Mischluft-Rechner

Ein Mischluft-Rechner beschreibt, was passiert, wenn zwei Luftströme zusammentreffen und einen gemeinsamen Zustand erreichen. Das ist eine häufige Aufgabe in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik. Ein Luftbehandlungsgerät kann kühle Außenluft vor einem Heiz- oder Kühlregister mit warmer Rückluft mischen. Auch in der Meteorologie werden Luftpakete kombiniert, um Temperatur und Feuchtezustand einer Mischschicht abzuschätzen. Da feuchte Luft aus trockener Luft und Wasserdampf besteht, ist eine einfache Mittelung von Temperatur und relativer Feuchte physikalisch nicht korrekt. Der Rechner wandelt zunächst jedes Paar aus Temperatur und relativer Feuchte in einen Feuchtegehalt um. Der Sättigungsdampfdruck wird mit einer üblichen Exponentialkorrelation geschätzt, der tatsächliche Dampfdruck aus der relativen Feuchte bestimmt und der Feuchtegehalt als Kilogramm Wasserdampf pro Kilogramm trockener Luft berechnet. Anschließend wird die Enthalpie jedes feuchten Luftstroms ermittelt. Feuchtegehalt und Enthalpie werden mit dem Trockenluft-Massenstrom gewichtet gemittelt. Ein Strom mit doppelt so viel trockener Luft erhält somit das doppelte Gewicht im Endzustand. Aus dem kombinierten Feuchtegehalt und der Enthalpie wird die Misch-Trockenkugeltemperatur zurückgerechnet. Die relative Mischluftfeuchte folgt aus dem resultierenden Dampfdruck und dem Sättigungsdruck bei dieser Temperatur. Diese Energie- und Feuchtebilanz ist genauer als getrennte Mittelwerte von Temperaturen und Feuchteprozenten. Der angezeigte Feuchtegehalt wird in Gramm Wasser pro Kilogramm trockener Luft umgerechnet, die Enthalpie in Kilojoule pro Kilogramm trockener Luft angegeben. Es wird angenommen, dass sich alle Ströme bei gleichem Luftdruck adiabatisch mischen, ohne Kondensation, Oberflächenverdunstung, Ventilatorwärme oder äußeren Wärmeaustausch. Überschreitet das theoretische Ergebnis die Sättigung, kann in realen Anlagen Kondensat entstehen. Der Endzustand erfordert dann eine Energiebilanz für gesättigte Luft und flüssiges Wasser. Für hohe Genauigkeit sollten die Eingaben Trockenluft-Massenströme statt Gesamtmassenströme feuchter Luft darstellen. Bei gewöhnlichen Innenraumbedingungen ist der Zahlenunterschied klein, technische Spezifikationen sollten aber eine einheitliche Basis verwenden. Verwenden Sie nahe Meereshöhe den Standardluftdruck 101.325 kPa oder für höhere Lagen und Wetteranalysen einen gemessenen lokalen Stationsdruck. Das Ergebnis ist hilfreich für Außenluftstudien, Economizer-Regelung, Nachströmluftanlagen, Ersatz für Laborabluft, Trocknungsprozesse und psychrometrische Lernaufgaben. Es liefert eine nachvollziehbare erste Schätzung, die mit einem h-x-Diagramm oder einer detaillierten HLK-Simulation verglichen werden kann.