Zuluftenthalpie

Die Zuluftenthalpie ist abhängig vom Auslegungsfall (Sommer oder Winter) und vom anzusetzenden Feuchtegehalt der Luft. Daraus ergeben sich neun mögliche Formeln für die Berechnung von hSUP [?!], die sich aber alle auf die folgende Form zurückführen lassen:

 
=·+·+·
Enthalpie feuchter Luft Wärmekapazität Luft Temperatur Wasser-
gehalt
 Verdampfungs-
wärme
 Wärmekapazität Wasserdampf Temperatur
 
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Zu untersuchen ist lediglich, welcher Wert für den Wasserdampfgehalt x einzusetzen ist. Dieser Wert ist abhängig von den Feuchteanforderungen der jeweiligen Gebäudezone. Nach DIN V 18599 gibt es drei Klassen von Feuchteanforderungen: ohne Anforderungen, Feuchteanforderungen mit Toleranz und Feuchteanforderungen ohne Toleranz. Für diese Klassen ist nach DIN V 18599-3, Anhang C jeweils ein zulässiger Feuchtebereich definiert:

Standardwerte für die Zuluftfeuchte (nach DIN V 18599-3, Anhang C, Tabelle C.1)
Feuchteanforderungxv,mech [g/kg]
untere Grenzeobere Grenze
ohne AnforderungenxODA [?!] xODA [?!]
mit Toleranzbereich6,010,0
ohne Toleranzbereich8,08,0

Im Auslegungsfall Winter entspricht der für die Berechnung der Zuluftenthalpie anzusetzende Wasserdampfgehalt x jeweils der unteren Grenze, im Sommer ist x bei hinreichend hohen Temperaturen gleich dem oberen Grenzwert. Wird eine bestimmte Temperatur (= Taupunkttemperatur) unterschritten, so fällt Tauwasser aus und der absolute Wasserdampfgehalt der Luft wird geringer. Er kann nun nach der folgenden Formel berechnet werden:

 
=
Zuluft-Wasserdampfgehalt Wasserdampfsättigungsdruck
 
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Der Wasserdampfsättigungsdruck pS kann - für den Wertebereich von 0,01 C bis 80 C - vereinfacht wie folgt berechnet werden:

 
=
Wasserdampfdruck Zulufttemperatur
 
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Die Zuluft kann eine maximale relative Luftfeuchtigkeit von Φ = 100 % nicht überschreiten, deswegen fällt bei Erreichen oder Unterschreiten der Sättigungslinie [?!] Tauwasser aus. Diese wird, je nach absolutem Wasserdampfgehalt der Luft, bei unterschiedlichen Temperaturen erreicht. Diese sind:

  • für 12 g/kg (keine Feuchteanforderungen): θ = 16,62 C oder pS(θ) = 1892 Pa
  • für 10 g/kg (Feuchteanforderungen mit Toleranz): θ = 15,23 C oder pS(θ) = 1737 Pa
  • für 8 g/kg (Feuchteanforderungen ohne Toleranz): θ = 10,49 C oder pS(θ) = 1269 Pa

Verlauf des anzusetzenden Wasserdampfgehaltes x im Auslegungsfall Sommer in Abhängigkeit von der Temperatur

Die Zuluftenthalpie selbst ist im Auslegungsfall Sommer für Gebäudezonen, die Feuchteanforderungen haben, auch noch einmal gedeckelt. Für Feuchteanforderungen mit Toleranzbereich gilt hSUP,So,max = 44,1 kJ/kg, für Feuchteanforderungen ohne Toleranzbereich gilt hSUP,So,max = 31,6 kJ/kg. Man halte sich vor Augen, dass stärker gekühlte Luft im Sommer natürlich eine geringere Enthalpie aufweist als warme Außenluft. Deswegen wird die benötigte Kühlleistung umso höher, je tiefer man die Zuluftenthalpie ansetzt.

Darstellung der zulässigen Wertebereiche im h,x-Diagramm

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