Wie berechnet man die Abkühlung der Luft durch Wasserverdunstung?

Die Abkühlung der Luft durch die Verdunstung von Wasser wird als **adiabate Verdunstungskühlung** bezeichnet. Dabei entzieht das verdunstende Wasser der Luft Wärme (Verdunstungswärme), wodurch die Lufttemperatur sinkt. Die Berechnung erfolgt in mehreren Schritten:

**1. Bestimmung der Verdunstungsenthalpie (Verdampfungswärme):**
Die Verdunstungsenthalpie von Wasser beträgt bei 20 °C etwa 2.450 kJ/kg.

**2. Berechnung der aufgenommenen Wassermenge:**
Die Menge an Wasser, die verdunstet, hängt davon ab, wie viel die Luft noch aufnehmen kann. Das ergibt sich aus der Differenz zwischen der aktuellen und der maximal möglichen Wasserdampfmenge (Sättigungsdampfdruck).

**3. Energiegleichung:**
Die zum Verdunsten benötigte Energie wird der Luft entzogen, was zu einer Temperaturabsenkung führt. Die Gleichung lautet:

ΔT = (m_Wasser × h_v) / (m_Luft × c_p)

- ΔT: Temperaturabsenkung der Luft (K)
- m_Wasser: verdunstete Wassermenge (kg)
- h_v: Verdunstungsenthalpie (kJ/kg)
- m_Luft: Masse der Luft (kg)
- c_p: spezifische Wärmekapazität der Luft (ca. 1,005 kJ/kg·K)

**4. Beispielrechnung:**
Angenommen, 1 kg Wasser verdunstet in 1000 kg Luft:

ΔT = (1 kg × 2.450 kJ/kg) / (1000 kg × 1,005 kJ/kg·K)
ΔT ≈ 2,44 K

**5. Psychrometrische Berechnung:**
In der Praxis wird oft das psychrometrische Diagramm verwendet. Die Abkühlung entspricht der Differenz zwischen der aktuellen Lufttemperatur (Trockentemperatur) und der Feuchtkugeltemperatur. Die Feuchtkugeltemperatur ist die tiefste Temperatur, die durch Verdunstungskühlung erreicht werden kann.

**Zusammengefasst:**
Die Abkühlung der Luft durch Verdunstung von Wasser berechnest du, indem du die aufgenommene Wassermenge, die Verdunstungsenthalpie und die Wärmekapazität der Luft berücksichtigst. Für genaue Werte werden oft psychrometrische Tabellen oder Diagramme verwendet.