Solare Klimatisierung - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 636

im Verhältnis ihrer Anteile an der trockenen Luft aufgeteilt. Damit kann mit Hilfe der
Gl. (9.3) das Massenverhältnis x in ein Verhältnis der Partialdrücke des Wassers und der
Luft umgeschrieben werden und es ergibt sich (mit pV = mR S T und R L/D = spezielle Gas-
konstante von Luft bzw. Dampf):

= m D
m Luft

= R L

· p D R L · p D R L

x = = .

(9.4)

R D · p Luft R D · ( p atm − p D )

p atm
p D

R D · − 1

Mit der Definition der relativen Feuchte φ als das Verhältnis von Wasserdampfpartialdruck
und Sättigungsdruck p sat in der Form φ = p D / p sat ( T ) kann der Dampfdruck in Gl. (9.4)
durch die relative Feuchte eliminiert werden. Damit ist:

R L

x = .

p atm

(9.5)

R D · − 1

ϕ · p sat (T )

Neben der Temperatur wird zur Berechnung von x aus φ über die Gl. (9.5) der Sätti-
gungsdruck p sat ( T ) bei der gegebenen Temperatur benötigt. Der Sättigungsdampfdruck
für Wasserdampf kann mit Hilfe der Magnus-Formel berechnet werden (Grigull et al.
1990 ):

− 6094 . 46
T

− 2 ·

p sat (T ) = exp + 21 . 125 − 2 . 7245 · 10 T

(9.6)

T 2 + 2 . 4576 · ln T

+ 1 . 689 · [ Pas ] ,

in der die Temperatur T in Kelvin anzugeben ist und deren Gültigkeit zwischen −100 °C
und +100 °C liegt.
Die Beliebigkeit des Prozessverlaufes im Klimatisierungspfad erlaubt eine Vielfalt
möglicher Prozessführungen. Alle Teilprozesse lassen sich in zwei generelle Vorgänge
einteilen, Feuchte- und Temperaturkonditionierung. Dies soll beispielhaft anhand zweier
unterschiedlicher Klimatisierungsprozesse im h - x -Diagramm diskutiert werden, in der
Umgebungsluft ( T = 32 °C, x = 12 g/kg → φ = 0.4) auf einen Raumluftzustand ( T = 26 °C,
x = 10 g/kg → φ = 0.47) klimatisiert werden soll.
Im ersten Beispiel erfolgt die Kühlung und die Entfeuchtung lediglich über Kälte, wie es
das h - x -Diagramm in der Abb. 9.2 zeigt. Zur Entfeuchtung über Kälte wird die Luft vom
Ausgangszustand zunächst auf die zugehörige Sättigungstemperatur (oder Taupunktstem-
peratur T = 17 °C) abgekühlt. Anschließend erfolgt die Entfeuchtung und weitere Abküh-
lung entlang der Sättigungslinie ( φ = 1.0) durch Kältezufuhr bis zur gewünschten Feuchte.
Die angeforderte Raumtemperatur von T = 26 °C wird im letzten Schritt durch Erwärmung
mit Hilfe einer Nachheizung erzielt.
Bei der sorptionsgestützten Klimatisierung, deren Prozessführung die Abb. 9.3 im
h - x -Diagramm illustriert, erfolgt zunächst eine sorptive Entfeuchtung der Luft auf die ge-
wünschte Feuchte x . Hierbei erwärmt sich die Luft durch die Sorption auf ca. 39.5 °C. Im