Furztrocken oder feucht?
Luft ist im Stande Wasser aufzunehmen. Ein Satz den man so unterschreiben kann, wird es doch im alltäglichen Leben zum Teil sichtbar. Beispielsweise beim Saunaaufguss oder beim Kochen werden die Nebelschwaden anfangs sichtbar um sich dann, im wahrsten Sinne, in Luft aufzulösen. Dabei nimmt die Luft der Sauna bzw. der Küche immer mehr Feuchte auf. In der Sauna wird dieser Vorgang, je nach Saunatyp, so weit getrieben, bis der Saunagänger unter der drückenden Schwüle zu schwitzen beginnt. In der Küche versucht man häufig durch Abzugshauben die Feuchte und meist auch Gerüche abzutransportieren. Ein anderer Vorgang aus dem täglichen Leben wird erst bei kalten Umgebungstemperaturen sichtbar. Beim Ausatmen in kaltem winterlichem Umfeld wird die im Atem enthaltene Feuchte sichtbar. In warmer Umgebung ist der Feuchtegehalt beim Ausatmen unverändert, zeigt sich aber nicht. Diese Phänomene aus dem Erfahrungsschatz des täglichen Lebens lassen sich im Mollier-Diagramm sehr schön darstellen.
Für ganz Eilige, hier ein Film zum Thema:
Mollier hatte es drauf
Auf dem ersten Blick verwirrend, kann man nach kurzer Einführung in die Bedeutungen der Linien und Kurven das dahinter stehende Prinzip des Mollier- oder h-x-Diagramms verstehen. Links an der Y-Achse ist die Temperatur aufgetragen. Die X-Achse stellt die Zunahme an Feuchte dar. Diese Feuchte wird als absolute Feuchte bezeichnet und anhand eines Ablesebeispiels kurz erläutert.
Ablesebeispiel A:
Temperatur 20 °C bei einer absoluten Feuchte von 10 Gramm pro Kilogramm Luft (g/kg)
Erläuterung für diesen Zustand der Luft: Man wiege 1 Kilogramm furztrockene Luft ab (es darf im Gegensatz zur Fleischtheke nicht ein bisschen mehr sein) und stelle ein Schale mit 10 Gramm Wasser in dieses abgewogene Volumen und bringe diese Zutaten auf 20 °C. Wenn das Wasser dieser Schale komplett verdunstet ist, wird gemessen. Hier kann abgelesen werden, dass dieser Zustand der Luft bei einer relativen Feuchte von 65% liegt. Um den Wert für die relative Feuchte von 65% aus dem Ablesebeispiel A zu überprüfen, ist das nächste Ablesebeispiel geeignet.
Ablesebeispiel B:
Temperatur 20 °C bei einer absoluten Feuchte von 15,60 g/kg
Hier kann festgehalten werden, dass die relative Feuchte bei 100 % liegt. Rechnerische Erkenntnis aus den Ablesebeispielen A und B:
Erkenntnis aus den Ablesebeispielen A und B:
Luft von 20 °C kann maximal (100 % ist maximal) 15,6 g/kg an Feuchte aufnehmen. Feuchten über 15,6 g/kg zeigen sich als Tauwasser oder Nebel. Ist weniger als 15,6 g Wasser in einem Kilogramm Luft enthalten (z. B. 10 g/kg), kann dies in Prozent (z. B. 65%) ausgedrückt werden.
Letztes Ablesebeispiel und letzte Erkenntnisse:
Ablesebeispiel C:
Absolute Feuchte von 10 g/kg bei 100 % relativer Feuchte
Ablesung: 13,2 °C
Das Mollier-Diagramm gibt Aufschluss, dass 10 g/kg Feuchte bei etwa 13,2 °C gerade noch gelöst werden. Eine weitere Temperaturabnahme hat die Unterschreitung der 100%-Linie zur Folge. Das Wasser würde kondensieren. Würde also in diesem Raum mit 20 °C Lufttemperatur eine kühle Fläche mit nur 13 °C Oberflächentemperatur geboten, so würde an dieser Fläche die Feuchte als Tau auftreten.
Spielerei oder seriöser Hintergrund?
Die Möglichkeiten etwas aus dem Mollier-Diagramm zu lesen sind äußerst vielfältig. Viele Prozesse und Erkenntnisse lassen sich anschaulich erklären, hat man das Prinzip der Darstellung erstmal erfasst. Die genannten Effekte aus dem täglichen Leben lassen sich als Prozess nun einfacher beschreiben. Ein Beispiel ist das Ausatmen bei niedriger Umgebungstemperatur. Beim Ausatmen hat Körperwärme die Atemluft auf rund 34 °C erwärmt. Die in der Atemluft enthaltene Feuchte wird bei warmer Umgebung meist einfach aufgelöst, da warme Luft große Mengen an Feuchte aufnehmen kann (z. B. bei 20 °C bis 15,6 g/kg). Wird in kalter Umgebung ausgeatmet, so kondensiert die in der Atemluft enthaltene Feuchte kurzfristig, da kalte Luft nur wenig Feuchte aufnehmen kann. Beispielsweise kann Luft von minus 5 °C maximal (bei 100%) 2,7 g/kg Feuchte aufnehmen.
Die Fortsetzung der Auseinandersetzung mit Luft ist für die Berufspraxis des Anlagenmechanikers obligatorisch notwendig. Zum einen schreien die mittlerweile sehr dichten Neubauten nach Lüftung um ihre Bewohner vor dem Erstickungstod zu retten oder sie zumindest nicht ihrem eigenen Mief zu überlassen. Auch die immer stärker auftretenden Fälle von Schimmelbildung haben mit dem Thema Luft und insbesondere Lüftung zu tun.
