Psychrometrie

Psychrometrie ist die Thermodynamik feuchter Luft — das Gebiet der Physik und Technik, das sich mit der Berechnung und Visualisierung der Zustandsgrößen eines Gemischs aus trockener Luft und Wasserdampf befasst.

Wichtige psychrometrische Größen

Größe	Symbol	Einheit
Trockenkugeltemperatur	$t$	°C
Feuchtkugeltemperatur	$t_{wb}$	°C
Taupunkttemperatur	$t_d$	°C
Relative Feuchte	φ	%
Wassergehalt	$x$ ($W$)	g/kg tr. L.
Enthalpie	$h$	kJ/kg tr. L.
Dichte der feuchten Luft	ρ	kg/m³
Barometrischer Druck	$p$	Pa

Physikalische Grundlage

Feuchte Luft wird als ideales Gemisch idealer Gase modelliert (Daltonsches Gesetz der Partialdrücke):

$$p = p_a + p_w$$

wobei $p_a$ der Partialdruck der trockenen Luft und $p_w$ der des Wasserdampfs ist.

Der Sättigungsdampfdruck $p_{ws}(t)$ wird nach den Hyland-Wexler-Gleichungen (ASHRAE) berechnet — halbempirischen Gleichungen mit sehr genauer Temperaturabhängigkeit im Bereich −100 °C bis +200 °C.

Das Mollier-Diagramm als Werkzeug der Psychrometrie

Historisch war das h–x-Diagramm (benannt nach Richard Mollier, 1923) ein Papierwerkzeug zum grafischen Lösen psychrometrischer Aufgaben. In der Mollier-Konvention ist die Wassergehalt-Achse waagerecht und die Enthalpie-Achse schräg (im ASHRAE-/Carrier-Psychrometrie-Diagramm sind beide vertauscht). Heute wird es von Rechenprogrammen — wie PsychroView — abgelöst, die genaue numerische Berechnung mit einem interaktiven Diagramm verbinden.

Referenznormen

• ASHRAE Handbook — Fundamentals (2021), Chapter 1 — Psychrometrics (SI und I-P) — die maßgebliche internationale Referenz
• EN 16798-1 — Energetische Bewertung von Gebäuden; Eingangsparameter für das Innenraumklima
• ISO 7730 — Ergonomie der thermischen Umgebung (PMV/PPD-Index)
• EN ISO 52016-1 — Energetische Bewertung von Gebäuden — Berechnung des Energiebedarfs für Heizung und Kühlung

Einsatz in der Ingenieurpraxis

Die Psychrometrie ist Grundlage für:

• Auslegung von RLT-Geräten (Luftvolumenströme, Kühl-, Heiz- und Befeuchterleistungen)
• Berechnung von Kondensation und Taupunkt in Bauteilen
• Bewertung der thermischen Behaglichkeit (PMV, PPD)
• Energiebilanz von Gebäuden
• Auslegung industrieller Trockner, Kammern und Prozessanlagen