湿空气的认识与焓湿图的简单应用
一文搞懂焓湿图及应用
一文搞懂焓湿图及应用
1、定义
焓湿图：表示空气各参数之间关系的线图。
焓湿图就像一本字典，你可以根据拼音（某一参数）查字（空气其他参数）。
2、空气的部分参数
干球温度（℃）：简称温度，就是平常用温度计量的温度。
含湿量（g/kg）：湿空气中与一千克干空气同时并存的水蒸气的质量，通常的空气中都有水蒸气，所以是湿的。
湿空气可以分为干空气和水蒸气。
相对湿度：相同温度下，空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。
一立方干空气可以“喝”10g水，现在只“喝”了5g，那相对湿度就是50%。
焓（kJ/kg）：一千克的物质含多少千焦能量。
可简单理解为广义的内能，就是空气含多少能量。
热湿比：焓的变化（△h）和含湿量的变化（△d）的比值。
热量和含湿量两者的变化值的比值。
3、等值线
等温线：线上的温度相同。
它的平行线也都是等温线。
同样的温度，空气的含湿量越大，相对湿度和焓值越大。
（非水平）
等焓线：线上的焓值相同。
它的平行线也都是等焓线。
同样的焓值，空气温度上升，含湿量在下降。
等湿度线：线上的湿度相同。
它的平行线也都是等湿度线。
同样的含湿量，空气温度越低，焓值（能量）越低。
等相对湿度线：线上的相对湿度相同。
它的平行线也都是等相对湿度线。
同样的相对湿度，空气温度越高，焓值（能量）越高。
20张图，详解了解焓湿图热湿比及应用
露点温度及湿球温度
湿球温度
焓湿图的应用
湿空气变化的过程
湿空气混合过程。
湿空气和焓湿图的介绍
湿空气和焓湿图湿空气概论：在空调系统设计中，无论是工业用的，如纺织车间，计算机房，还是民用的，如办公室，商场等，要处理的对象都是空气，因此，了解空气的性质和变化规律才能使空气的调节符合设计要求，为了方便设计计算，空调行业的前辈们绘制了焓湿图（Psychrometric Chart ），它是空调系统设计中一个重要的工具，为了更好地理解空气和焓湿图，先认识一下空气的特性。
在我们生活周围的空气在空调上的定义是：干空气和水蒸气的混合物，被称为湿空气：湿空气＝干空气(g)＋水蒸气(q)为了研究和计算的方便，假设我们周围的湿空气是理想气体：就是气体分子不占有空间的质点，分子间没有相互作用力。
而湿空气中的水蒸气是处于过热状态，而数量微少，分压力很低，比容很大。
因此理想气体状态方程式也适用于湿空气：而作为理想气体，有以下性质： p = pg + pq m=mg+mq ρ=ρg+ρq ‘i = ig + iqT = Tg = Tq, V = Vg = Vqp 、pg 、 pq —分别为湿空气,、干空气（g ）、水蒸汽(q)压力，Pa ； m 、mg 、mq —分别为湿空气、干空气、水蒸汽的质量，Kg ； Rg 、 Rq —分别为干空气及水蒸汽的气体常数， Rg=287J/Kg·K ； Rq=461J/Kg·K ρ、ρg 、ρq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的密度，Kg/m3 ‘h 、hg 、hq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的焓 T 、Tg 、Tq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的温度 V 、Vg 、Vq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的体积湿空气是由干空气和水蒸汽组成，而干空气的成分变化一般不大，而且没有相变，因此比较容易处理，而水蒸汽会随环境的变化而变化，而且达到饱和状态时还会凝结出水分，因此处理比较复杂，而为了理解水蒸气对湿空气的影响，先了解下面几个概念： 大气压力（p/B ）一般定义是：以北纬45度处海平面的全年平均气压为一个标准大气压力（或物理大气压），p/B=101325Pa ，要注意的是，随着海拔的升高，大气压力不断下降，这时用标准大气压力得出的相关参数就不能再使用了，因为随着压力的下降，湿空气的密度也随着下降，因此，相同容积的湿空气经过风机后全压也会下降，见下式，这时需换算出对应值：另外，大气压力是测试出来的，因此： 绝对压力=当地大气压力+工作压力（表压），这里如果不注明，都指的是绝对压力。
湿空气的焓湿图应用 (2)
湿空气的焓湿图关键词湿空气的焓湿图概念构成湿空气的焓湿图将一定大气压力B下的t、d、ψ、i 、Pq等湿空气的状态参数之间的关系用图表示出来，图中的每一个点代表了湿空气的一个状态，每一条线代表了湿空气的一个变化过程，湿空气的焓湿图在空气调节中具有非常重要的作用，它是用图形的形式表示湿空气状态变化的过程和空气处理过程，简称h-d图。
下面为焓湿图湿空气焓湿图的构成湿空气焓湿图中，以含湿量d为横坐标，空气焓值i为纵坐标，而坐标夹角为135 ℃,取i=0 ℃时，d=0, 为坐标原点。
在焓湿图上有d、i、t、φ、四个指标，通过其中的2指标就能确认空气的状态点，具体的应用见湿空气焓湿图的应用。
现主要介绍图中主要几条线。
（1）等温线：接近水平的线族，t=c等温线是根据公式i =1.01t + 0.001d (2500 + 1.84t)绘制的，因1.01 t为截距，（2500 + 1.84t）是斜率，随着t的变化，斜率也有变化，但因为1.84t的数值比2500小的多，t的变化对等温线影响很小，所以等温线可以看似平行线，但不是平行线。
（2）等相对湿度线：曲线族，φ=c等相对湿度线d=0.622φP qb/(B-P qb)绘制而成，从公式可以看出，相对湿度（ϕ）线就是用上式绘制的一组曲线。
ϕ=100%时称为饱和空气线，此时的空气被水汽所饱和。
（3）等焓线：向左上方倾斜的线族，i=c平行于横轴（斜轴）的一系列线，每条直线上任何点都具有相同的焓值。
（4）等含湿量线：坚直的线族，d=c为一系列平行于纵轴的垂直线，每条线上任何一点都具有相同的湿含量。
（5）等水蒸汽分压力线：与等含湿量线平行的线族，Pq=c等水蒸汽分压力线由公式P q=Bd(0.622+d)绘制，当大气压B为定值时，水蒸汽分压力线仅取决于焓湿量d的值，因此，在含湿量线上方绘制一条水平线。
（6）热湿比线：热湿比ε=Δi/Δd用来表示空气状态变化的过程线的斜率，热湿比ε与起始的位置无关，因此起始的位置不同只要斜率相同，其变化必定相互平行。
湿空气的焓湿图（I-H图）及其应用
二、湿空气的焓湿图（I-H图）及其应用1．I-H图的构成图10-3是在总压力p＝100kPa下，绘制的I-H图。
此图纵轴表示湿空气的焓值I，横轴表示湿空气的湿度H。
图中共有五种线，分述如下。
（1）等焓（I）线平衡于横轴（斜轴）的一系列线，每条直线上任何点都具有相同的焓值。
（2）等湿度（H）线为一系列平行于纵轴的垂直线，每条线上任何一点都具有相同的湿含量。
（3）等干球温度（t）线即等温线将式（10-12）写成H01.1+=.1(+ttI)249088当t为定值，I与H成直线关系。
任意规定t值，按此式计算I与H的对应关系，标绘在图上，即为一条等温线。
同一条直线上的每一点具有相同的温度数值。
因直线斜率（1.88t+2490）随温度t的升高而增大，所以等温线互不平行。
（4）等相对湿度（ϕ）线由式（10-4）、式（10-6）可得：饱饱p p p H ϕϕ-=622.0等相对湿度（ϕ）线就是用上式绘制的一组曲线。
ϕ=100%时称为饱和空气线，此时的空气被水汽所饱和。
（5）水蒸汽分压（水p ）线由式（10－4）可得 H pH p +=622.0水它是在总压p ＝101.325kPa 时，空气中水汽分压水p 与湿度H 之间的关系曲线。
2．I-H 图的应用利用I-H 图可方便的确定湿空气的性质。
首先，须确定湿空气的状态点，然后由I-H 图中读出各项参数。
假设已知湿空气的状态点A 的位置，如图10-4所示。
可直接读出通过A 点的四条参数线的数值。
可由H 值读出与其相关的参数水p 、露t 的数值，由I 值读出与其相关的参数湿t ≈绝t 的数值。
通常根据下述条件之一来确定湿空气的状态点，已知条件是：（1）湿空气的温度t 和湿球温度湿t ，状态点的确定见图9-5（a ）。
（2）湿空气的温度t 和露点温度露t ，状态点的确定见图9-5（b ）。
（3）湿空气的温度t和相对湿度 ，状态点的确定见图9-5（c）。
【例题9－2】课堂练习：习题10-3小结：湿空气的性质及湿度图的应用。
湿空气焓湿图及应用
GA hA GB hB Gc hC 能量平衡：
GAd A GB dB Gc dC 湿量平衡：
联解上面的方程式可得：
hB hC GA GB hC hA
d B dC GA GB dC d A
综合以上两式可得 GA hB hC d B d C GB hC hA dC d A hB hC h hA C 即可以推出 d B dC dC d A
压缩机 注：单向阀具有单
向导通、反向 空调器室外机组 截止的作用
冷暖空调的制热原理
过热蒸气经过四通阀的换向作用 制热工作时，压缩机将制冷剂 液体制冷剂在蒸发器中吸热蒸发， 蒸气在冷凝器中放热冷凝，由风 冷凝后的制冷剂经单向阀、干燥 蒸发后的气体经四通阀返回到压 直接进入室内，原蒸发器变为冷 压缩成过热蒸气 扇将冷凝器周围的热气吹向室内 其周围的冷空气由风扇吹出 过滤器、毛细管到达室外蒸发器 缩机中，如此往复维持制热循环 凝器 4
1.2 焓湿图的应用
一、 湿空气焓湿图（psychrometric chart) (
hd
焓-含湿量图上有下述图线
①等含湿量线（isohume ）为一组垂直线。 ②等焓线（isoenthalpy）一组与垂直线成135°的直线。 ③等温线（isotherm ）当温度为定值时，焓h和含湿量 d之间保存线性关系，故定温线为一组直线，但不同温度 的定温线其斜率不同。 ④等相对湿度线。一组曲线 ⑤含湿量与水蒸气分压力的换算关系线，即pv＝f(d)线。 该线给出了pv与d的对应数值。
吸收式制冷
特定空间冷热负荷及送风量确定与计算 空气的处理方法与装置的选择 空调系统形式的确定与设计 气流组织设计与风口选择 空调水系统
空调冷热源
《湿空气及焓湿图》课件
本次课件将深入浅出地解释湿空气和焓湿图的相关内容，展示其广泛的应用 和不可替代的价值。
什么是湿空气？
水蒸气是什么？
水蒸气是一种气体状态的水分子聚集体，是空气中 的重要组分之一。
湿度是什么？
湿度是空气中水蒸气的含量。湿度越高，相对含水 量就越大。
为什么关注湿空气？
湿气会影响我们的生活和工作，了解湿空气对空调、 食品加工、能源开发等领域的作用非常重要。
在食品加工生产中的应用
焓湿图可帮助分析热风烤箱的干燥性能、选择 最合适的干燥工艺条件、预测干燥时间和热风 温度、评估烘干质量。
在环境测试中的应用
根据焓湿图，可预测室内外空气湿度与温度变 化，评估空气干燥设备的性能及研究串流处理 空气的节能效果等。
在能源开发中的应用
通过焓湿图，可分析水汽流变情况，建立矿井 湿空气动态模型，用于预测和监测水汽运移和 沉积形势，评估利用湿空气能源开发水力及其 他新能源的可行性及其持久性。
饱和水蒸气压和相对湿度的关系
1
饱和水蒸气压是什么？
代表水在某一温度下达到气液平衡时，水蒸气对应于该温度下的压强。
2
相对湿度是什么？
在一定温度下，空气所含的水蒸气量与同一温度下所能容纳的最大水蒸气量之比。 相对湿度越高，空气中所含水分越多。
3
饱和线和湿度线
饱和线和相对湿度线交点形成了“露点线”，“干湿球温度差”和“湿度”决定了该点 在图中的位置。
焓湿图中的温湿度操作方法
在调节空调、烘烤、出炉等过程中，使用焓湿图读 点法、横向读线法和纵向读线法等不同方法，根据 图中曲线、线段、点的位置，以求达到想要的温湿 度效果。
为准确测量和维护理想的湿度和温度，建议使用高 质量的温湿度计，如常规的干湿球温度测量计、电 子式的光学测量计或其他高端传感器。
第1章湿空气焓湿图
▪ 特点：含量比较稳定、在研究时允许看成一个整体
▪ 水蒸汽：江河湖海、生产、新陈代谢等 百分比不稳定、随海拔、地区、季节、气候 等因素影响 含量少（但对状态变化影响很大）
“干”--- “湿”
二、空气的状态参数
标准大气压：通常以纬度45o处的海平面上，全 年平均气压为1标准大气压。
绝对压力、工作压力（表压力）的区别与联系
2 水蒸汽分压力（Pq) Steam Partial e
由道尔顿定律分压定律
湿空气的总压力为p
✓空气中的水蒸汽占有与干空气相同的体积，它 的温度等于空气的温度。显然，空气中水蒸汽的 含量越高，它的分压力也越大。 ✓所以从气体分子运动论的观点来看，水蒸汽 分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少。
第一章 湿空气的物 理性质和焓湿图的应用
❖ 湿空气的组成和物理性质 ❖ 湿空气的焓湿图(Psychrometric
Chart) ❖ 干、湿球温度
(Dry-bulb,Wet-bulb Temperature) ❖ 焓湿图的应用
第一节 湿空气的状态参数
一、空气的组成 ▪ 自然界的空气是由干空气和水蒸汽组成的混合物，称为
✓ d仅随水蒸汽多少而改变，可以比较准确表达 湿空气中的水蒸汽量。
✓ 湿空气计算时，以含有1Kg干空气的湿空气作 为计算基础。1kg干空气带d Kg水蒸汽，这时 1kg干空气的湿空气重量是（1+d）kg。
3、相对湿度(Relative Humidity) 湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸 气压力之比
✓ 一定温度下，水蒸汽越多，空气越潮湿，Pq越大；超过 某一限量时，多余的水蒸汽会从空气中析出，水蒸汽含 量达到最大极限，处于饱和状态，称饱和空气。（注意 饱和的含义）。
湿空气的物理性质与焓湿图
0.00348 B T
0.00348101325 293
1.204kg / m3
14
（2）、由表2.1查，20°C的水蒸汽饱和压力 为Pq.b=2331Pa。则由
g
q
0.003484
B 0.00134 T
Pq T
Pq 100%
Pq.b
0.003484101325 0.00134 0.9 2331 1.195kg / m3
293
293
15
2、试求例一（2）中空气的含湿量及焓 值
16
解答：
d 0.622 Pq.b B Pq.b
含湿量
由： i C p.g t (2500 C p.g t)d 1.01t d (2500 1.84t)
或 i (1.011.84d)t 2500d
7
返回
含湿量
含湿量：含有1kg干空气中的湿空气所带 有的水蒸气的质量
d mq mg
由Vg=Vq=V Tg=Tq=T ，以及Rg=287 J ／(kg·K) Rq＝46l J／(kg·K)
d R g pq 287 pq 0.622 pq
Rq pg 461pg
pg
当大气压力B一定时，水汽分压力 Pq只取决 于含湿量d
湿空气的物理性质和h-d图的应用 2020/3/1
1
本节主要内容
➢ 湿空气的概念 ➢ 湿空气的基本状态参数 ➢ 湿空气的焓湿图 ➢ 湿球温度及露点温度 ➢ 焓湿图的应用
2
1. 湿空气的概念
• 什么是湿空气?
– 大气＝干空气＋水蒸气
• 常温常压下湿空气可看作是理想气体:
– 水蒸气是过热状态，分子无体积，分子间无 内聚力: (P 10 MPa) PV=RT
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相对湿度φ
相对湿度是另一种度量湿空气水蒸气含量的 间接指标。 • 它指空气中的水蒸气分压力与同温度下饱 和水蒸气分压力之比，它表示空气接近饱 和的程度。相对湿度大，说明空气潮湿， 接近饱和状态，吸收水蒸气的能力弱，相 对湿度小，说明空气干燥，远离饱和状态， 吸收水蒸气的能力强。
焓湿图的应用
• 两种不同状态的空气混合后的状态参数可以通过计 算的方法确定，也可以在h-d图上用作图法来确定。 下面举例说明
• 我们可以得到以下的结论：“两种不同状态的空气 混合混合状态点（C）必定位于原状态点（W，N） 的连线上，该点（C）将连线分成两段（CW， NC），而两线段的长度比和参与混合的两种空气 的质量（qmw，qmn）成反比。混合点C接近质量 大的空气状态点一端。
举例
• 用2份体积参数为33℃/28℃的空气与3份 体积参数为20℃/18℃的空气混合，
算出混合后，空 气的参数为 25.2 ℃ /22.2 ℃
思考题
• 当空气通过电加热器获得热量时，提高了 室内温度而使室内空气（ B ） （A） 含湿量减少（B）相对湿度减少 （C）相对湿度增大（D）含湿量增加 • 湿空气中所含水蒸气减少，则其相对湿度 随之减少。（ Ⅹ ）
结束
谢谢
中央空调基础知识入门
湿空气的认识与焓湿图的简单应用
湿空气的性质
• 干空气与水蒸汽的混合物称为湿空气
• 常用的基本参数为：压力、温度、密度、 含湿量、相对湿度和焓
含湿量
• 指1KG干空气所伴有的水蒸汽的质量，用 符号d表示，单位为Kg/Kg干空气。 含湿量可以确切的表示湿空气中实际 含有的水蒸气量的多少。 所以在空气调节中常用含湿量的变化 来表