空气的状态参数

我们常说的空气是干空气和水蒸气的混合物。

空气中水蒸气含量的变化对空气的干燥和潮湿程度会产生重要影响，从而对人的舒适感及健康、产品产量和质量、生产工艺过程、设备状况、处理空气的能耗等都有极大的影响。

基于上述种种原因，平时可以忽略的空气中的水蒸气，在空调范畴里不仅不能忽略而且还要把它放在非常重要的地位来对待。

空气除了组成、性质、状态等定性的描述外，为便于对其进行处理和调控，还需要有对空气进行定量分析和描述的物理量，欢迎关注微信公众号：郭鹏学暖通。称为空气的状态参数。

状态参数通常是指识别某一个或某一类客观事物的数值特征或数量特征的度量。可以说每一个客观的物体都有其特定的“状态参数”。

从空调的目的出发，主要从压力、温度、湿度和能量特性四个方面来描述空气的状态，所涉及的参数即为空气的状态参数。

温度： 露点温度t _L 、干球温度t、湿球温度t _S 。

湿度： 含湿量d、相对湿度φ。

压力： 大气压力B、水蒸气分压力P _q 、饱和水蒸气分压力P _q ，b。

焓： h。

露点温度

任一状态的未饱和空气，在保持所含水蒸气量不变的条件下，使其温度逐渐降低，当温度低于某一个临界温度时，空气中的水蒸气便开始凝结出来，这个临界温度就称为这个状态空气的露点温度。

露点温度通常用t _L 表示，单位为℃。

在含湿量不变时，空气温度下降，由未饱和状态变为饱和状态，此时空气的相对湿度φ= 1O0％。在空调技术中，把空气降温至露点温度，达到除湿干燥空气的目的。

湿度

在空调工程中，测量和调节空气的湿度是仅次于温度控制的重要任务，尤其是需要知道空气中水蒸气的含量有多少和某一状态空气吸收水蒸气的能力有多大时。这两种情况可以分别用含湿量d和相对湿度φ这两个湿度类状态参数来度量。

含湿量定义为每千克干空气中含有的水蒸气量。

相对湿度定义为空气中的水蒸气分压力与相同温度下饱和空气的水蒸气分压力之比。

含湿量这个参数只能反映空气中水蒸气量含量的多少，不能直观地反映空气是否饱和，即是否还能容纳水蒸气。

焓

焓表示空气含有的总热量。

在空调工程中，最常见的空气处理过程是冷却或加热空气，经常会碰到诸如将空气从30℃冷却到20℃需要多少冷量，或将5℃的冷空气加热到20℃需要多少热量之类的问题。

焓是代表空气能量状态的参数,并能进行空气能量变化的计量。

焓严格来说应称为比焓或质量焓，但工程上常简称为焓，用h表示。

空气状态参数之间的关系

通常在进行空调方面的计算时，一般都认为大气压力基本不变。在大气压力不变的条件下，理论上知道下面五个(组)参数中的任意两个(组)，就可以利用公式求解出其余的几个(组)参数，这两个(组)参数称为独立参数。

1)干球温度或饱和水蒸气分压力(此两者为非独立参数)，两者任知其一。

2)湿球温度。

3)含湿量或水蒸气分压力或露点温度(此三者为非独立参数)，三者任知其一。

4)相对湿度。

5)焓。

已知温度t和含湿量d，求解焓h的公式：

从式可看出，空气的焓不仅与温度有关，还与其所含水蒸气的多少有关，因此在空调工程中，空气被处理时焓增加、减少还是不变，要由温度和含湿量二者的变化情况决定。

已知干球温度t(饱和水蒸气分压力 P _q ，b )和相对湿度φ，求解含湿量d的公式：

空气的焓湿图

焓湿图最基本的应用是查找参数。此外，焓湿图还可以用于判断空气的状态、表示空气的状态变化和处理过程等。

焓湿图看上去比较复杂，实际上只有6种线条：

① 45°的等焓线；

② 垂直的等含湿量线；

③ 近似水平的等温线；

④ 弧型的等相对湿度线；

⑤ 水蒸气分压力线；

⑥ 热湿比线。

等相对湿度线的绘制要借助等t线和等d线来确定。

  例如绘制80%的等相对湿度线，首先选择一个温度，例如10℃，查附录A得到该温度下的饱和水蒸气分压力P _qb ，根据公式计算d。

  这样，由选择的t和计算得的d就确定了一点，再计算下一个温度确定另一点，最后把所有点连接起来就绘制出80%的等相对湿度线了。

关于焓湿图，需要特别注意以下几点

1)饱和空气线即相对湿度为100%的等相对湿度线，见上图中最右下方的弧线。

这条弧线通常称为“饱和线”，其上每一点都是空气的饱和状态。

饱和空气的一个特点就是干球温度、湿球温度、露点温度完全相等。

2)大部分焓湿图中没有画出等湿球温度线。

因为等湿球温度线与等焓线基本平行，欢迎关注微信公众号：郭鹏学暖通。故工程上近似地用等焓线代替等湿球温度线，即过某一点的等湿球温度线就是过该点的等焓线。

3)焓湿图中也没有等露点温度线。

等含湿量线就是等露点温度线。因为露点温度的定义已说明含湿量相同的状态点，露点温度均相同。

空气干球温度、湿球温度和露点温度在焓湿图上的查找方法

2.热湿比和热湿比线

为了说明空气状态变化的方向和特征，常用空气状态变化前后的焓差Δh和含湿量差Δd的比值来表示。这个比值称为热湿比ε(单位为kJ/kg) ，也称为角系数，即：

在空调过程中，空气常常由一个状态(A)变为另一个状态(B)。在整个状态变化过程中，如果空气的热湿变化是同时进行的，那么在焓湿图上，状态A和状态B之间的直线连线就是空气状态变化的过程线，称为热湿比线。

从热湿比的定义式可知，ε实际上是直线的斜率。而直线的斜率与直线的起始位置无关，两条斜率相同的直线必然平行。

根据直线斜率的特性，在焓湿图上以任意点为中心作出一系列不同值的ε标尺线，实际应用时，只需把等值的ε标尺线平移到空气状态点，就可画出该空气状态的变化过程线了。该作法称为平行线法(参见下图)。

热湿比线的另一种作法是辅助点法(下图)

在焓湿图上找到空气的初状态点A。

任取一个Δd值，则可计算出Δh＝εΔd。

在焓湿图上找到比A点的焓值大Δh的等焓线，和比A点的含湿量值大Δd的等含湿量线，以及这两条线的交点B。

连接A、B两点，这条连线就是所要作的热湿比线。