Mollier-h,x-Diagramm: der komplette Leitfaden für TGA-Planer

Das Mollier-h,x-Diagramm ist ein grafisches Werkzeug zur Berechnung und Visualisierung von Zuständen feuchter Luft. TGA-Planer erkennen darin auf einen Blick Temperatur, Wassergehalt, Enthalpie und relative Luftfeuchtigkeit – und lassen sich jeden Prozess der Luftaufbereitung (Erwärmung, Kühlung, Befeuchtung und deren Kombinationen) einzeichnen.

Was das Mollier-Diagramm ist

Das Mollier-Diagramm (auch h,x-Diagramm oder i,x-Diagramm) stellt die thermodynamischen Zustände feuchter Luft in einem zweidimensionalen, schiefwinkligen Koordinatensystem dar:

• x-Achse (waagerecht) – Wassergehalt der Luft $x$ [g/kg tr. L.] – die Masse an Wasserdampf je 1 kg trockener Luft
• h-Achse (schief) – Enthalpie der feuchten Luft $h$ [kJ/kg tr. L.] – der gesamte Wärmeinhalt

Das Diagramm ist schiefwinklig (nicht rechtwinklig) aufgebaut, damit sich die Isolinien konstanter Temperatur und konstanter Enthalpie nicht überlagern und leicht abzulesen sind.

Die wichtigsten Isolinien im Diagramm

Isolinie	Symbol	Physikalische Größe
Temperatur	$ϑ$	Trockenkugeltemperatur [°C]
Enthalpie	$h$	Enthalpie [kJ/kg]
Wassergehalt	$x$	Wassergehalt der Luft [g/kg tr. L.]
Relative Luftfeuchtigkeit	$\varphi$	Relative Luftfeuchtigkeit [%]
Sättigungslinie	$\varphi$ = 100 %	Sättigungsgrenze der Luft (auf ihr liegt der Taupunkt)

Wie man das Diagramm liest

Jeder Luftzustand wird im Diagramm durch einen Punkt dargestellt. Aus diesem Punkt lassen sich ablesen:

1. Temperatur – aus der Isolinie t durch den Punkt
2. Wassergehalt – als Projektion auf die Achse x
3. Enthalpie – als Projektion auf die Achse h
4. Relative Luftfeuchtigkeit – näherungsweise aus der Lage zwischen den Isolinien φ = 0 % und φ = 100 %

Der Taupunkt ($ϑ_{τ}$) liegt stets auf der Sättigungslinie (φ = 100 %) beim selben Wert von $x$ wie der Ausgangszustand.

Die grundlegenden Prozesse der Luftaufbereitung

Erwärmung (sensible Erwärmung)

Eine senkrechte Gerade nach oben – der Wassergehalt x bleibt unverändert (konstantes x), Temperatur und Enthalpie steigen, die relative Luftfeuchtigkeit sinkt.

Typische Anwendung: Erhitzer (elektrisch oder wassergeführt) in der Zuluft.

Kühlung mit Entfeuchtung (cooling and dehumidification)

Eine nach links fallende Gerade – die Luft wird unter den Taupunkt gekühlt, Wasserdampf kondensiert. Temperatur, Enthalpie und Wassergehalt sinken.

Typische Anwendung: Kühler mit Lamellenwärmeübertrager (Kaltwasser- oder DX-Register).

Isenthalpe Befeuchtung (adiabate Befeuchtung)

Eine Gerade entlang der Isolinie konstanter Enthalpie schräg nach rechts unten. Die Temperatur sinkt, der Wassergehalt steigt – gilt für die Befeuchtung mit zerstäubtem Wasser oder für die adiabate Kühlung.

Isotherme Befeuchtung (isothermal humidification)

Eine waagerechte Gerade nach rechts bei konstanter Temperatur – der Wassergehalt steigt. Gilt für den Dampfbefeuchter (Sattdampf oder überhitzter Dampf).

Mischung zweier Luftströme

Der Zustand der Mischluft liegt auf der Verbindungsstrecke beider Eingangszustände – an der Stelle, die dem Massenverhältnis der beiden Ströme entspricht.

Wärmerückgewinnung (WRG)

Die Zuluft geht von Punkt 1 (Außenluft) in Punkt 2 (Luft nach dem WRG-Übertrager) über. Die aus dem Raum abgeführte Abluft kühlt bzw. erwärmt den Zuluftstrom parallel. Der Wirkungsgrad des Übertragers bestimmt, wie nah Punkt 2 am Austrittszustand der Abluft liegt.

Das Mollier-Diagramm in der Praxis: Beispiel einer Kaskade

Ein typisches RLT-Gerät im Winterbetrieb:

1. Außenluft (t = −15 °C, φ = 80 %) → Eintritt in die WRG
2. Nach der WRG (t = +5 °C) → sensible Erwärmung
3. Nach der Erwärmung (t = +20 °C) → Dampfbefeuchtung auf φ = 50 %
4. Zuluft in den Raum (t = +21 °C, φ = 50 %) → thermische Raumlast
5. Abluft (t = +26 °C, φ = 55 %) → zurück in die WRG

Diese gesamte Kette lässt sich als Folge verbundener Abschnitte im Mollier-Diagramm zeichnen – und genau das leistet PsychroView.

Normen und Genauigkeit der Berechnung

PsychroView berechnet die psychrometrischen Größen nach ASHRAE Fundamentals 2021, Chapter 1 (SI) mit den Hyland-Wexler-Gleichungen für den Sättigungsdampfdruck – in diesem Bereich ein hochgenaues Verfahren (Abweichungen gegenüber Referenzdaten in der Größenordnung von Hundertstel bis wenigen Prozent).

Die Auslegungsparameter für Raumluft und Lüftung stützen sich dabei auf DIN EN 16798-1 (Eingangsparameter für das Innenraumklima von Gebäuden) und DIN EN 16798-3 (Lüftung von Nichtwohngebäuden).

Diagramm nach europäischer Tradition vs. ASHRAE

Im deutschsprachigen Raum wird traditionell das Mollier-h,x-Diagramm in SI-Einheiten verwendet (schiefwinklige Koordinaten, Enthalpie auf der schiefen Achse). Im angelsächsischen Raum begegnet Ihnen das psychrometrische Diagramm (Carrier-Diagramm) in I-P- oder SI-Einheiten mit rechtwinkligen Koordinaten.

PsychroView unterstützt beide Darstellungen – das Umschalten erfolgt mit einem Klick.

Wie Sie mit PsychroView starten

1. Öffnen Sie die Anwendung – ohne Registrierung, kostenlos
2. Geben Sie die Bedingungen der Außenluft ein (Temperatur + relative Luftfeuchtigkeit)
3. Fügen Sie Aufbereitungsprozesse hinzu (Erwärmung, Kühlung, WRG …)
4. Exportieren Sie das Ergebnis als PDF oder DXF für den technischen Bericht

Häufige Fragen

Worin unterscheiden sich das Mollier- und das Carrier-Diagramm? Beide zeigen dieselben physikalischen Größen, sie unterscheiden sich in der Ausrichtung der Achsen. Das Mollier-Diagramm (h,x) hat schiefwinklige Koordinaten mit der Enthalpie auf der schiefen Achse – typisch für Mitteleuropa. Das Carrier-Diagramm (psychrometrisches Diagramm) hat rechtwinklige Koordinaten – typisch für die USA.

Muss ich den Wasserdampfpartialdruck kennen? Nein – es genügt, Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit einzugeben. PsychroView berechnet alle übrigen Größen automatisch.

Lässt sich das Diagramm für andere Drücke als 101 325 Pa verwenden? Ja – PsychroView erlaubt die Eingabe eines eigenen Barometerdrucks, was für Berechnungen in Höhenlagen erforderlich ist.

Wie viele Prozesse lassen sich gleichzeitig einzeichnen? Ohne Registrierung lassen sich zwei Prozesse einzeichnen. Nach der Registrierung können Sie mehr Prozesse verketten und den gesamten Luftkreislauf in einem Projekt abbilden.