《城市軌道交通通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)（第2版）》 課件4-2 濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用

濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院空調(diào)的任務(wù)是對一定環(huán)境的空氣的溫度、濕度、氣流速度及空氣的潔凈度進(jìn)行調(diào)節(jié)。從空調(diào)的目的出發(fā)，主要從壓力、溫度、濕度和能量特性四個方面來描述空氣的狀態(tài)，所涉及的參數(shù)即為空氣的狀態(tài)參數(shù)。?定義

焓濕圖：表示空氣各參數(shù)之間關(guān)系的線圖。焓濕圖就像一本字典，你可以根據(jù)拼音(某一參數(shù))查字典(空氣其他參數(shù))。焓濕圖焓濕圖溫度：露點(diǎn)溫度tL、干球溫度t、濕球溫度tS。濕度：含濕量d、相對濕度φ。壓力：大氣壓力B、水蒸氣分壓力Pq、飽和水蒸氣分壓力Pq，b。焓：h。表示空氣含有的總熱量。在空調(diào)工程中，最常見的空氣處理過程是冷卻或加熱空氣，比如：將空氣從30℃冷卻到20℃需要多少冷量，或?qū)?℃的冷空氣加熱到20℃需要多少熱量？焓是代表空氣能量狀態(tài)的參數(shù),并能進(jìn)行空氣能量變化的計(jì)量。焓嚴(yán)格來說應(yīng)稱為比焓或質(zhì)量焓，但工程上常簡稱為焓，用h表示。焓濕圖空氣狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系：(本頁刪除？)在進(jìn)行空調(diào)方面的計(jì)算時，一般都認(rèn)為大氣壓力基本不變。在大氣壓力不變的條件下，理論上知道下面五個(組)參數(shù)中的任意兩個(組)，就可以利用公式求解出其余的幾個(組)參數(shù)，這兩個(組)參數(shù)稱為獨(dú)立參數(shù)。1)干球溫度//飽和水蒸氣分壓力(此兩者為非獨(dú)立參數(shù))，兩者任知其一。2)濕球溫度。3)含濕量//水蒸氣分壓力//露點(diǎn)溫度(此三者為非獨(dú)立參數(shù))，三者任知其一。4)相對濕度。5)焓。

計(jì)算公式：焓濕圖焓濕圖焓濕圖是根據(jù)以上兩式，以焓h與含濕量d為縱橫坐標(biāo)繪制而成的，也常稱h-d圖，一個坐標(biāo)軸是濕空氣的焓h，一個坐標(biāo)軸是含濕量d。為使各曲線簇不致?lián)頂D，提高讀數(shù)準(zhǔn)確度，兩坐標(biāo)之間的夾角為135°，而不是90°。為了避免圖面過長，常取一水平線畫在圖的上方代替實(shí)際的d軸。無論是在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算中,還是在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試與管理中，我們都離不開濕空氣的焓濕圖，h-d圖的應(yīng)用如下：

①確定濕空氣的狀態(tài)參數(shù)；

②表示濕空氣狀態(tài)變化過程；

③求得兩種或多種濕空氣的混合狀態(tài)；

④確定空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)及送風(fēng)焓差；

⑤利用h-d圖分析空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行工況。焓濕圖焓濕圖焓濕圖焓濕圖看上去比較復(fù)雜，實(shí)際上只有6種線條：①45°的等焓線；②垂直的等含濕量線；③近似水平的等溫線；④弧型的等相對濕度線；⑤水蒸氣分壓力線；⑥熱濕比線。焓濕圖關(guān)于焓濕圖，需要特別注意以下幾點(diǎn)：1)飽和空氣線即相對濕度為100%的等相對濕度線，稱為“飽和線”，其上每一點(diǎn)都是空氣的飽和狀態(tài)。飽和空氣的一個特點(diǎn)就是：干球溫度t=濕球溫度ts=露點(diǎn)溫度tl。2)等濕球溫度線與等焓線基本平行，故工程上近似地用等焓線代替等濕球溫度線，即過某一點(diǎn)的等濕球溫度線就是過該點(diǎn)的等焓線。3)焓濕圖中沒有等露點(diǎn)溫度線。等含濕量線就是等露點(diǎn)溫度線。因?yàn)槁饵c(diǎn)溫度的定義已說明含濕量相同的狀態(tài)點(diǎn)，露點(diǎn)溫度均相同。焓濕圖關(guān)于焓濕圖，需要特別注意以下幾點(diǎn)：4)水蒸氣分壓力pq

是含濕量d的單值函數(shù)，每給定一個d值就可以得到相應(yīng)的pq

值。因此，可在d軸的上方繪一條水平線，標(biāo)上d值對應(yīng)的pq

值即為水蒸氣分壓力線。5)熱濕比線:在空氣調(diào)節(jié)中，被處理的空氣常常由一個狀態(tài)A變?yōu)榱硪粋€狀態(tài)B，A點(diǎn)

和B點(diǎn)的直線就代表了濕空氣的狀態(tài)變化過程，ε就是直線AB的斜率。實(shí)際應(yīng)用時，只要將等值的ε標(biāo)尺平移至起始狀態(tài)點(diǎn)，就能確定空氣狀態(tài)變化過程線。焓濕圖【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(diǎn)。2）查出該狀態(tài)空氣的其余參數(shù)。3）畫出過此狀態(tài)點(diǎn)的等濕球溫度線和等露點(diǎn)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(diǎn)A。2)由過A點(diǎn)的45°斜線查得其焓為71kJ/kg干，過A點(diǎn)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。焓濕圖3)過A點(diǎn)作等濕球溫度線(其實(shí)就是等焓線并以虛線表示)，與飽和線相交于B點(diǎn)。由于飽和線上的干球溫度與濕球溫度相同，故B點(diǎn)的干球溫度也就是B點(diǎn)的濕球溫度,也即A點(diǎn)的濕球溫度為23.9℃。焓濕圖4)過A點(diǎn)作等露點(diǎn)溫度線(其實(shí)就是等含濕量線并以點(diǎn)劃線表示)，與飽和線相交于C點(diǎn)。由于飽和線上的干球溫度與露點(diǎn)溫度相同，故C點(diǎn)的干球溫度也就是C點(diǎn)的露點(diǎn)溫度，也是A點(diǎn)的露點(diǎn)溫度，為21.8℃。焓濕圖5)找到30℃等溫線與飽和線的交點(diǎn)D，D點(diǎn)的水蒸氣分壓力即為A點(diǎn)的飽和水蒸氣分壓力，其值為42.2×102Pa。通過焓濕圖，可以確定濕空氣的狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)，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(jì)算濕空氣的處理過程。焓濕圖一次回風(fēng)空氣處理過程WNNOLC混合冷卻減濕加熱WNNLCOO狀態(tài)為W的室外新風(fēng)與狀態(tài)為N的室內(nèi)回風(fēng)混合為狀態(tài)C，經(jīng)噴水室或（表面冷卻器）冷卻減濕到點(diǎn)L，再從L加熱到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O，然后送入房間，吸收房間的余熱余濕后變?yōu)槭覂?nèi)狀態(tài)N，一部分空氣排到室外，另一部分返回到空調(diào)機(jī)組與新風(fēng)混合。1、夏季工況

一次回風(fēng)：回風(fēng)與室外新風(fēng)在噴水室(或表冷器)前混合。一次回風(fēng)空氣處理過程（1）在h-d圖上找出室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N和室外狀態(tài)點(diǎn)W。（2）過室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N畫出熱濕比線ε。（3）由空調(diào)精度選取送風(fēng)溫差Δt，并由此求出送風(fēng)溫度t0，t0

等溫線與熱濕比線的交點(diǎn)即送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O。（4）根據(jù)新風(fēng)量與總送風(fēng)量的比例關(guān)系，確定混合狀態(tài)點(diǎn)C的位置。（5）過O點(diǎn)作等含濕量線與φ=95%線相交可得機(jī)器露點(diǎn)L。注意：對于送風(fēng)溫差無嚴(yán)格限制的空調(diào)系統(tǒng)，可以采用露點(diǎn)送風(fēng)，不需再加熱送入室內(nèi)，這樣一方面可以省去再熱量，另一方面也可以減少抵消這部分再熱的冷量，有利于節(jié)能。WNNOLC混合冷卻減濕加熱焓濕圖作業(yè)：繪制夏季一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)焓濕圖及處理過程（已知Tn=26℃、φ=60%，Tw=35℃、φ=75%，送風(fēng)溫差為15℃，熱濕比ε=5000）。WNNOLC混合冷卻減濕加熱4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用以焓h與含濕量d為縱橫坐標(biāo)繪制而成的，常稱h-d圖?？v坐標(biāo)是濕空氣的焓h，橫坐標(biāo)是含濕量d。圖h-d由下列五種線群組成：（1）等溫線（2）等相對濕度線（3）等焓線（4）水蒸氣分壓力線（5）熱濕比線一、焓濕圖4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用一、焓濕圖4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用一、焓濕圖4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用一、焓濕圖4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用利用表面式加熱器或電加熱器對濕空氣進(jìn)行加熱處理，空氣溫度會升高而含濕量不變，因此空氣狀態(tài)變化是等濕、增焓、升溫過程。下圖中表示為A—B的過程。二、焓濕圖的應(yīng)用1.等濕加熱過程4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用利用冷凍水或其他冷媒，通過冷表面對濕空氣進(jìn)行冷卻處理，當(dāng)冷表面溫度高于或等于濕空氣的露點(diǎn)溫度時，空氣中的水蒸氣不會凝結(jié)，含濕量不會發(fā)生變化，但溫度降低，焓值將減少，因此空氣狀態(tài)變化是等濕減焓降溫過程。下圖中表示為A—C的過程。

2.

等濕冷卻過程4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用用噴水室噴循環(huán)水處理空氣時，水吸收空氣的熱量蒸發(fā)為水蒸氣，空氣失去顯熱量，溫度降低。水蒸氣擴(kuò)散到空氣中使空氣的含濕量增加，同時潛熱量也增加?？諝馐ワ@熱得到潛熱，焓值基本不變。此過程與外界無熱量交換，又稱絕熱加濕過程。下圖中表示為A—D的過程。

3.等焓加濕過程4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用用固體吸濕劑處理空氣時，濕空氣中水蒸氣被吸附，在吸濕劑表面凝結(jié)，空氣含濕量降低，同時失去潛熱。水蒸氣凝結(jié)時放出的汽化熱使空氣溫度升高，空氣近似按等焓減濕升溫過程變化。下圖中表示為A—E的過程。

4.

等焓減濕過程4.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用等溫加濕是通過向空氣中噴入蒸汽而實(shí)現(xiàn)的，空氣中增加水蒸