Vad är h-x-diagrammet?

H-x-diagrammet utvecklades av Richard Mollier år 1923 och gör det möjligt att tydligt illustrera och beräkna förändringar i fuktig lufts tillstånd som orsakas av uppvärmning, befuktning, avfuktning eller kylning. Dessa tillståndsförändringar kan bestämmas direkt från diagrammet med hjälp av grafiska metoder.

Titta på videon

Komponenter och parametrar:

h,x-diagrammet visar alla väsentliga parametrar som krävs för att beskriva luftens tillstånd:

Temperatur = t i °C

Absolut fuktighet = x i g/kg

Relativ fuktighet = RH i %

Specifik entalpi = h i kJ (1+x)kg

Densitet = p i (kg/m3)

Struktur

Koordinatsystemet ökar avläsningsnoggrannheten för den omättade delen av den fuktiga luften. För att konstruera det sneda diagram som föreslagits av Mollier roteras x-axeln medurs tills isoterm t = 0 °C löper horisontellt i den omättade delen av den fuktiga luften. Linjerna med konstant specifik entalpi h löper från vänster uppe till höger nere. Linjerna med konstant vattenhalt x löper vertikalt.

Av praktiska skäl passerar inte den horisontella axeln, på vilken vattenhalten x plottas, genom origo. Vattenångans partialtryck kan anges som en andra x-axel, eftersom detta endast beror på vattenhalten x och lufttrycket p. Den specifika entalpien h plottas på de diagonala linjerna. Kurvor för relativ luftfuktighet visas i diagrammet.

Med hjälp av skalan vid kanten kan tillståndsförändringar enkelt återges grafiskt, t.ex. tillståndsförändringen vid ång-luft-befuktning. Indexet 1/x anger att den fuktiga luftens entalpi består av den torra luftens entalpi och vattnets entalpi.

Linjerna med samma temperatur (isotermer) stiger något i området med omättad luft, nämligen med vattenångans sensibla entalpikomponent. Vid mättnadspunkten (relativ luftfuktighet = 1) böjer sig linjerna nedåt eftersom vatten, bortom den maximala ånghalten, då endast kan förekomma i luften i flytande form som små vattendroppar (dimma). I dimområdet avviker isoterm från den isenthalp som passerar genom mättnadspunkten endast med den lilla sensibla entalpien hos det extra vatteninnehållet.

I området med omättad luft finns nu kurvor med lika relativ luftfuktighet, vilka uppstår genom en jämn uppdelning av respektive isotermssektioner mellan = 0 och = 1. Den relativa luftfuktigheten minskar därför när luften blir varmare, förutsatt att vattenmängden x förblir konstant.

Beräkningar med hjälp av h,x-diagrammet

Uppvärmning vid konstant absolut fuktighet

Det femte diagrammet som visas här illustrerar uppvärmningsprocessen för en luftmassa utan någon förändring av dess vattenånghalt. Vad kan man observera från denna process?

Uppvärmningen börjar vid 11 °C (punkt 1) och slutar vid 25 °C (punkt 2). Den absoluta fuktigheten x förblir konstant på 4 g/kg under denna process. Däremot förändras den relativa luftfuktigheten från 50 % vid 11 °C till 20 % vid 25 °C. Dessutom förändras entalpin h (1/x) från 21,4 kJ/kg till 35 kJ/kg, och slutligen förändras även densiteten från 1,24 kg/m³ till 1,17 kg/m³.

Förstörning eller fördunstning av vatten (adiabatisk befuktning)

När vatten förstörs eller fördunstar utan samtidig tillförsel av värme hämtas den energi som krävs för fördunstningen från omgivningsluften. Luften kyls därför ned. Eftersom kylningsprocessen följer de adiabatiska linjerna kallas den för adiabatisk kylning. I h,x-diagrammet kan den exakta riktningen för kylningskurvan under befuktningen bestämmas utifrån marginalskalan ∆h/∆x.

Beräkning av ∆h/∆x:

∆h=kJ/kg

∆x kg H₂O / kg torr luft