焓湿图是暖通空调(HVAC&R)领域表征湿空气状态及热力过程的核心工具,通过图形化方式整合湿空气的关键热力学参数,为空调系统设计、运行调节及节能分析提供直观依据,是行业技术人员必备的基础工具。

一、焓湿图的组成结构

焓湿图以湿空气的含湿量(d)为横坐标、焓(h)为纵坐标,采用斜坐标体系绘制,核心组成包括:

1、坐标体系

横坐标为含湿量(单位:kg/kg干空气),纵坐标为焓(单位:kJ/kg干空气),纵轴与横轴呈135°夹角,确保图表参数分布合理。

2、等值线簇

含湿量线(垂直于横轴的平行线)、焓线(平行于纵轴的平行线)、干球温度线(倾斜直线,由左下向右上延伸)、相对湿度线(向上凸的曲线簇,含φ=0%干空气线和φ=100%饱和空气线)、露点温度线(与含湿量线重合,标注对应露点温度值)、湿球温度线(倾斜曲线,接近饱和线且斜率小于干球温度线)。

3、辅助参数区

图表右侧或下方标注大气压力(通常取标准大气压101.325kPa)及水蒸气分压力与含湿量的换算关系。

二、核心参数物理意义

1、干球温度(t)

普通温度计测量的湿空气实际温度,反映空气的冷热程度,是空调设计的核心目标参数。空调箱设计时,风量乘以干球温差反映处理过程的显热变化。

2、湿球温度(t_w)

湿球温度计测量的温度,通常低于干球温度,二者的差值反映空气的热湿交换能力。当干球温度降至湿球温度时,说明空气中的水分达到饱和。

3、露点温度(t_d)

空气冷却至饱和时的温度,是判断结露现象的关键参数。空调机组表冷器内通入低于空气露点温度的冷水时,可以同时降温和除湿。

4、含湿量(d)

又称绝对含湿量,单位质量干空气中所含水蒸气的质量,直接体现空气湿度水平。空调箱设计时,风量乘以含湿量差就是除湿量或加湿量,换算为热量就是处理过程的潜热变化。

什么是焓湿图,焓湿图的组成、参数及应用

5、相对湿度(φ)

空气中实际水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气分压力的比值,反映空气的潮湿程度,也是空调设计的核心目标参数。

6、水蒸气分压力(p_v)

湿空气中水蒸气单独产生的压力,与含湿量直接相关。

7、焓(h)

单位质量干空气与所含水蒸气的总热量,是空调负荷计算的核心参数。空调箱设计时,风量乘以焓差反映处理过程的全热变化,等于显热与潜热之和。

三、焓湿图的工程应用

1、空调系统设计

根据室内外空气状态参数(如t、φ),在焓湿图上确定空气处理过程(如加热、冷却、加湿、除湿)的焓差,计算冷热负荷及加湿量。

2、空气处理设备选型

通过焓湿图分析空气经过换热器、加湿器等设备后的状态变化,确定设备的处理能力(如冷却除湿量、加湿量)。

3、运行调节与故障诊断

对比实际运行参数与设计参数在焓湿图上的位置,判断系统是否存在过冷、过热、加湿不足等问题,优化运行策略。

4、节能分析

通过焓湿图分析新风比、回风利用等方案对系统能耗的影响,选择最优节能方案。

5、结露判断

根据设备表面温度与空气露点温度的关系,判断是否会产生结露,指导保温层设计及设备安装位置选择。

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