Mollier-diagrammi

Mollier-diagrammi on kaavio, joka kuvaa kaasun ominaisuuksia. Yksi kaavion asteikoista on entalpia. Esimerkiksi höyrylle, jäähdytykselle ja ilmalle on olemassa Mollier-diagrammit. Tässä keskipisteenä on ilma. Kostean ilman Mollier-diagrammi on tosiasiallisesti psykrometrinen kaavio, jota käytetään yleisesti englanninkielisissä maissa.

Kaaviota käytetään havainnollistamaan lämmitys-, jäähdytys- ja kostutusprosesseja. Näemme prosessin vaikutuksen sekä sen, miten se liittyy esimerkiksi huoneen mukavuusolosuhteita koskeviin vaatimuksiin.

Historia

Richard Mollier oli saksalainen soveltavan fysiikan ja mekaniikan professori ja termodynamiikan tutkimuksen uranuurtaja. Hän oli erikoistunut veden, höyryn ja kostean ilman termodynamiikkaan. Vuonna 1904 hän loi kaavion, jossa esitettiin kokonaislämpö H suhteessa entropiaan S. Vuoden 1923 termodynamiikkakonferenssissa päätettiin hänen kunniakseen nimetä kaikki termodynaamiset kaaviot, joissa entalpia on yksi akseleista, Mollier-diagrammiksi.

Insinöörit käyttävät Mollier-kaavioita voimalaitosten, kompressorien, höyryturbiinien, jäähdytysjärjestelmien ja ilmastointilaitteiden suunnittelussa havainnollistamaan termodynaamisten järjestelmien työkiertoja.

Lähde: Wikipedia

Ilman ominaisuudet

On tärkeää ymmärtää ilman ominaisuudet ja käyttötarkoitukset.

Kuiva ilma
Kuiva ilma koostuu kaasujen seoksesta. 78 % typpeä, 21 % happea ja loput 1 % koostuu kaasuista, kuten hiilidioksidista, argonista, neonista, heliumista jne. Kuiva ilma sisältää enintään noin 4 % vesihöyryä.

Kostea ilma
Kostean ilman tärkeimmät huomioon otettavat fysikaaliset ominaisuudet ovat:

Lämpötila
Paine
Kosteus
Tiheys
Entalpia

Mollier-diagrammi kuvaa entalpiaa, kosteutta ja lämpötilaa vakiotiheydessä ja -paineessa. Lue lisää kostean ilman ominaisuuksista alla.

Kuivan ilman koostumus

Kostean ilman ominaisuudet

Lämpötila

Paine

Kosteus

Kosteus on ilmassa olevan vesihöyryn määrä. Ilmaan voi sisältyä jopa noin 4 % vettä ulkoilman normaaleissa lämpötiloissa. Ilman sisältämän veden enimmäismäärä riippuu lämpötilasta ja kasvaa nopeasti lämpötilan noustessa. -20 asteen lämpötilassa ilmaan mahtuu alle 1 gramma vettä ilmakiloa kohti, kun taas +20 asteen lämpötilassa ilmaan mahtuu 15 grammaa.

Ilmaa, jossa on mahdollisimman paljon vettä, kutsutaan kylläiseksi. Kylläisyys riippuu lämpötilasta ja vesipitoisuudesta, mutta siihen vaikuttaa myös paine.

Kyllästysviiva (x-akselilla kosteuspitoisuus, y-akselilla lämpötila)

Kosteutta mitataan kahdella tärkeällä tavalla: Suhteellinen kosteus ja ominaiskosteus.

Suhteellinen kosteus kertoo, kuinka paljon ilmassa on vettä verrattuna kylläisen ilman vesimäärään samassa lämpötilassa. Se ilmaistaan prosentteina, esim. 50 % RH.
Ominaiskosteus kertoo, kuinka paljon vettä ilmassa on veden massan ja kostean ilman massan suhteena (kg/kg tai g/kg).

Kaksi muuta kosteuden mittaria:

Märkälämpötila mitataan lämpömittarilla, jonka mittauspinta pidetään märkänä. Haihtuessaan vesi jäähdyttää lämpömittaria. Mitä alhaisempi ilmankosteus on, sitä suurempi on haihtuminen ja lämpötilan lasku. Märkälämpötilan ja kuivalämpötilan välinen ero on suhteessa kosteuteen.
Kastepistelämpötila on kuiva lämpötila, jossa ilma muuttuu kylläiseksi jäähdytettäessä.

Tiheys

Entalpia

Entalpia on ilmassa olevan energian määrän mitta. Kostean ilman entalpia on kuivan ilman entalpian ja vesihöyryn entalpian summa. Entalpia kasvaa lämpötilan ja kosteuspitoisuuden kasvaessa. Entalpia ilmoitetaan yksikössä kJ/kg.

Kun ilmaa lämmitetään tai jäähdytetään, entalpia muuttuu. Entalpian muutos kerrottuna ilman massavirralla antaa tehon, mikä tekee siitä tärkeän ilmastointiprosesseissa.

Mollier-diagrammin ulkoasu

Mollier-diagrammissa suhteellinen kosteus ja entalpia piirretään diagrammiin lämpötilan ja ominaiskosteuden suhteen. Kaavion kaarevat viivat kuvaavat suhteellista kosteutta ja vinoviivat entalpiaa.

Vasemmanpuoleinen kaavio on monissa maissa käytetty Mollier-kaavio. Oikeanpuoleista kaaviota kutsutaan tavallisesti psykrometriseksi kaavioksi, ja sitä käytetään useimmissa englanninkielisissä maissa. Kaaviot ovat oikeastaan samat - ne antavat samat tulokset, mutta lämpötilan ja ominaiskosteuden asteikot ovat päinvastoin.

Mollier-kaaviot tyypillisistä LVI-järjestelmän prosesseista

Kaaviota käytetään havainnollistamaan lämmitys-, jäähdytys- ja kostutusprosesseja. Prosessin vaikutus havainnollistetaan näyttämällä, miten se liittyy huoneen mukavuusolosuhteita koskeviin vaatimuksiin.

Mollier-kaavion piirtämiseen käytettyjä yhtälöitä käytetään mitoitusohjelmissa lämpötilan- ja kosteuden muutosten sekä tehojen laskemiseen.

Lue lisää ja katso kaaviot tyypillisistä LVI-järjestelmissä käytetyistä prosesseista

Swegon Mollier -diagrammi

Swegon Mollier -työkalu on selainpohjainen ohjelma.

Lisätietoja työkalusta ja sen toiminnasta

Sinun tulee hyväksyä evästeet näyttääksesi tämänkaltaista sisältöä Swegonilta.

Lisätietoja

Suhteellinen kosteus on tärkeä osa sisäilmastoa.

Vasemmalla olevalla videolla selitetään, miten kosteus vaikuttaa sekä rakennuksiin että ihmisten terveyteen. Lisätietoja oikean ilmankosteuden tärkeydestä optimaalisen sisäilmaston kannalta saat tutustumalla alla oleviin resursseihin:

Lue lisää blogiartikkeleistamme

Lataa kosteutta koskeva selvityksemme

Ota yhteyttä saadaksesi lisätietoja

Jatka Swegonin Mollier-työkaluun