對于空調(diào)專業(yè)人員來說，焓濕圖是一個重要的工具，無論是工程設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試，還是運行管理，都需要用到焓濕圖。

焓濕圖的應(yīng)用主要包括

1、確定空氣所處狀態(tài)

2、查找空氣狀態(tài)參數(shù)

3、分析空氣狀態(tài)變化過程

4、確定兩種不同狀態(tài)空氣混合后的狀態(tài)點

確定空氣狀態(tài)及查找參數(shù)

根據(jù)任意兩個獨立的空氣狀態(tài)參數(shù)，就可以在焓濕圖上找到相應(yīng)的狀態(tài)點，并可判斷出空氣是處于什么狀態(tài)，還可查找出其他的狀態(tài)參數(shù)。

【例1-2】

已知某日氣象臺預(yù)報的天氣溫度是30℃，相對濕度是60%。

1）在焓濕圖中標(biāo)出相應(yīng)狀態(tài)點。

2）查出該狀態(tài)空氣的其余參數(shù)。

3）畫出過此狀態(tài)點的等濕球溫度線和等露點溫度線。

【解】

1)在焓濕圖上找到30℃等溫線與60%等相對濕度線的交點A。

2)由過A點的45°斜線查得其焓為71kJ/kg干，過A點的垂直線查得其含濕量為16.15g/kg干，水蒸氣分壓力為25.50×102Pa。

3)過A點作等濕球溫度線(其實就是等焓線并以虛線表示)，與飽和線相交于B點。由于飽和線上的干球溫度與濕球溫度相同，故B點的干球溫度也就是B點的濕球溫度,也即A點的濕球溫度為23.9℃。

4)過A點作等露點溫度線(其實就是等含濕量線并以點劃線表示)，與飽和線相交于C點。由于飽和線上的干球溫度與露點溫度相同，故C點的干球溫度也就是C點的露點溫度，也是A點的露點溫度，為21.8℃。

5)找到30℃等溫線與飽和線的交點D，D點的水蒸氣分壓力即為A點的飽和水蒸氣分壓力，其值為42.2×102Pa。

【例1-3】

為了知道某房間內(nèi)空氣的狀態(tài)，使用一個干濕球溫度計進(jìn)行實測，測得干球溫度為30℃，濕球溫度為20℃。求該房間內(nèi)空氣的其他參數(shù)。

【解】

1）先在飽和線上找到干球溫度為20℃的狀態(tài)點B，由于B點在飽和線上，此點的干球溫度與濕球溫度相等，故B點的濕球溫度也為20℃。

2)過B點，作等濕球溫度線(近似以等焓線代替)，與30℃的等溫線相交于A點，此點就是房間內(nèi)空氣的狀態(tài)點。由于A點在飽和線的上部區(qū)域，故房間空氣為未飽和空氣。

3)其余參數(shù)的查找方法參見例1-2。

表示空氣的狀態(tài)變化過程

空調(diào)的一個基本任務(wù)就是對空氣進(jìn)行這樣和那樣的“加工”，例如將冬季的室外冷空氣加熱；將夏季的室外熱空氣冷卻；對空氣進(jìn)行除濕或加濕等，這些對空氣的加工過程統(tǒng)稱為“熱濕處理”。

熱濕處理過程中空氣的狀態(tài)要發(fā)生變化，因為空氣的每個狀態(tài)在焓濕圖上都可以用一個點來表示，而連續(xù)的點就是線，因此空氣狀態(tài)變化的情況可以在焓濕圖上用線條表示出來。

(1)加熱過程

是等濕加熱過程或等含濕量加熱過程的簡稱。

特點 空氣的含濕量保持不變(dB=dA，即Δd＝0)，但溫度升高，焓增加(hB＞hA，即Δh＞0)。

在焓濕圖上用垂直向上的直線A－B表示。

空氣狀態(tài)變化的熱濕比值為：

空氣通過電加熱器和熱水或蒸汽加熱器時所發(fā)生的狀態(tài)變化過程即為加熱過程。

加熱器的加熱量為：

Q = qm(hB – hA) kw

式中 qm——空氣的質(zhì)量流量，單位為kg/s。

(2)冷卻過程

凡是空氣在狀態(tài)變化過程中溫度要降低的過程統(tǒng)稱為冷卻過程，按冷卻過程是否有結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生，冷卻過程又可分為干冷過程和濕冷過程兩種。

1)干冷過程

即等濕冷卻過程或稱等含濕量冷卻過程。

特點 空氣的含濕量保持不變(dc=dA，即Δd＝0)，但溫度降低(不低于露點溫度)，焓減小(hc＜hA，即Δh＜0)。

在焓濕圖上用垂直向下的直線A－C表示。

空氣狀態(tài)變化的熱濕比值為：

空氣通過制冷裝置的蒸發(fā)器或空調(diào)設(shè)備的表冷器、冷卻盤管時無結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生，以及與溫度為tl的水進(jìn)行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均為干冷過程。

在干冷過程中空氣放出的熱量也即處理空氣所需要的冷量為：

Q = qm( hC - hA) kw

2)濕冷過程

又稱為減焓減濕過程。

特點：空氣的溫度要降低到其露點溫度以下，因此會有結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生，這就意味著空氣的含濕量要減少(dc ＜dA，即Δd＜0)。

濕冷過程在焓濕圖上一般用直線A－C''表示。(空氣狀態(tài)的實際變化過程是先由A點到飽和線上的C''點，再保持飽和狀態(tài)由C''點減含濕量變化到C''點)。

由于濕冷過程不僅空氣的焓要減小(Δh ＜0)，含濕量也要減少(Δd ＜0),因此其熱濕比值為：

空氣通過制冷裝置的蒸發(fā)器或空調(diào)設(shè)備的表冷器、冷卻盤管時，有結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生以及與溫度低于tl的水進(jìn)行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均為濕冷過程。

濕冷過程是夏季空調(diào)中最常用的空氣熱濕處理過程。在此過程中，空氣放出的熱量也即處理空氣所需要的冷量(又稱為制冷量)為：

Q = qm ( hB''- hA) kW

濕冷過程凝結(jié)出的水蒸氣量為：

W = qm(dB''- dA) g/s

(3)等焓過程

凡是空氣在狀態(tài)變化過程中焓保持不變的過程統(tǒng)稱為等焓過程或絕熱過程。

按空氣在等焓變化過程中含濕量是增加還是減少，等焓過程又分為等焓加濕過程和等焓減濕過程兩種。

1)等焓加濕過程

特點 焓不變(Δh＝0)，含濕量增加(Δd＞0)。

又稱為絕熱加濕過程。

在焓濕圖上 用45°的直線A－D表示。

在等焓加濕過程中，空氣狀態(tài)變化的焓濕比值為

當(dāng)往空氣中噴霧(微小水滴)加濕時，工程上把此過程當(dāng)作等焓加濕過程對待。同理，水在空氣中的自然蒸發(fā)，工程上也當(dāng)作等焓加濕過程對待。

空氣經(jīng)霧化式或自然蒸發(fā)式加濕裝置處理，或與溫度為tS的水進(jìn)行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均按等焓加濕過程對待。

等焓加濕過程對空氣的加濕量為：

W = qm(dD – dA) g/s

2)等焓減濕過程

特點 空氣的焓不變(Δh＝0)，含濕量減少(Δd＜0)，

在焓濕圖上用45°直線A－E表示。

空氣狀態(tài)變化的焓濕比值為：

用固體吸濕劑(如硅膠)處理空氣時，工程上近似按等焓減濕過程對待。

該過程從空氣中除去的濕量為：W = qm(dE – dA) g/s

(4)等溫加濕過程，簡稱等溫過程

特點 空氣的溫度不變，含濕量增加，在焓濕圖上用接近水平的直線A-F表示。

工程上把對空氣進(jìn)行噴蒸汽加濕處理的過程視為等溫加濕過程。

該過程的加熱量為：Q = qm(hF－ hA) kW

該過程的加濕量為：W = qm(dF－ dA) g/s

①加熱過程 A→B

②冷卻過程 A→C

干冷過程 A→C

濕冷過程 A→C″

③等焓過程

等焓加濕過程 A→D

等焓減濕過程 A→E

④等溫過程 A→F

例：考察一個等濕降溫過程，設(shè)空氣初狀態(tài)的干球溫度為33℃，含濕量為14g/kg干。查焓濕圖，求當(dāng)空氣終狀態(tài)的干球溫度分別為33℃、28℃、21℃和19.4℃時，相應(yīng)的濕球溫度、露點溫度、相對濕度和焓。

暖通設(shè)計中焓濕圖運用

通過焓濕圖，可以確定濕空氣的狀態(tài)參數(shù)點，而且可以非常直觀地表示出濕空氣的狀態(tài)變化過程，這樣便于分析計算濕空氣的處理過程。

1、通過已知兩個空氣狀態(tài)參數(shù)，查詢另外其它參數(shù)。前面我們已經(jīng)講過。舉例：試標(biāo)出27，60%在焓濕圖上的點，并查詢其他參數(shù)。

表冷

主要應(yīng)用功能段：冷水盤管、氟盤管

空氣變化：溫度降低、含濕量減少、相對濕度增大

加熱

主要應(yīng)用功能段：蒸汽、熱水、電加熱。

空氣變化：溫度上升、含濕量不變，相對濕度減小。

等溫加濕

主要應(yīng)用功能段：干蒸汽加濕、電極、電熱。

空氣變化：溫度不變、含濕量加大，相對濕度加大，加濕效果好，精確度高。

等焓加濕

主要應(yīng)用功能段：高壓噴霧、噴淋、濕膜、二流體加濕器。

空氣變化：溫度降低、含濕量、相對濕度加大。

等焓減濕

主要應(yīng)用功能段：轉(zhuǎn)輪除濕。

空氣變化：溫度增高、含濕量、相對濕度減小。

等濕冷卻

主要應(yīng)用功能段：干盤管。

空氣變化：溫度降低、含濕量不變，相對濕度增加。

空氣處理機(jī)組中各功能在焓濕圖中的體現(xiàn)

工程實例(夏季工況）

2、一次回風(fēng)系統(tǒng)中計算送風(fēng)量

通過焓濕圖，焓濕圖可以幫助工程、設(shè)備設(shè)計人員、清楚準(zhǔn)確的描述空氣處理過程，標(biāo)定送風(fēng)溫度、計算送風(fēng)量、計算焓差、計算冷量、加濕量，驗算設(shè)計的準(zhǔn)確性。舉例如下：

例：某機(jī)房總余熱Q=3314W，總余濕W=0.264g/s，要求室內(nèi)參數(shù)維持在tN=22±1 ℃ ，φN=55 ±5%；求送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量。

（1）求熱濕比ξ=Q/W=3314/0.265=12600

（2）在I-d圖上，標(biāo)定房間回風(fēng)溫度點N，畫熱濕比線，取送風(fēng)溫差8 ℃，就可以得到送風(fēng)溫度點O，送風(fēng)露點L。I-d圖如下

（夏季工況）

送風(fēng)量G=Q/（IN- I0 ）=3314/（46-36）=0.33kg/s=1426CMH

表冷器冷量：=G*（IN- IL）

加熱量=G* （IO- IL）

以上的例子是通過溫差法計算送風(fēng)量，但在潔凈室的設(shè)計時一般是采用保證換氣次數(shù)的條件下，先得出風(fēng)量再推算焓差，最后得出送風(fēng)溫度點。以上只是焓濕圖應(yīng)用的一點，在二次回風(fēng)系統(tǒng)，全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)都可以應(yīng)用，基本上所有的空氣處理過程都可以通過焓濕表現(xiàn)出來。

空氣的熱濕特性

1、濕空氣的組成

干空氣及一定量的水蒸氣的混合物稱為濕空氣。因為濕空氣中水蒸氣的含量很少，且一般處于過熱狀態(tài)。

濕空氣中的水蒸氣含量雖然較少，但其變化對環(huán)境產(chǎn)生重要影響。大氣中發(fā)生的雨、雪、霜、雹、霧、露等自然現(xiàn)象均由濕空氣中的水蒸氣的相變所致。因此研究濕空氣中水蒸氣含量的調(diào)節(jié)在空氣調(diào)節(jié)中占有重要地位。

2、濕空氣的主要參數(shù)及確定法—密度ρ

（1）濕空氣的密度ρ

密度ρ=干空氣密度與水蒸氣密度之和，即

ρ= ρg+ ρq =Pg/RgT+Pq/RqT（熱力學(xué)第一定律）=0.002484B/T-0.00134Pq/T

B—大氣壓力，T—濕空氣熱力學(xué)溫度，Pq—水蒸氣壓力

在實際計算時，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（壓力101325Pa，溫度20℃）取值ρ=1.2kg/m3

（2）濕空氣的壓力

在通風(fēng)空調(diào)及干燥工程中，一般采用大氣作為工質(zhì)，此時的濕空氣的總壓力即為當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫Γ築=Pa+Pv（道爾頓定理）

Pa=干空氣壓力

Pv=水蒸氣氣壓力

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力= 101325Pa。

（2）濕空氣的壓力特性

水蒸氣分壓力的大小反映了濕空氣中水蒸氣含量的多少，水蒸氣含量越多，其分壓力也越大。在一定的溫度條件下，一定量的濕空氣中能夠容納水蒸氣的數(shù)量是有限的。濕空氣的溫度越高，它允許的最大含水蒸氣量也越大。當(dāng)空氣中水蒸氣含量超過最大允許值時，多余的水汽會以水珠的形式析出，即出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。此時，水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)。由此可知，未飽和的空氣中，水蒸氣的含量沒有達(dá)到最大允許值，它還具有吸收水蒸氣的能力。我們周圍的空氣通常是未飽和空氣。

考慮到濕空氣體積會溫度變化，因此采用水蒸氣密度作為衡量濕空氣很不方便，因此可以科學(xué)家們發(fā)明了含濕量

d = 對應(yīng)于1kg干空氣的濕空氣所含有的水蒸氣的質(zhì)量。

d= ρ q/ ρ g=0.622P q /（B-P q ）單位：g/kg

B—大氣壓力， Pq—水蒸氣壓力

含濕量可以確切的表示濕空氣中實際含有的水蒸氣量的多少。所以在空氣調(diào)節(jié)中常用含濕量的變化來表示被加濕或減濕的過程。并用此參數(shù)來計算加濕量。

（4）濕空氣的絕對濕度與相對濕度

每立方米濕空氣所含有的水蒸氣質(zhì)量，稱為濕空氣的絕對濕度。也即為其水蒸氣密度：

相對濕度是另一種度量濕空氣水蒸氣含量的間接指標(biāo)。它的定義為空氣中的水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比。它表示空氣接近飽和的程度。相對濕度大，說明空氣潮濕，接近飽和狀態(tài)，吸收水蒸氣的能力弱，相對濕度小，說明空氣干燥，遠(yuǎn)離飽和狀態(tài)，吸收水蒸氣的能力強(qiáng)。

可以近似表示為φ=d/d b*100%

d—含濕量， d b —飽和含濕量

3、含濕量、絕對濕度、相對濕度區(qū)別

（1）定義

含濕量—1kg干空氣的濕空氣所含有的水蒸氣的質(zhì)量

絕對濕度—每立方米濕空氣所含有的水蒸氣質(zhì)量

相對濕度—水蒸氣分壓力與同飽和水蒸氣分壓力之比

（2）使用

含濕量—經(jīng)常使用，大多用于計算加濕量，單位g/kg 。

絕對濕度—不經(jīng)常使用，單位g/m3 。

相對濕度—經(jīng)常使用，大多用于濕負(fù)荷計算，無單位。

（3）濕空氣的濕球溫度是在定壓絕熱的條件下，空氣與水的直接接觸達(dá)到穩(wěn)定的熱濕平衡時的絕熱飽和溫度，也稱熱力學(xué)濕球溫度。由于在工程應(yīng)用中測量不可能實現(xiàn)，常用干濕球溫度計的濕球溫度代替。只須測試方法正確，采集風(fēng)速大于4m/s即可。

露點溫度在含濕量不變的條件下，濕空氣達(dá)到飽和時的溫度。

（4）濕空氣焓值——用于度量空氣熱量變化，表示物質(zhì)內(nèi)能。

在等壓過程中，焓的改變等于系統(tǒng)熱的轉(zhuǎn)換。一般發(fā)生相變化時(PhaseTransition)，壓力保持一定的情況下，焓的變化量就等于相變過程中的潛熱。

濕空氣的焓等于1公斤干空氣的焓加上與其同時存在的0.001d公斤水蒸氣的總和：

i= 1.01*t +0.001*d*（ 2501+1.85*t ）（kj/kg）

t—濕空氣溫度、d—濕空氣含濕量

好了，我們焓濕圖的運用就降到這里哦！

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