Wykres Molliera

Wykres Molliera (nazywany czasami wykresem i-x lub h-x) jest podstawowym narzędziem pozwalającym na określenie parametrów powietrza wilgotnego. Wykres został opublikowany przez niemieckiego profesora Richarda Molliera w 1904 roku. Możemy z niego odczytać wzajemne zależności temperatury, wilgotności względnej oraz bezwzględnej, temperatury punktu rosy i entalpii powietrza wilgotnego (patrz rysunek poniżej). Na przedstawionym wykresie zobrazowane są linie stałej temperatury (czarne, lekko ukośne, skierowane do góry), stałej wilgotności bezwzględnej (niebieskie, pionowe), stałej wilgotności względnej (krzywe, granatowe) oraz stałej entalpii (szare, ukośne, skierowane w dół).

Wersja testowa programu online do wyznaczania parametrów powietrza wilgotnego pozwala na wyliczenie temperatury punktu rosy, entalpii oraz wilgotności bezwzględnej powietrza.

Znając dwa z wymienionych parametrów możemy z wykresu Molliera odczytać pozostałe z wymienionych. Np. dla powietrza o danej wilgotności względnej φ=40% i temperatury t=20°C odczytujemy entalpię i=35kJ/kg, wilgotność bezwzględną x=6g/kg oraz temperaturę punktu rosy 6°C (patrz wykres poniżej).

Przemiany powietrza wilgotnego na wykresie Molliera

Wykres Molliera może posłużyć do zobrazowania przemian, jakie zachodzą w powietrzu np. pod wpływem typowych procesów jakie zachodzą w centralach klimatyzacyjnych. Przebieg podstawowych przemian zachodzących w urządzeniach HVAC (1-ogrzewanie powietrza, 2-schładzanie powietrza, 3-nawilżanie dyszowe, 4- nawilżanie parowe) pokazałem na poniższym rysunku.

Przemiany powietrza wilgotnego – wzory

Jeśli znane są parametry początkowego i końcowego punktu danej przemiany, to mając dane masę powietrza lub jego strumień jesteśmy w stanie wyznaczyć ilość energii lub moc, która została dostarczona bądź odprowadzona z układu. I tak, jeśli dane są na wykresie Molliera parametry początkowe i końcowe oznaczone odpowiednio indeksem dolnym 1 i 2 (entalpia powietrza i [kJ/kg], temperatura powietrza t [°C] oraz wilgotność względna powietrza X [g/kg]) to możemy obliczyć na podstawie wzorów:
1. ilość energii doprowadzonej do układu

2. ilość wykroplonej wilgoci

3. moc

4. strumień wykroplonej wilgoci

gdzie:

–E – energia dostarczona do układu [kJ]

–m_p – masa powietrza [kg]

–m_w – masa wody [kg]

–P – moc [kW]

–M_p – strumień masy powietrza [kg/s]

–Mw – strumień masy wody [g/s]

W branży HVAC częściej operuje się strumieniem objętości powietrza V[m³/s] niż strumieniem masy. Strumień masy możemy obliczyć znając strumień objętości powietrza V [m³/s] oraz gęstość powietrza ρ [kg/m³] korzystając ze wzoru:

Na poziomie morza w temperaturze 20°C gęstość powietrza wynosi około ρ=1,2 kg/m³. W przypadku, gdy strumień powietrza dany jest w [m³/h] pamiętajmy o przeliczniku: 1 m³/s=3600 m³/h.

Gdy w wyniku obliczeń uzyskana na podstawie wzorów moc lub energia będą dodatnie, oznacza to dostarczenie energii do powietrza (np. proces ogrzewania, nawilżania parowego), w przeciwnym wypadku mamy do czynienia z odbieraniem energii z powietrza (np. chłodzenie powietrza).

Gdy w wyniku obliczeń uzyskana na podstawie wzorów wykroplona masa lub strumień wody będą dodatnie, oznacza to odebranie pary wodnej z powietrza (np. proces chłodzenia, osuszania), w przypadku ujemnych wartości wypadku mamy do czynienia ze zwiększaniem zawartości pary wodnej (np. nawilżanie powietrza, m_w oznacza wtedy ilość dostarczonej pary wodnej do powietrza, natomiast M_w oznacza wydajność nawilżania). Gdy masa (strumień) wykroplonej wody jest zerowa, mamy do czynienia z procesem, w którym nie zmienia się zawartość pary wodnej w powietrzu (wilgotność względna) – przykładem może tutaj być ogrzewanie powietrza lub jego chłodzenie w przypadku, gdy powierzchnia elementu chłodzącego ma temperaturę powyżej punktu rosy.

Powiązane wpisy

Parametry powietrza wilgotnego – definicje i wzory

Ogrzewanie i chłodzenie powietrza wilgotnego – przykłady obliczeniowe

Mieszanie powietrza na wykresie Molliera

Centrale klimatyzacyjne – przedstawienie procesów obróbki powietrza na wykresie Molliera (i-x)

Program online do obliczeń parametrów na podstawie wykresu Molliera