培訓空調(diào)授課1

空調(diào)與熱泵第1節(jié)濕空氣的狀態(tài)參數(shù)注重應用，簡化理論１.濕空氣＝干空氣＋水蒸氣

干空氣：濕空氣中除去水蒸氣剩下的混合氣體?！ǔＵJ為其組成比例基本不變，因此將其視為一個整體。一、濕空氣的組成２.濕空氣中水蒸氣對其性質(zhì)的影響濕空氣中水蒸氣雖然很少，但它卻隨氣象條件和水蒸氣來源情況而改變，且對空氣性質(zhì)影響很大。如：空氣濕度很大，人會感覺不舒服（冬天陰冷，夏天悶熱），在某些工藝場合（紡織廠、儀器儀表廠等）還會造成重大影響?！虼耍瑥目諝庹{(diào)節(jié)的角度而言，空氣的潮濕程度是我們十分關(guān)心的問題。二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)１.壓力Ｐ（１）大氣壓力——Ｂ地球表面單位面積上所受到的大氣壓力。1Ｐa＝1Ｎ／m２標準大氣壓：通常把０℃下，北緯45°處海面上作用的大氣壓力作為一個標準大氣壓。１1atm=101325Pa=1.01325bar表壓力（工作壓力）：儀表指示壓力即所測量的絕對壓力與當?shù)卮髿鈮毫Φ牟钪?。絕對壓力＝當?shù)貕毫Γ韷毫隨海拔增加有而減?。ǎ玻┧羝謮毫Γ衠

濕空氣中水蒸氣單獨占有濕空氣的容積并且與濕空氣相同溫度時的產(chǎn)生的壓力。由道爾頓定律有：Ｂ＝Ｐq＋Ｐg(shù)二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)要點：水蒸汽分壓力的大小直接反映了水蒸氣的含量的多少；在一定溫度下，空氣中的水蒸汽含量越多，空氣就越潮濕，水蒸汽分壓力也越大；濕空氣中的水蒸汽含量達到最大限度時，多余的水蒸汽就會凝結(jié)成水從空氣中析出；飽和水蒸汽分壓力Pq,b是溫度的單值函數(shù)，也即Pq,b值僅取決于溫度，溫度越高，Pq,b值越大。２.溫度絕對溫標T（K）攝氏溫標t（℃）華氏溫標t（℉）Ｔ＝t+273.16工程上：Ｔ＝t+2733.含濕量——d（Kg/Kg·干）定義:單位質(zhì)量干空氣中所含有的水蒸氣量即:

d=mq/mg=0.622Pq/(B-Pq)kg/kg·干

=622Pq/(B-Pq)g/kg·干為什么不以空氣為基準定義含濕量？注：如含濕量為dkg的干空氣1kg。則空氣質(zhì)量應為：(1+d)kg但d一般很小，工程中?？珊雎浴ｏ柡秃瑵窳縟b：空氣中水蒸汽量已達到最大限度，不再有吸濕能力，即不能再接納水汽。4.相對濕度Φ①定義：Φ=Pq/Pq,bΦ=0時——干空氣Φ=100%時——飽和空氣③舉例：比較t=10℃時d=7.63g/kg·干和t=30℃，d=15g/kg·干兩種空氣哪種干燥些？t=10℃，db=7.63g/kg·干，（表17-2）

d=7.63g/kg·干時，Φ=100%

——飽和t=30℃，db=27.20g/kg·干，當d=15g/kg·干時，Φ=55%左右

——較干燥表面看來7.63<15第二種空氣濕度大？②Φ與d的區(qū)別和聯(lián)系

區(qū)別：Φ表示空氣接近飽和的程度，即空氣在一定溫度下吸收空氣的能力，并不反映空氣中水蒸氣含量的多少。d表示空氣中水蒸氣含量，卻無法直觀反映空氣的潮濕程度和吸收水分的能力。聯(lián)系：d=622(Φ·Pqb)/(B-Φ·Pqb)

則db=622Pqb/(B-Pqb)比較20℃，d=14g/kg·干與30℃，d=14g/kg·干的兩種空氣哪種吸濕性強？第一種：Φ=95.2%第二種：Φ=51.5%因此第二種的吸濕性強。

要點：當大氣壓力B一定時，水蒸氣分壓力Pq只取決于含濕量d。含濕量d隨水蒸氣分壓力Pq的升高增大，反之亦然。當含濕量d一定時，水蒸氣分壓力Pq隨大氣壓力B的增加而上升，反之亦然。含濕量d

能確切反映空氣中含的水蒸氣量的多少，但不能反映空氣的吸濕能力，不能表示濕空氣接近飽和的程度。相對濕度Φ能反映濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度，但不能表示水蒸氣的含量。Φ值小，表示空氣離飽和程度遠，空氣較為干燥，吸收水蒸氣能力強；Φ值大，表示空氣更接近飽和程度，空氣較為潮濕，吸收水蒸氣能力弱。5．h（kJ/kg·干）

濕空氣的焓是指每1kg干空氣的焓hg和dkg水蒸氣的焓兩者的組合。即：

h=hg+d

hqkJ/kg·干式中：hg=Cpg

·

t=1.01t

hq=(2500+Cpq·

t)d=(2500+1.84t)dkJ/kg·干以1kg干空氣為計算基礎(chǔ)

2500：0℃水的汽化潛熱則濕空氣的焓可表示為：

h=(1.01+1.84d)t+2500d(1.01+1.84d)t——顯熱2500d——潛熱“h是非常重要的一個參數(shù)”——定壓下可用焓差表示熱量（總熱）變化值提問：t升高d降低h如何變化？6．ρ和υρ：單位容積的氣體所具有的質(zhì)量。

ρ=m/Vkg/m3υ：單位質(zhì)量氣體所具有的容積(比體積)

υ=V/m=1/ρm3/kg由于濕空氣由干空氣和水蒸氣組成，兩者具有相同的溫度，相同的體積。即：m=mg+mqρ=ρg+ρq=Pg/(Rg·T)+Pq/(Rq·T)

又因為Pg=B-Pq=B-Φ·Pqb所以：ρ=0.00349B/T=0.00134ΦPqb/T

要點：濕空氣的密度取決于Pq值的大小，它隨水蒸汽分壓力Pq的升高而降低。由于Pq值相對于Pg值而言數(shù)值較小，濕空氣比干空氣輕；空氣越潮濕，水蒸汽含量越大，則空氣密度越小，大氣壓力B也越低。陰雨天氣大氣壓力B比晴天低；溫度t越高，則空氣密度越小，大氣壓力B也越低。同一地區(qū)夏天比冬天大氣壓力B低。３.計算方程由于空氣中水蒸氣處于過熱狀態(tài)，壓力小，比容大，可近似看作理想氣體，因此可用理想氣體方程來計算：即

PV=mRTR——氣體常數(shù)Rg——287J/(kg/k)Rq——461J/(kg/k)熱力學中把常溫常壓下的干空氣視為“理想氣體”

二、露點溫度1．定義：某一狀態(tài)的空氣在含濕量不變的情況下冷卻至飽和狀態(tài)（Φ=100%）時所具有的溫度。思考：冬季窗玻璃和夏季裸露的自來水管子為什么?？吹侥F(xiàn)象？且達到什么條件就會凝水？一、濕球溫度1．熱力學濕球溫度絕熱加濕小室條件：保證空氣與水有充分的接觸面積和時間。

最終:t2=tw

飽和熱力學濕球溫度概念:

在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達到穩(wěn)定的熱濕平衡時的絕熱飽和溫度。h2=h1＋(d2－d1)hw

ε=Δh/Δd=hw=4.19twhw——液態(tài)水的焓=4.19tw

kJ/kgh1＋(d2－d1)4.19tw/1000=1.01t2＋(2500＋1.84t2)·d2·t2/1000水的比熱滿足此式的t2稱熱力學濕球溫度

ts計算2．濕球溫度計因為絕熱加濕裝置并非實際裝置，所以通常認為濕球溫度計所顯示的溫度即為空氣的濕球溫度。水tw空氣t，d，Pq

飽和空氣層Pq,b＇

tsds保證濕球表面空氣不滯留，熱濕交換充分

Q1Q2熱濕交換平衡時Q1=Q2，此時水溫即近似等于空氣的濕球溫度通風干濕球溫度計空調(diào)與熱泵第2節(jié)濕空氣的焓濕圖①空調(diào)中常用的狀態(tài)參數(shù)有：t，d，B，φ，h，Pq，ρ其中：t，d，B為獨立參數(shù)，其余可由公式求出。②工程上：為便于應用，常把各參數(shù)之間的關(guān)系作成線算圖，常用的是h－d圖。h－d圖繪制依據(jù)：

d=622Pq

/(B－Pq)

Pq,b=f(t)

φ=Pq

/Pq,bh=1.01t＋(2500＋1.84t)d焓濕圖可以直觀的描述濕空氣狀態(tài)的變化過程。我國現(xiàn)在采用的焓濕圖以焓h為縱坐標，以含濕量d為橫坐標的h-d

斜角坐標圖。主要的公式，理解掌握干空氣區(qū)飽和空氣區(qū)濕空氣區(qū)計算機計算工具取h，d為坐標軸，B取定值，坐標軸夾角通常取135°h-d圖可以表示的參數(shù)有：B，t，d，Φ，h，Pq，ts，tl，Pq,b，db

夾角135°的原因？xy090°dh135°直角坐標h－d圖斜角坐標y1x1h1d1直角坐標系與h－d圖的比較1．等t線依據(jù)：h=1.01t＋(2500＋1.84t)d

dh當t為一定值時任選d1，d2

求出h1，h2即可作出此等溫線d2=1

d1=0

h1=1

h2=2.5

d1=0

h1=10.1

h2=12.6184

例：繪制t＝0℃的等溫線繪制t＝10℃的等溫線t＝0t＝10h＝1.01t×10+(2500+1.84×10)×0.001如此取t值為1，2，3……即可得到所有的等溫線2．等Φ線依據(jù)：d=622ΦPq,b/（B-ΦPq,b）d=f(B,Φ,Pq,b)其中：

B為定值，Pq,b=f(t)d=f(Φ，t)當Φ為定值時d與t為一一對應關(guān)系（t1,d1）取t1d1t2d2……dh（t2,d2）（t3,d3）如對于任一φ為定值等φ線３．Pq線由d=622Pq/（B-Pq）當Ｂ＝const時:Pq=f(d)即：Pq與d為一一對應關(guān)系在d軸上方設(shè)一水平線，標出Pq值即可４.ε(熱濕比線、角系數(shù)、狀態(tài)變化過程線)①定義：用空氣狀態(tài)變化前后的焓差和含濕量差的比值表示空氣狀態(tài)變化的方向和特征，這個比值稱熱濕比ε。即：熱量變化濕量變化AB的斜率為k=△x/△yAB的斜率為ε=△h/△d在焓濕圖上的表示xy0dh實際上就是“斜率”AAB△x△y過A點做斜率為k的直線過A點做斜率為ε的直線△d△hB如△d＝1g/kg干如△h＝5kJ/kg干則ε＝5000kJ/kg干注：ε有正負，有單位（輔助點法）A△d△hB如△d＝1g/kg干如△h＝－5kJ/kg干則ε＝－5000kJ/kg干dAdBhBhACφ由此可查得C點的其他參數(shù)B為輔助點，C為終狀態(tài)點平行線法A則ε＝5000kJ/kg干則ε＝5000kJ/kg干平行Bt由此可查得B點的其他參數(shù)B即為終狀態(tài)點注：B不同會引起參數(shù)變化d1d2d3tB1(φ＝100%)B2(φ＝100%)B3(φ＝100%)B1>B2>B3

d1<d2<d24.ts在焓濕圖上的表示Aε＝0SB空調(diào)工程中一般ts≤30℃，ε＝4.19ts與ε＝0的等焓線非常接近，因此工程上通常用等焓線代替等ts線。ε＝4.19hshAφ＝100%tstBAShAφ＝100%tA點ts、t的查取方法ABttltsShAdA注意區(qū)分掌握查取方法例：已知某一狀態(tài)空氣的溫度是t=15℃,相對濕度φ=60%，當?shù)卮髿鈮毫=101325Pa，試求該狀態(tài)空氣的密度、含濕量和露點溫度。解：（1）濕空氣的密度根據(jù)t=15℃,從附表1查得該溫度下的飽和水蒸氣分壓力Pq,b=1701Pa，代入公式（2－7）可得：ρ=0.00349B/T-0.00134φ·Pq,b/T=0.00349×101325/288-0.00134×0.6×1701/288=1.223kg/m3(2)含濕量由公式（2-4）可得含濕量為：d=622φ·Pq,b/(B－φ·Pq,b)＝622×0.6×1701/(101325-0.6×1701)＝6.33g/kg干空氣得：tl＝7.27℃

此溫度就是該狀態(tài)空氣的露點溫度tl。此外，d和tl也可從h-d圖上查取。（3）露點溫度根據(jù)上面所求出的含濕量值，從附表1可知：當溫度t＝7℃時，所對應的飽和空氣的含濕量db=6.21g/kg干空氣，溫度t＝8℃時，所對應飽和空氣的含濕量db=6.65g/kg干空氣，用插值法可求出當飽和含濕量db＝6.33/kg干空氣所對應的溫度為：一、根據(jù)兩個獨立參數(shù)確定空氣狀態(tài)及其他參數(shù)（確定狀態(tài)點及其他參數(shù)）除同時知d,Pq外，在t,d,φ，h,Pq,ts中，只要知道任兩個參數(shù)，即可確定狀態(tài)點。AthAtsφAdAPqtldbPqbAt大家一起查：已知：tA=20℃

ΦA(chǔ)=50%

hA=37.5kJ/kg干

dA=7.2g/kg干

PqA=11.4×102Pa

tlA=9.3℃tsA=13.8℃練習：已知t＝32℃，ts＝25℃利用焓濕圖查得此種空氣的其它各參數(shù)。db=14.7g/kg干，Φ=70%tl=15℃，db=11g/kg干二、表示空氣的狀態(tài)變化過程Bε＝+∞1．等濕加熱過程ε=Δh/Δd=Δh/0=+∞t升高，d不變，Δh升高Adφ＝100％htAdφ＝100％htC2．等濕冷卻

ε=-∞d=Const,t減小,h減小

ε=-∞可用表面式空氣冷卻器實現(xiàn)，其表面濕度低于空氣干球溫度，但高于露點溫度

Adφ＝100％htDε=03．等焓減濕

Δh=0，Δd<0,則ε=0，t升高可用固體吸濕劑處理空氣

Adφ＝100％htε=0E4.等焓加濕

Δh=0，Δd>0,則ε=0，t減小可用噴水室加濕實現(xiàn)Adφ＝100％htF5．等溫加濕過程

用向空氣中噴水蒸氣來實現(xiàn)則ε＝Δh/Δd＝（h2－h(huán)1）/（d2－d1）＝2500+1.84t＝2684——近似等溫線假設(shè)水蒸氣溫度近似為100℃AAdφ＝100％htG6.減濕冷卻（冷卻干燥）

ε>0(Δh降低Δd降低)

利用噴水室或表冷器處理空氣時，若冷水溫度或表冷器表面溫度低于空氣露點溫度，空氣中的水蒸氣將會凝結(jié)成水，使d降低。目前我國的風機盤管空調(diào)系統(tǒng)夏季多為此種方式。由上述可知：ε=±∞和ε=0把i-d圖分為四個象限。Adφ＝100％itε=0ε=+∞ε=－∞ⅠⅢⅣⅡⅠⅡⅢⅣyx三、兩種不同狀態(tài)空氣混合過程的計算

1．混合狀態(tài)點的確定空調(diào)過程包括了若干混合過程如：新回風混合。需學生掌握好混合定律由質(zhì)量、能量守恒原理有：

hC=(GAhA＋GBhB)/(GA＋GB)…………③dC=(GAdA＋GBdB)/(GA＋GB)…………④GA·hA＋GB·hB=(GA＋GB)hC

…………①GA·dA＋GB·dB=(GA＋GB)dC…………②空氣調(diào)節(jié)過程其實就是空氣不斷的在混合DE

2．混合定律A、B、C在一條直線上，且C點靠近質(zhì)量多的空氣狀態(tài)點

=GA/GB=(hB－h(huán)c)/(hc－h(huán)A)BC/CA=(dB－dc)/(dc－dA)——斜率相等BC與CA兩線段長度之比與兩種狀態(tài)空氣質(zhì)量呈反比C3．當C在飽和區(qū)時，是不穩(wěn)定的，多余的水蒸氣會立即凝結(jié)

ADBhChDE近似認為E為終狀態(tài)點計算過程復雜例2-6：已知B=101325Pa，回風量GA=10000Kg/h，回風狀態(tài)的tA=20℃,φA=60%。新風量GB=2500Kg/h，新風狀態(tài)點tB=35℃,φB=80%。試確定出空氣的混合狀態(tài)點C。解：在大氣壓力B=101325Pa的h-d圖上，由已知條件確定出A,B兩種空氣的狀態(tài)點，并查得：hA=42.5kJ/kg干空氣，dA=8.8g/kg干空氣，hB=109.4kJ/kg干空氣,dB=29.0g/kg干空氣hC＝10000×42.5+2500×109.4/10000+2500＝55.9kJ/kg干空氣dC＝10000×8.8+2500×29.0/10000+2500＝12.8g/kg干空氣由求出的hC,dC即可在h-d圖上確定出空氣的混和狀態(tài)點C及其余參數(shù)思考練習下列哪種情況的室內(nèi)空氣狀態(tài)屬于干燥？（）A、室內(nèi)溫度12℃，相對濕度60％B、室內(nèi)溫度12℃，相對濕度70％

C、室內(nèi)溫度26℃，相對濕度50％D、室內(nèi)溫度26℃，相對濕度45％標準答案：A1.水蒸汽分壓力和飽和水蒸汽分壓力有什么不同？2.相對濕度和含濕量有什么共同點？有什么不同點？*3.大氣壓力B=1013.25mbar，溫度t=20℃，每公斤干空氣最多能容納多少克水蒸氣？習題答案4.已知大氣壓力B=101325帕,空氣初狀態(tài)點A參數(shù)為tA=20℃，相對濕度為