Overslaan naar inhoud
Psychrometrie
Open Mollier tool Open Psychro tool Terug naar toolbox

Psychrometrisch diagram lezen

Deze uitleg hoort bij de Mollier/Psychro-tool. De tool gebruikt dezelfde psychrometrische berekening voor beide diagramweergaven. Je gebruikt deze pagina om invoervelden, lijnen, luchtpunten en processen in de tool correct te interpreteren.

Waarvoor gebruik je dit diagram?

In de praktijk gebruik je het psychrometrisch diagram om luchtcondities, processen, vermogens en vochtbalansen te beoordelen.

  • een luchtconditie bepalen uit temperatuur, relatieve vochtigheid en luchtdruk;
  • vochtgehalte, dauwpunt, enthalpie, luchtdichtheid en specifiek volume bepalen;
  • verwarmen, koelen, bevochtigen, ontvochtigen, mengen en warmteterugwinning volgen;
  • vermogens en vochtbalansen controleren.

Wat staat er in het diagram?

Elk punt in het diagram beschrijft een luchttoestand. Meestal begin je met drogeboltemperatuur en relatieve vochtigheid. De tool berekent daaruit onder andere dauwpunt, vochtgehalte, enthalpie, luchtdichtheid en specifiek volume.

Mollier of Psychro

In het Mollier h-x diagram staat het vochtgehalte horizontaal bovenaan en de temperatuur verticaal links. In de psychrometrische weergave staat temperatuur horizontaal onderaan en vochtgehalte verticaal rechts. De rekentool gebruikt dezelfde berekening voor beide weergaven.

Luchtdruk en hoogte

Bij psychrometrische berekeningen hoort altijd een luchtdruk. Standaard wordt vaak gerekend met 101,325 kPa op zeeniveau. Op grotere hoogte daalt de luchtdruk, waardoor vochtgehalte, enthalpie, luchtdichtheid en specifiek volume veranderen.

Invoer in de tool

Kies een combinatie die overeenkomt met de meetgegevens die je werkelijk hebt. De tool kan een luchtpunt bepalen uit drogeboltemperatuur met relatieve vochtigheid, dauwpunt, natteboltemperatuur, vochtgehalte of enthalpie.

Hoogte of luchtdruk

Controleer in de tool de ingestelde hoogte of luchtdruk. Vooral bij installaties op grotere hoogte kunnen berekende waarden merkbaar afwijken van standaard zeeniveauwaarden.

Luchtstroom en droge-luchtmassa

Controleer de luchtvolumestroom of massastroom. Vermogens en vochtbalansen worden berekend op basis van de droge-luchtmassastroom.

Vaste luchtdichtheid

Gebruik je vaste luchtdichtheid, dan reken je met een industriële vereenvoudiging. Zet je deze optie uit, dan rekent de tool met de werkelijke luchtdichtheid van de luchtconditie.

Belangrijkste lijnen

Drogeboltemperatuur [°C]

De drogeboltemperatuur is de luchttemperatuur gemeten met een droge thermometer. In de grafiek lees je die af op de temperatuuras.

Vochtgehalte [g water/kg droge lucht]

Het vochtgehalte X is g water per kg droge lucht. Daardoor blijft X geschikt voor massabalansen; g/m³ verandert mee met temperatuur en luchtdichtheid.

Relatieve vochtigheid [%]

Relatieve vochtigheid is de verhouding tussen actuele waterdamp en de verzadigingswaarde van waterdamp bij dezelfde temperatuur en druk. Bij 100% RV is de lucht verzadigd. Bij verwarmen zonder vocht toe te voegen daalt de RV; bij koelen tot onder het dauwpunt ontstaat condensatie.

Dauwpunt [°C]

Het dauwpunt vind je vanaf het luchtpunt bij hetzelfde vochtgehalte tot aan de verzadigingslijn. Die lijn is de 100% RV-lijn: daar is de lucht verzadigd en kan bij verdere afkoeling condensatie ontstaan.

Natteboltemperatuur [°C]

De natteboltemperatuur is de temperatuur die hoort bij verdampend koelen. Bij adiabatische bevochtiging beweegt het proces ongeveer langs deze richting.

Enthalpie [kJ/kg droge lucht]

Enthalpie is een maat voor de totale energie van vochtige lucht per kg droge lucht. In luchtbehandeling gebruik je vooral enthalpieverschillen.

Procesvoorbeelden & uitleg

Kies het luchtproces:

Verwarmen

Voorbeeld: lucht van 20 °C en 50% RV wordt verwarmd naar 30 °C zonder vochttoevoeging.

Wat gebeurt er in het diagram? De proceslijn loopt naar een hogere drogeboltemperatuur. Als er geen vocht wordt toegevoegd of afgevoerd, blijft het vochtgehalte X gelijk en daalt de relatieve vochtigheid.

  1. Bepaal het beginpunt, 20 °C en 50% RV.
  2. Ga naar een hogere temperatuur bij hetzelfde vochtgehalte X.
  3. Lees de nieuwe RV en het enthalpieverschil af.

Let op in de praktijk: gebruik ΔH voor het verwarmingsvermogen. De RV daalt, waardoor de lucht droger kan aanvoelen terwijl X gelijk blijft.

Waar zie je dit? Bij een naverwarmer, elektrische verwarmer of warmwaterbatterij zonder bevochtiging.

Koelen

Kies eerst of de lucht boven het dauwpunt blijft, of dat de koeler condensatie en ontvochtiging veroorzaakt.

Voorbeeld: lucht van 26 °C en 50% RV wordt gekoeld naar 20 °C zonder condensatie.

Wat gebeurt er in het diagram? De drogeboltemperatuur daalt, maar het vochtgehalte X blijft gelijk. Er wordt geen water uit de lucht gehaald.

  1. Volg het proces vanaf P1 naar lagere temperatuur.
  2. Controleer dat het eindpunt boven het dauwpunt blijft.
  3. Lees vooral ΔT en het voelbare koelvermogen af.

Let op in de praktijk: dit is alleen volledig droog koelen zolang het batterijoppervlak en de lucht bij de batterij niet onder het dauwpunt komen.

Voorbeeld: lucht van 26 °C en 60% RV wordt door een koelbatterij richting circa 14 °C gekoeld. In dit voorbeeld is de koelbatterij verdeeld in 16 rekenstappen; het koelwater warmt daarbij op van 6 naar 10 °C.

Wat gebeurt er in het diagram? De volle lijn verbindt het berekende begin- en eindpunt. De gestreepte lijn toont het gezoneerde koelbatterijmodel: per zone wordt de batterij-oppervlaktetemperatuur bepaald. Condensatie ontstaat wanneer die lokale oppervlaktetemperatuur onder het dauwpunt van de passerende lucht komt.

  1. Gebruik de volle lijn om begin- en eindconditie snel te vergelijken.
  2. Gebruik de gestreepte lijn om te zien hoe de lucht door de batterij stap voor stap afkoelt en ontvochtigt.
  3. Gebruik het verschil in X voor de condensaat- of vochtbalans.

Let op in de praktijk: in een echte koelbatterij kan al lokaal ontvochtiging ontstaan voordat de gemiddelde uittredelucht volledig verzadigd lijkt, omdat het batterijoppervlak kouder is dan de lucht.

Bevochtigen

Bij bevochtigen neemt het vochtgehalte X toe. De temperatuurverandering hangt af van de bevochtigingsmethode.

Voorbeeld: lucht van 22 °C en 30% RV wordt adiabatisch bevochtigd naar circa 17 °C bij ongeveer gelijke enthalpie.

Wat gebeurt er in het diagram? Water verdampt in de lucht. Daardoor stijgt X en daalt Tdb meestal; de enthalpie blijft ongeveer gelijk. Daarom wordt dit in de praktijk ook adiabatisch koelen genoemd.

Let op in de praktijk: controleer of de gewenste RV haalbaar is zonder te dicht bij verzadiging te komen.

Voorbeeld: lucht van 22 °C en 30% RV krijgt ongeveer 5 g/kg droge lucht extra vocht via stoombevochtiging.

Wat gebeurt er in het diagram? Bij stoombevochtiging stijgen zowel het vochtgehalte X als de enthalpie. De drogeboltemperatuur blijft vaak gelijk of stijgt licht, afhankelijk van de stoomconditie en menging.

Let op in de praktijk: gebruik ΔX voor het benodigde waterdebiet en ΔH voor het effect op de energiebalans.

Waar zie je dit? Bij luchtbevochtigers, stoomlansen en adiabatische bevochtiging in een luchtbehandelingskast.

Mengen

Bij mengen wordt gerekend op basis van droge-luchtmassastromen. Daardoor klopt de mengverhouding ook wanneer de twee luchtstromen een andere dichtheid hebben.

Voorbeeld: 70% retourlucht van 22 °C en 45% RV mengt met 30% buitenlucht van 5 °C en 80% RV.

Wat gebeurt er in het diagram? Als de verbindingslijn tussen beide luchtpunten binnen het geldige gebied blijft, ligt het mengpunt op die lijn. De positie wordt bepaald door de verhouding tussen de droge-luchtmassastromen. De twee luchtpunten zijn bijvoorbeeld retourlucht en buitenlucht.

  1. Bepaal luchtpunt A en luchtpunt B.
  2. Reken de volumestromen om naar droge-luchtmassastroom, indien nodig met de werkelijke dichtheid.
  3. Lees het mengpunt op de verbindingslijn tussen beide punten.

Let op in de praktijk: rekenen met alleen volumestromen kan afwijken wanneer de dichtheden van de luchtstromen sterk verschillen.

Voorbeeld: 50% koude lucht van -10 °C en 90% RV mengt met 50% warme vochtige lucht van 28 °C en 80% RV.

Wat gebeurt er in het diagram? Bij zeer koude lucht gemengd met warme vochtige lucht kan de mengberekening boven de verzadigingslijn uitkomen. Boven de verzadigingslijn kan de berekende hoeveelheid waterdamp niet volledig in de lucht blijven, waardoor condensatie ontstaat.

  1. De tool rekent de menging uit op basis van droge-luchtmassastroom, vochtgehalte X en enthalpie H.
  2. Komt de combinatie boven 100% RV uit, dan wordt het eindpunt op de verzadigingslijn gezocht bij dezelfde enthalpie.
  3. Het water dat niet als damp kan blijven bestaan, wordt als condensaat, mist of bij vorst als ijs/rijp weergegeven.

Let op in de praktijk: de werkelijke eindtemperatuur kan hoger liggen dan het simpele temperatuurgemiddelde, omdat condensatie latente warmte vrijmaakt.

Warmteterugwinning

Een droge WTW verandert de temperatuur. Een enthalpiewiel of hygroscopisch wiel kan daarnaast vocht overdragen.

Voorbeeld: buitenlucht van -10 °C en 80% RV wordt met 80% warmterendement richting retourlucht van 22 °C en 45% RV voorverwarmd.

Wat gebeurt er in het diagram? Bij droge WTW verandert de temperatuur; het vochtgehalte X blijft in principe gelijk. Procesmatig werkt dit als verwarmen of koelen zonder vochtverandering.

  1. Bepaal het buitenluchtpunt als beginpunt.
  2. Gebruik de retourlucht als referentie voor de beschikbare warmte.
  3. Pas het warmterendement toe en lees het nieuwe toevoerluchtpunt af.

Waar zie je dit? Bij platenwisselaars, heatpipes, twin-coilsystemen en droge warmtewielen.

Voorbeeld: buitenlucht van -10 °C en 80% RV wordt richting retourlucht van 22 °C en 45% RV verschoven, met warmte- en vochtoverdracht.

Wat gebeurt er in het diagram? De buitenlucht beweegt richting de retourluchtconditie: zowel Tdb als X veranderen.

  1. Bepaal het buitenluchtpunt en het retourluchtpunt.
  2. Pas het warmterendement toe voor temperatuurverandering.
  3. Pas het vochtrendement toe voor verandering van X.

Let op in de praktijk: niet elke WTW draagt vocht over. Gebruik deze variant alleen voor hygroscopische wielen of enthalpiewielen.

Specifiek eindpunt

Voorbeeld: beginpunt 20 °C en 50% RV, opgegeven eindpunt 18 °C en 60% RV.

Wat gebeurt er in het diagram? Gebruik een specifiek eindpunt wanneer je de eindconditie al kent en vooral het verschil met de startconditie wilt beoordelen. Een luchtpunt ligt pas vast met twee onafhankelijke waarden.

  1. Bepaal het beginpunt.
  2. Vul twee bekende waarden van het eindpunt in.
  3. Lees ΔT, ΔX, ΔH, vermogen en vochtbalans af.

Let op in de praktijk: de combinatie moet fysisch mogelijk zijn, dus niet boven 100% RV. De tool gebruikt dit vooral om verschillen tussen twee bekende luchtcondities te beoordelen.

Vermogen en vochtbalans

Voor vermogensberekeningen vergelijk je meestal de enthalpie vóór en na een proces. Het enthalpieverschil, vermenigvuldigd met de droge-luchtmassastroom, geeft het verwarmings- of koelvermogen. Voor bevochtigen of ontvochtigen vergelijk je het verschil in vochtgehalte X.

Symbolen en eenheden

Deze afkortingen komen terug in de grafiek, tabellen en export.

  • TdbDrogeboltemperatuur [°C]
  • TwbNatteboltemperatuur [°C]
  • TdewDauwpunttemperatuur [°C]
  • XVochtgehalte of mengverhouding [g water/kg droge lucht]
  • HEnthalpie [kJ/kg droge lucht]
  • RVRelatieve vochtigheid [%]
  • ρLuchtdichtheid [kg/m³ vochtige lucht]
  • vSpecifiek volume [m³/kg droge lucht]
  • PvWaterdampdruk [Pa]
  • pTotale luchtdruk [kPa]
  • qvLuchtvolumestroom [m³/h]
  • ṁdaMassastroom droge lucht [kg/h]

Rekenmodel achter de tool

De tool rekent met gangbare psychrometrische relaties voor vochtige lucht. De formules hieronder laten zien welke grootheden aan elkaar gekoppeld zijn en welke aannames in de achtergrondberekening zitten.

Druk, verzadiging en vochtgehalte

De luchtdruk wordt uit de ingestelde hoogte bepaald met de standaardatmosfeer. De verzadigingsdampdruk van waterdamp wordt benaderd met de Magnus-Tetens relatie. Daaruit volgen de actuele waterdampdruk en het vochtgehalte.

Pv = RV / 100 · Pws(T)

X = 0,62197 · Pv / (p - Pv)

In deze formules staan p, Pv en Pws in kPa. In de tabel wordt Pv omgerekend naar Pa en toont de tool X als g water/kg droge lucht. In de enthalpieformule gebruik je X als kg water/kg droge lucht.

Enthalpie, dichtheid en volume

Enthalpie wordt berekend als energie per kilogram droge lucht. Vermogen volgt uit het enthalpieverschil tussen twee luchtpunten en de droge-luchtmassastroom.

H ≈ 1,006 · T + X · (2501 + 1,86 · T)

Specifiek volume en luchtdichtheid worden met de ideale-gasbenadering voor vochtige lucht berekend. Staat vaste luchtdichtheid uit, dan verandert het luchtvolume mee met temperatuur, vochtgehalte en druk.

Nattebol, dauwpunt en processen

Het dauwpunt wordt gevonden via dezelfde waterdampdruk op de verzadigingslijn. De nattebolrichting wordt in het diagram benaderd als een constante-enthalpielijn naar de verzadigingslijn. Mengprocessen worden berekend op droge-luchtmassastromen; processtappen worden daarna als opeenvolgende luchtpunten doorgerekend.