Mollier-Diagramm

Mit dem Mollier-Diagramm lassen sich thermodynamische Zustandsänderungen für feuchte Luft ermitteln. Das Diagramm gilt dabei für sogenannte isobare thermodynamische Zustandsänderungen, also für einen konstanten Druck. Bei diesem Druck handelt es sich um den atmosphärischen Druck, der 1.013 hPa beträgt. Direkt aus dem Diagramm ablesbar sind die Temperatur, die relative Feuchte, der Dampfdruck und die Enthalpie. Die Enthalpie beschreibt den notwendigen Energiebedarf, die für eine Zustandsänderung, beispielsweise Heizen, benötigt wird.

Mit Hilfe des Mollier-Diagramms können Zustandsänderungen von feuchter Luft zur Befeuchtung, Entfeuchtung, Erwärmung, Kühlung und Mischung von verschiedenen Luftströmen berechnet werden. Somit lassen sich sogenannte HLK-Anlagen dimensionieren, wodurch in Gebäuden ein hoher thermischer Komfort erzielt werden kann. Als HLK-Anlagen werden Heizungsanlagen, Lüftungsanlagen und Klimaanlagen bezeichnet. Die korrekte Auslegung dieser Anlagen wirkt sich positiv auf die Energiebilanz eines Gebäudes aus und kann den Energieverbrauch senken. Zusätzlich kann auch die Schimmelpilzbildung vermieden werden.

In Abbildung 1 ist ein Mollier-Diagramm schematisch dargestellt. In dem Diagramm wird auf der horizontalen Achse der Wassergehalt der Luft aufgetragen und vertikal die Temperatur. Da ein direkter Zusammenhang zwischen dem Wassergehalt der Luft und dem Dampfruck besteht, kann auf der horizontalen Achse auch der Dampfdruck abgelesen werden. In Abbildung 1 ist dieser auf der oberen horizontalen Achse aufgetragen. Allerdings handelt es sich bei dem Mollier-Diagramm um ein schiefwinkeliges Diagramm, da die horizontal von links nach rechts dargestellten Linien geneigt sind. Diese horizontalen Linien sind sogenannte Isotherme, d. h. Linien mit konstanter Temperatur. Dabei verläuft nur die Isotherme bei 0 °C parallel zur waagrechten Achse, während die Isothermen bei höheren Temperaturen zunehmend ansteigen und bei niedrigeren Temperaturen abfallen.

Luft kann je nach Temperatur und Luftdruck unterschiedlich viel Feuchtigkeit aufnehmen. Da der Luftdruck für das gesamte Mollier-Diagramm konstant ist, ist der maximale Wassergehalt der Luft von der Temperatur abhängig. Ist die sogenannte Sättigungsfeuchte der Luft erreicht, kann diese kein Wasser mehr aufnehmen und die Luft ist zu 100 Prozent mit Wasserdampf gesättigt. In Abbildung 1 ist die Sättigungsfeuchte anhand der orangen Linie dargestellt. Die Sättigungsfeuchte grenzt somit den Bereich der gesättigten Luft vom Bereich der ungesättigten Luft ab. Im Bereich der ungesättigten Luft sind Kurven für unterschiedliche relative Feuchte dargestellt.

Wird bei einer bestimmten Temperatur der Wassergehalt über die Sättigungsfeuchte erhöht, kann die Luft diesen nicht mehr aufnehmen und es kommt zur Kondensation. Der bei der Sättigungsfeuchte vorliegende Dampfdruck wird als Sättigungsdampfdruck bezeichnet. Neben einer Erhöhung des Wassergehaltes kann es auch durch Abkühlung von feuchter Luft zur Überschreitung der Sättigungsfeuchte und somit zur Kondensation kommen. Wird beispielsweise Luft mit einem Wassergehalt von 8 g/kg von 25 °C auf 5 °C abgekühlt, so wird bei knapp über 10 °C die Sättigungslinie erreicht. Die abgekühlte Luft kann nun nicht mehr den gesamten Wassergehalt in Form von Wasserdampf speichern und es kondensiert flüssiges Wasser aus, welches auch Tauwasser genannt wird. Aus diesem Grund wird der Schnittpunkt der vertikalen Wassergehaltlinien mit der Sättigungslinie auch als Taupunkt bezeichnet. Zusätzlich sind im Mollier-Diagramm auch Linien konstanter Enthalpie dargestellt. Diese Linien werden als Isenthalpen bezeichnet und verlaufen im Diagramm schräg nach unten.

Synonym(e):

h-x-Diagramm

Englische Übersetzung(en):

Mollier diagram