Das Mollier h,s-Diagramm wurde 1904 von Mollier angegeben. Es ist ein Hilfsmittel bei der Berechnung von Dampfprozessen geworden und wird für verschiedene technische Prozesse sowie zur feuchtechischen Beurteilung von Baukonstruktion benötigt. Auf der Grundlage des Mollier h,s-Diagramm und des Rechenprogramms kann eine sinnvolle Lüftung der Bauwerke bestimmt werden.
Die jeweilige absolute Feuchte beinhaltet eine unterschiedlich hohe Energie. Erfolgt eine Wohnungslüftung zum Zweck der Reduzierung der relativen Feuchte, so wird gleichzeitig Wärmeenergie nach außen abgeführt. Neben der Sorption ist eine Tauwasserbildung an einer porösen Oberfläche für die Durchfeuchtung der Konstruktion (Mauerwerk) verantwortlich. Bei richtiger Beurteilung kann eine effektive Trocknung nasser Gebäudeteile erfolgen. Auf dieser Grundlage basiert zum Beispiel die sensorgesteuerte Zwangslüftung. Ebenso kann mithilfe des Mollier h,s-Diagramms überprüft werden, dass über die Lüftung ein Wärmeverlust auftritt. Dieser Anteil des Wärmeverlustes kann gegenüber dem Transmissionswärmeverlust sogar größer sein. Dies betrifft die sogenannten Superdämmungen. Eine Beispielrechnung erfolgt im Artikel Luftfeuchte.
Kennwerte zum Luft-Wasserdampf-Gemisch:
Spezifische Wärmekapazität der Luft cpG = 1,005 kJ/kgK
Verdampfungswärme des Wassers bei 0ºC r0 = 2500 kJ/kg
spezifische Wärmekapazität des Dampfes cpD = 1,86 kJ/kgK
spezifische Wärmekapazität des Wassers cF = 4,19 KJ/KgK
spezifische Wärmekapazität des Eises cE = 2,05 KJ/kgK
Schmelzwärme des Eises qs = 333,4 kJ/kg.
Die Enthalpie eines Luft-Wasserdampf-Gemisches ist der Wärmeinhalt bezogen auf eine Masse von 1 kg. Die Berechnung der Enthalpie eines gasförmigen Stoffes erfolgt aus dem Produkt der spezifischen Wärmekapazität und der Temperatur.
Ungesättigte Luft 0 < x < xs
Enthalpie feuchter Luft
c p,L= spez. Wärmekapazität Luft in kJ/(kg*K)
t = Temperatur in °C
x = absolute Feuchtegehalt des Luft-Dampf-Gemisches in kg/kg
Δh v = Verdampfungswärme Wasser in kJ/kg
c p,D = spez. Wärmekapazität Wasserdampf in kJ/(kg*K)
Enthalpie für feuchte Luft:
ungesättigte feuchte Luft (φ < 1)
h = 1,005 t + x(2500 + 1,86 t)
gesättigte feuchte Luft (φ = 1)
h = 1,005 t + xs(2500 + 1,86 t)
übersättigte feuchte Luft (φ > 0ºC) (Wassernebel)
h = 1,005 t + xs(2500 + 1,86 t) + (x - xs) 4,19 t
übersättigte feuchte Luft (φ < 0ºC) (Eisnebel)
h = 1,005 t + xs(2500 + 1,86 t) + (x - xs) (2,05 t - 333,4)
Beispiel: Die Raumluft hat eine Temperatur von 20 ºC und eine Feuchte von φ = 0,6, p = 100 kPa, ps = 2337 Pa (für 20ºC). Wie groß ist die Enthalpie h und der absolute Feuchtegehalt x?
kg φ * ps
x = 0,622----- * ----------------
kg p - φ * ps
kg 0,6 * 2337 Pa
= 0,622---- x ------------------------------- = 0,0088 kg/kg
kg 100 000 Pa - 0,6 * 2337 Pa
Für ungesättigte feuchte Luft (φ < 1)
h = 1,005 t + x(2500 + 1,86 t) = 1,005 * 20 + 0,0088(2500 + 1,86 * 20) = 42,42 kJ/kg(Luft)
Der Taupunkt berechnet sich nach
θs = Φ0,125 * (109,8 + θL) - 109,8 ºC
θs = Taupunkttemperatur
θL = Lufttemperatur
Im Mollier h,x-Diagramm können diese Wert überprüft werden.
(Statt Komma Dezimalpunkt eingeben.)
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