Författare: Myconds tekniska avdelning
Föreställ dig en het sommardag i Stockholm. Du tar ut ett glas kallt vatten ur kylskåpet, och efter några minuter märker du att utsidan av glaset täcks av vattendroppar. Var kommer de ifrån? Denna enkla situation illustrerar perfekt de fenomen som psykometrin studerar.
Psykrometri är läran om egenskaper och beteende hos fuktig luft, en slags ”bruksanvisning” för blandningen av luft och vattenånga. För ingenjörer inom värme, ventilation och luftkonditionering (HVAC) är förståelsen av ventilation lika grundläggande som matematik för en revisor.
Detta kunskapsområde hjälper till att lösa många praktiska uppgifter: hur mycket vatten som kondenserar på kylaggregat i en stormarknad i Malmö, vilken temperatur och fuktighet som är mest komfortabla för ett kontor i Göteborg, varför det är så torrt i lägenheter i Uppsala på vintern att läpparna spricker, hur man förhindrar mögel i badrum i Norrköping, eller hur mycket energi som krävs för att avfukta luft vid en läkemedelsproduktion i Linköping.
Sju nyckelparametrar för fuktig luft
För att helt beskriva luftens tillstånd behöver en HVAC-ingenjör känna till flera nyckeleegenskaper. Föreställ dig ett kilogram luft i en osynlig låda, taget från ett typiskt bostadsrum i Sverige: temperatur 21°C, relativ fuktighet 50%. Låt oss gå igenom de viktigaste parametrarna som kännetecknar denna luft.
Torrtemperatur (Dry Bulb Temperature)
Det är den vanliga lufttemperaturen som vi mäter med en vanlig termometer. Betecknas t eller T, mäts i °C. När vi säger ”det är +21°C i rummet” avser vi just torrtemperaturen. I ett psykrometriskt diagram är detta den horisontella axeln längst ned, där temperaturen ökar från vänster till höger.
Praktisk betydelse: den grundläggande parametern för termisk komfort. Invånare i Sverige mår bäst vid 20–24°C på vintern och 23–26°C på sommaren.
Relativ fuktighet (Relative Humidity)
Det är andelen av den maximalt möjliga mängden vatten som luften kan hålla vid en given temperatur. Namnet ”relativ” betyder att denna parameter beror på temperaturen — vilket ofta leder till missförstånd. Betecknas RH eller φ, mäts i %.
För att förstå detta kan man använda en svamp som exempel: vid 21°C rymmer svampen maximalt 100 godtyckliga enheter vatten (100% fuktighet). Om den för närvarande innehåller 50 enheter — är det 50% RH. Om du värmer svampen till 30°C kan den rymma 200 enheter, men mängden vatten i den är fortfarande 50, så RH blir nu 50/200 = 25%.
Det är därför det är så torrt inomhus i Sverige på vintern: när kall uteluft (-5°C, 80% RH) kommer in i huset och värms upp till 21°C faller den relativa fuktigheten till 15–20%.
Fukthalt (Humidity Ratio)
Detta är den faktiska mängden vattenånga i gram per kilogram torr luft. Betecknas d eller w eller x, mäts i g/kg. Till skillnad från relativ fuktighet beror fukthalten inte på temperaturen — det är en absolut storhet.
I vårt rumsexempel: temperatur 21°C, RH 50%, fukthalt 7,8 g/kg. Det betyder att 1 kg torr luft innehåller 7,8 g vattenånga. Om denna luft värms till 30°C förblir fukthalten densamma — 7,8 g/kg, men den relativa fuktigheten minskar till cirka 27%.
Praktisk tillämpning: beräkning av vatten som ska avlägsnas med en avfuktare. Formel: Mängd vatten (kg/h) = Luftflöde (kg/h) × Skillnad i fukthalt (g/kg) / 1000. Exempel: vid ett flöde på 1000 kg/h, ingående fukthalt 12 g/kg och utgående 4 g/kg, avlägsnad fukt = 1000 × (12–4) / 1000 = 8 kg/h.
Daggpunktstemperatur (Dew Point Temperature)
Det är den temperatur till vilken luften måste kylas för att bli mättad (100% RH) och fukt börjar kondensera. Betecknas Td, mäts i °C.
Åter till exemplet med glaset kallt vatten: när glasytans temperatur sjunker under rummets daggpunkt börjar vattenånga att kondensera på glaset och bilda droppar.
I vårt exempel: luft 21°C, 50% RH, 7,8 g/kg — har en daggpunkt på +10°C. Det betyder att fukt kommer att kondensera på alla ytor med en temperatur på +10°C eller lägre (t.ex. ett kallt rör).
För HVAC-ingenjörer är förståelsen av daggpunkten avgörande för att förhindra kondens på fönster, i väggar och andra byggnadsdelar i svenskt klimat.
Ångtryck (Vapor Pressure)
Det är det partiella tryck som vattenångans molekyler utövar i luften. Betecknas pv, mäts i Pa eller kPa. Fysikalisk innebörd: varje vattenmolekyl ”trycker” på omgivningen, och ju fler molekyler, desto högre ångtryck.
I vårt exempel: fukthalt 7,8 g/kg motsvarar ett ångtryck på 1240 Pa eller 1,24 kPa. Denna parameter är viktig för att förstå fuktdiffusion genom material: fukt rör sig från områden med högt ångtryck till lågt, ungefär som luft från ett punkterat däck.
Entalpi (Enthalpy)
Detta är luftens totala energi, som inkluderar luftens egna värmeinnehåll (sensibel värme) och värme som åtgår för att förånga vatten (latent värme). Betecknas h eller i, mäts i kJ/kg.
För att värma luft från 0°C till 21°C krävs energi (sensibel värme), och för att förånga 7,8 g vatten krävs ytterligare energi (latent värme). Entalpi = sensibel värme + latent värme.
I vårt exempel: temperatur 21°C, fukthalt 7,8 g/kg, entalpi 41 kJ/kg, varav sensibel värme cirka 21 kJ/kg och latent värme cirka 20 kJ/kg.
Praktisk tillämpning: beräkning av kylbelastning enligt formeln: Kylkapacitet (kW) = Luftflöde (kg/s) × Skillnad i entalpi (kJ/kg).
Våtbulbstemperatur (Wet Bulb Temperature)
Det är temperaturen som en termometer visar när den är omlindad med en fuktig väv genom vilken luft passerar. Betecknas Tw, mäts i °C. Vatten från väven avdunstar och tar upp värme, vilket kyler termometern. Ju torrare luft — desto intensivare avdunstning och desto lägre våtbulbstemperatur.
I vårt exempel: torrtemperatur 21°C, RH 50%, våtbulbstemperatur 15°C.
Denna parameter är särskilt viktig för system med avdunstningskylning, som kan fungera effektivt i vissa delar av Sverige under sommaren.
Psykrometriskt diagram — kartan över fuktig luft
Alla sju parametrar vi har gått igenom hänger nära samman. Det psykrometriska diagrammet (även känt som Mollierdiagram) är ett grafiskt verktyg som tydligt visar alla dessa samband samtidigt.
Grundregeln för användning: om två valfria parametrar är kända kan alla andra bestämmas. Om vi till exempel vet T=21°C och RH=50% så hittar vi 21°C på den horisontella axeln, drar en lodrät linje uppåt, hittar skärningen med linjen för 50% RH, och denna punkt ger oss alla andra parametrar: d=7,8 g/kg, Td=10°C, h=41 kJ/kg, Tw=15°C.
Praktiska exempel för HVAC-ingenjörer
Låt oss titta på några typiska uppgifter som HVAC-ingenjörer stöter på i Sverige.
Kylning och avfuktning av luft med luftkonditionering
Uppgift: uteluft 32°C med relativ fuktighet 70% ska kylas till 18°C.
Enligt det psykrometriska diagrammet bestäms startparametrarna: fukthalt d₁=21 g/kg, entalpi h₁=85 kJ/kg, daggpunkt Td₁=26°C.
När luften passerar genom förångaren i luftkonditioneringen med en yttemperatur på +8°C kyls luften först utan att fukthalten ändras. När den når daggpunkten (26°C) börjar kondensation. Därefter sker kylningen längs mättnadslinjen med konstant relativ fuktighet 100%.
Vid ett luftflöde på 1000 m³/h (≈1200 kg/h) blir kondensmängden 1200 × (21–6,5) / 1000 = 17,4 kg/h eller 17,4 liter vatten per timme.
Varför det är torrt i lägenheter på vintern
Vinterscenario i Stockholm: utomhus -5°C och relativ fuktighet 80%, denna luft kommer in i lägenheten via ventilationen och värms upp till 21°C.
Utomhusluften har en fukthalt på bara 2,2 g/kg. Vid uppvärmning ändras inte denna fukthalt, men den relativa fuktigheten sjunker till 14% — avsevärt under den komfortabla nivån.
För att höja den relativa fuktigheten till bekväma 45% måste cirka 4,8 g vatten tillsättas per kilogram luft. Vid typisk ventilation innebär detta att man behöver tillföra ungefär 7 liter vatten per dygn!
Avfuktning med desikant
För en läkemedelsproduktion i Uppsala krävs luft med daggpunkt -10°C vid temperatur 21°C. Enligt diagrammet ser vi att fukthalten måste vara d=1,6 g/kg vid relativ fuktighet RH=15%.
Sommartid kan tilluften ha temperatur 28°C med relativ fuktighet 65%, vilket motsvarar en fukthalt på 15,5 g/kg.
För att uppnå de nödvändiga parametrarna räcker inte en vanlig luftkonditionering, eftersom luften då skulle behöva kylas till -10°C, vilket skulle leda till isbildning på värmeväxlaren. Därför används en kanalavfuktare/sorptionsavfuktare som kan arbeta vid i princip vilken temperatur som helst.
Vanliga frågor om psykrometri
Vad är psykrometri med enkla ord?
Det är läran som studerar egenskaperna hos blandningen av luft och vattenånga och de processer som sker i den.
Varför visar relativ fuktighet inte den verkliga mängden vatten i luften?
Därför att det är en relativ storhet som beror på temperaturen. Vid samma mängd vatten i luften men olika temperaturer kommer den relativa fuktigheten att vara olika.
Hur bestämmer man snabbt daggpunkten?
Man kan använda en förenklad formel: Td ≈ T - ((100 - RH) / 5). Till exempel, vid T=21°C och RH=50% blir daggpunkten Td ≈ 21 - ((100–50)/5) = 11°C.
Vad är skillnaden mellan sensibel och latent värme?
Sensibel värme orsakar temperaturförändring, medan latent värme hänger samman med vattnets fasövergångar (avdunstning/kondensering) utan temperaturförändring.
Slutsatser — varför en HVAC-ingenjör behöver psykrometri
Psykrometri är inte en abstrakt teori, utan ett praktiskt verktyg som hjälper HVAC-ingenjörer i Sverige att lösa verkliga uppgifter:
1. Systemprojektering — noggrann dimensionering av utrustning för kylning, avfuktning och befuktning av luft.
2. Energibesparing — optimering av luftbehandlingsprocesser, utnyttjande av frikyla och värmeåtervinning.
3. Förebyggande av problem — undvikande av kondens, nedisning av konstruktioner, mögeltillväxt och korrosion.
4. Komfortsäkring — skapa optimala förhållanden för människor, bevara material och uppfylla tekniska krav.
Grundregeln: för att fullständigt bestämma luftens tillstånd räcker det att känna till två parametrar, och alla andra kan bestämmas med hjälp av det psykrometriska diagrammet. Förståelsen av dessa principer gör det möjligt för ingenjörer att skapa effektiva och komfortabla luftkonditioneringssystem som uppfyller de stränga kraven i det svenska klimatet.
