空調的任務是對一定環(huán)境的空氣的溫度、濕度、氣流速度及空氣的潔凈度進行調節(jié)。
空氣既是需要利用空調技術對特定空間空氣環(huán)境進行調節(jié)和控制的主體，又是空調工程中需要根據(jù)不同要求進行熱濕處理的對象。
因此，全面、深入地了解空氣的特性，熟悉反映空氣狀態(tài)的參數(shù)及相互間關系的線圖，會熟練運用焓濕圖是學習和掌握中央空調技術的重要基礎。
空氣的狀態(tài)參數(shù)
我們常說的空氣是干空氣和水蒸氣的混合物。
空氣中水蒸氣含量的變化對空氣的干燥和潮濕程度會產生重要影響，從而對人的舒適感及健康、產品產量和質量、生產工藝過程、設備狀況、處理空氣的能耗等都有極大的影響。
基于上述種種原因，平時可以忽略的空氣中的水蒸氣，在空調范疇里不僅不能忽略而且還要把它放在非常重要的地位來對待。
空氣除了組成、性質、狀態(tài)等定性的描述外，為便于對其進行處理和調控，還需要有對空氣進行定量分析和描述的物理量，稱為空氣的狀態(tài)參數(shù)。
狀態(tài)參數(shù)通常是指識別某一個或某一類客觀事物的數(shù)值特征或數(shù)量特征的度量?？梢哉f每一個客觀的物體都有其特定的“狀態(tài)參數(shù)”。
從空調的目的出發(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)。
溫度：露點溫度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。
露點溫度
任一狀態(tài)的未飽和空氣，在保持所含水蒸氣量不變的條件下，使其溫度逐漸降低，當溫度低于某一個臨界溫度時，空氣中的水蒸氣便開始凝結出來，這個臨界溫度就稱為這個狀態(tài)空氣的露點溫度。
露點溫度通常用tl表示，單位為℃。
在含濕量不變時，空氣溫度下降，由未飽和狀態(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，此時空氣的相對濕度φ= 100％。在空調技術中，把空氣降溫至露點溫度，達到除濕干燥空氣的目的。
濕度
在空調工程中，測量和調節(jié)空氣的濕度是僅次于溫度控制的重要任務，尤其是需要知道空氣中水蒸氣的含量有多少和某一狀態(tài)空氣吸收水蒸氣的能力有多大時。這兩種情況可以分別用含濕量d和相對濕度φ這兩個濕度類狀態(tài)參數(shù)來度量。
含濕量定義為每千克干空氣中含有的水蒸氣量。
相對濕度定義為空氣中的水蒸氣分壓力與相同溫度下飽和空氣的水蒸氣分壓力之比。
含濕量這個參數(shù)只能反映空氣中水蒸氣量含量的多少，不能直觀地反映空氣是否飽和，即是否還能容納水蒸氣。
焓
焓表示空氣含有的總熱量。
在空調工程中，最常見的空氣處理過程是冷卻或加熱空氣，經常會碰到諸如將空氣從30℃冷卻到20℃需要多少冷量，或將5℃的冷空氣加熱到20℃需要多少熱量之類的問題。
焓是代表空氣能量狀態(tài)的參數(shù),并能進行空氣能量變化的計量。
焓嚴格來說應稱為比焓或質量焓，但工程上常簡稱為焓，用h表示。
空氣狀態(tài)參數(shù)之間的關系
通常在進行空調方面的計算時，一般都認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)稱為獨立參數(shù)。
1)干球溫度或飽和水蒸氣分壓力(此兩者為非獨立參數(shù))，兩者任知其一。
2)濕球溫度。
3)含濕量或水蒸氣分壓力或露點溫度(此三者為非獨立參數(shù))，三者任知其一。
4)相對濕度。
5)焓。
已知溫度t和含濕量d，求解焓h的公式：
從式可看出，空氣的焓不僅與溫度有關，還與其所含水蒸氣的多少有關，因此在空調工程中，空氣被處理時焓增加、減少還是不變，要由溫度和含濕量二者的變化情況決定。
已知干球溫度t(飽和水蒸氣分壓力pq，b)和相對濕度φ，求解含濕量d的公式：
空氣的焓濕圖
焓濕圖最基本的應用是查找參數(shù)。此外，焓濕圖還可以用于判斷空氣的狀態(tài)、表示空氣的狀態(tài)變化和處理過程等。
焓濕圖看上去比較復雜，實際上只有6種線條：
① 45°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。
等相對濕度線的繪制要借助等t線和等d線來確定。
例如繪制80%的等相對濕度線，首先選擇一個溫度，例如10℃，查附錄a得到該溫度下的飽和水蒸氣分壓力pqb，根據(jù)公式計算d。
這樣，由選擇的t和計算得的d就確定了一點，再計算下一個溫度確定另一點，最后把所有點連接起來就繪制出80%的等相對濕度線了。
關于焓濕圖，需要特別注意以下幾點;
1)飽和空氣線即相對濕度為100%的等相對濕度線，見上圖中最右下方的弧線。
這條弧線通常稱為“飽和線”，其上每一點都是空氣的飽和狀態(tài)。
飽和空氣的一個特點就是干球溫度、濕球溫度、露點溫度完全相等。
2)大部分焓濕圖中沒有畫出等濕球溫度線。
因為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，即過某一點的等濕球溫度線就是過該點的等焓線。
3)焓濕圖中也沒有等露點溫度線。
等含濕量線就是等露點溫度線。因為露點溫度的定義已說明含濕量相同的狀態(tài)點，露點溫度均相同。
空氣干球溫度、濕球溫度和露點溫度在焓濕圖上的查找方法
熱濕比和熱濕比線
為了說明空氣狀態(tài)變化的方向和特征，常用空氣狀態(tài)變化前后的焓差δh和含濕量差δd的比值來表示。這個比值稱為熱濕比ε(單位為kj/kg) ，也稱為角系數(shù)，即：
在空調過程中，空氣常常由一個狀態(tài)(a)變?yōu)榱硪粋€狀態(tài)(b)。在整個狀態(tài)變化過程中，如果空氣的熱濕變化是同時進行的，那么在焓濕圖上，狀態(tài)a和狀態(tài)b之間的直線連線就是空氣狀態(tài)變化的過程線，稱為熱濕比線。
從熱濕比的定義式可知，ε實際上是直線的斜率。而直線的斜率與直線的起始位置無關，兩條斜率相同的直線必然平行。
根據(jù)直線斜率的特性（公眾號 機電人脈），在焓濕圖上以任意點為中心作出一系列不同值的ε標尺線，實際應用時，只需把等值的ε標尺線平移到空氣狀態(tài)點，就可畫出該空氣狀態(tài)的變化過程線了。該作法稱為平行線法(參見下圖)。
熱濕比線的另一種作法是輔助點法(下圖)
在焓濕圖上找到空氣的初狀態(tài)點a。
任取一個δd值，則可計算出δh＝εδd。
在焓濕圖上找到比a點的焓值大δh的等焓線，和比a點的含濕量值大δd的等含濕量線，以及這兩條線的交點b。
連接a、b兩點，這條連線就是所要作的熱濕比線。
焓濕圖的應用
對于空調專業(yè)人員來說，焓濕圖是一個重要的工具，無論是工程設計、系統(tǒng)調試，還是運行管理，都需要用到焓濕圖。
焓濕圖的應用主要包括
確定空氣所處狀態(tài)
查找空氣狀態(tài)參數(shù)
分析空氣狀態(tài)變化過程
確定兩種不同狀態(tài)空氣混合后的狀態(tài)點
確定空氣狀態(tài)及查找參數(shù)
根據(jù)任意兩個獨立的空氣狀態(tài)參數(shù)，就可以在焓濕圖上找到相應的狀態(tài)點，并可判斷出空氣是處于什么狀態(tài)，還可查找出其他的狀態(tài)參數(shù)。
【例1-2】
已知某日氣象臺預報的天氣溫度是30℃，相對濕度是60%。
1）在焓濕圖中標出相應狀態(tài)點。
2）查出該狀態(tài)空氣的其余參數(shù)。
3）畫出過此狀態(tài)點的等濕球溫度線和等露點溫度線。
【解】
1)在焓濕圖上找到30℃等溫線與60%等相對濕度線的交點a。
2)由過a點的45°斜線查得其焓為71kj/kg干，過a點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。
3)過a點作等濕球溫度線(其實就是等焓線并以虛線表示)，與飽和線相交于b點。由于飽和線上的干球溫度與濕球溫度相同，故b點的干球溫度也就是b點的濕球溫度,也即a點的濕球溫度為23.9℃。
4)過a點作等露點溫度線(其實就是等含濕量線并以點劃線表示)，與飽和線相交于c點。由于飽和線上的干球溫度與露點溫度相同，故c點的干球溫度也就是c點的露點溫度，也是a點的露點溫度，為21.8℃。
5)找到30℃等溫線與飽和線的交點d，d點的水蒸氣分壓力即為a點的飽和水蒸氣分壓力，其值為42.2×102pa。
【例1-3】
為了知道某房間內空氣的狀態(tài)，使用一個干濕球溫度計進行實測，測得干球溫度為30℃，濕球溫度為20℃。求該房間內空氣的其他參數(shù)。
【解】
1）先在飽和線上找到干球溫度為20℃的狀態(tài)點b，由于b點在飽和線上，此點的干球溫度與濕球溫度相等，故b點的濕球溫度也為20℃。
2)過b點，作等濕球溫度線(近似以等焓線代替)，與30℃的等溫線相交于a點，此點就是房間內空氣的狀態(tài)點。由于a點在飽和線的上部區(qū)域，故房間空氣為未飽和空氣。
3)其余參數(shù)的查找方法參見例1-2。
表示空氣的狀態(tài)變化過程
空調的一個基本任務就是對空氣進行這樣和那樣的“加工”，例如將冬季的室外冷空氣加熱；將夏季的室外熱空氣冷卻；對空氣進行除濕或加濕等，這些對空氣的加工過程統(tǒng)稱為“熱濕處理”。
熱濕處理過程中空氣的狀態(tài)要發(fā)生變化，因為空氣的每個狀態(tài)在焓濕圖上都可以用一個點來表示，而連續(xù)的點就是線，因此空氣狀態(tài)變化的情況可以在焓濕圖上用線條表示出來。
(1)加熱過程
是等濕加熱過程或等含濕量加熱過程的簡稱。
特點 空氣的含濕量保持不變(db=da，即δd＝0)，但溫度升高，焓增加(hb＞ha，即δh＞0)。
在焓濕圖上用垂直向上的直線a－b表示。
空氣狀態(tài)變化的熱濕比值為：
空氣通過電加熱器和熱水或蒸汽加熱器時所發(fā)生的狀態(tài)變化過程即為加熱過程。
加熱器的加熱量為：
q = qm(hb – ha) kw
式中 qm——空氣的質量流量，單位為kg/s。
(2)冷卻過程
凡是空氣在狀態(tài)變化過程中溫度要降低的過程統(tǒng)稱為冷卻過程，按冷卻過程是否有結露現(xiàn)象發(fā)生，冷卻過程又可分為干冷過程和濕冷過程兩種。
1)干冷過程
即等濕冷卻過程或稱等含濕量冷卻過程。
特點 空氣的含濕量保持不變(dc=da，即δd＝0)，但溫度降低(不低于露點溫度)，焓減小(hc＜ha，即δh＜0)。
在焓濕圖上用垂直向下的直線a－c表示。
空氣狀態(tài)變化的熱濕比值為：
空氣通過制冷裝置的蒸發(fā)器或空調設備的表冷器、冷卻盤管時無結露現(xiàn)象發(fā)生，以及與溫度為tl的水進行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均為干冷過程。
在干冷過程中空氣放出的熱量也即處理空氣所需要的冷量為：
q = qm( hc - ha) kw
2)濕冷過程
又稱為減焓減濕過程。
特點：空氣的溫度要降低到其露點溫度以下，因此會有結露現(xiàn)象發(fā)生，這就意味著空氣的含濕量要減少(dc ＜da，即δd＜0)。
濕冷過程在焓濕圖上一般用直線a－c''表示。(空氣狀態(tài)的實際變化過程是先由a點到飽和線上的c''點，再保持飽和狀態(tài)由c''點減含濕量變化到c''點)。
由于濕冷過程不僅空氣的焓要減小(δh ＜0)，含濕量也要減少(δd ＜0),因此其熱濕比值為：
空氣通過制冷裝置的蒸發(fā)器或空調設備的表冷器、冷卻盤管時，有結露現(xiàn)象發(fā)生以及與溫度低于tl的水進行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均為濕冷過程。
濕冷過程是夏季空調中最常用的空氣熱濕處理過程。在此過程中，空氣放出的熱量也即處理空氣所需要的冷量(又稱為制冷量)為：
q = qm ( hb''- ha) kw
濕冷過程凝結出的水蒸氣量為：
w = qm(db''- da) g/s
(3)等焓過程
凡是空氣在狀態(tài)變化過程中焓保持不變的過程統(tǒng)稱為等焓過程或絕熱過程。
按空氣在等焓變化過程中含濕量是增加還是減少，等焓過程又分為等焓加濕過程和等焓減濕過程兩種。
1)等焓加濕過程
特點 焓不變(δh＝0)，含濕量增加(δd＞0)。
又稱為絕熱加濕過程。
在焓濕圖上 用45°的直線a－d表示。
在等焓加濕過程中，空氣狀態(tài)變化的焓濕比值為
當往空氣中噴霧(微小水滴)加濕時，工程上把此過程當作等焓加濕過程對待。同理，水在空氣中的自然蒸發(fā)，工程上也當作等焓加濕過程對待。
空氣經霧化式或自然蒸發(fā)式加濕裝置處理，或與溫度為ts的水進行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均按等焓加濕過程對待。
等焓加濕過程對空氣的加濕量為：
w = qm(dd – da) g/s
2)等焓減濕過程
特點 空氣的焓不變(δh＝0)，含濕量減少(δd＜0)，
在焓濕圖上用45°直線a－e表示。
空氣狀態(tài)變化的焓濕比值為：
用固體吸濕劑(如硅膠)處理空氣時，工程上近似按等焓減濕過程對待。
該過程從空氣中除去的濕量為：w = qm(de – da) g/s
(4)等溫加濕過程，簡稱等溫過程
特點 空氣的溫度不變，含濕量增加，在焓濕圖上用接近水平的直線a-f表示。
工程上把對空氣進行噴蒸汽加濕處理的過程視為等溫加濕過程。
該過程的加熱量為：q = qm(hf－ ha) kw
該過程的加濕量為：w = qm(df－ da) g/s
①加熱過程 a→b
②冷卻過程 a→c
干冷過程 a→c
濕冷過程 a→c′
③等焓過程
等焓加濕過程 a→d
等焓減濕過程 a→e
④等溫過程 a→f
例：考察一個等濕降溫過程，設空氣初狀態(tài)的干球溫度為33℃，含濕量為14g/kg干。查焓濕圖，求當空氣終狀態(tài)的干球溫度分別為33℃、28℃、21℃和19.4℃時，相應的濕球溫度、露點溫度、相對濕度和焓。
暖通設計中焓濕圖運用
通過焓濕圖，可以確定濕空氣的狀態(tài)參數(shù)點，而且可以非常直觀地表示出濕空氣的狀態(tài)變化過程，這樣便于分析計算濕空氣的處理過程。
1、通過已知兩個空氣狀態(tài)參數(shù)，查詢另外其它參數(shù)。前面我們已經講過。舉例：試標出27，60%在焓濕圖上的點，并查詢其他參數(shù)。
（友情提醒：以下表格請手機橫屏查閱?。?br>空氣處理機組中各功能在焓濕圖中的體現(xiàn)
工程實例(夏季工況）
2、一次回風系統(tǒng)中計算送風量
通過焓濕圖，焓濕圖可以幫助工程、設備設計人員、清楚準確的描述空氣處理過程，標定送風溫度、計算送風量、計算焓差、計算冷量、加濕量，驗算設計的準確性。舉例如下：
例：某機房總余熱q=3314w，總余濕w=0.264g/s，要求室內參數(shù)維持在tn=22±1 ℃ ，φn=55 ±5%；求送風狀態(tài)和送風量。
（1） 求熱濕比ξ=q/w=3314/0.265=12600
（2） 在i-d圖上，標定房間回風溫度點n，畫熱濕比線，取送風溫差8 ℃，就可以得到送風溫度點o，送風露點l。i-d圖如下
（夏季工況）
送風量g=q/（in- i0 ）=3314/（46-36）=0.33kg/s=1426cmh
表冷器冷量：=g*（in- il）
加熱量=g* （io- il）
以上的例子是通過溫差法計算送風量，但在潔凈室的設計時一般是采用保證換氣次數(shù)的條件下，先得出風量再推算焓差，最后得出送風溫度點。以上只是焓濕圖應用的一點，在二次回風系統(tǒng)，全新風空調系統(tǒng)都可以應用，基本上所有的空氣處理過程都可以通過焓濕表現(xiàn)出來。
空氣的熱濕特性
1、濕空氣的組成
干空氣及一定量的水蒸氣的混合物稱為濕空氣。因為濕空氣中水蒸氣的含量很少，且一般處于過熱狀態(tài)。
濕空氣中的水蒸氣含量雖然較少，但其變化對環(huán)境產生重要影響。大氣中發(fā)生的雨、雪、霜、雹、霧、露等自然現(xiàn)象均由濕空氣中的水蒸氣的相變所致。因此研究濕空氣中水蒸氣含量的調節(jié)在空氣調節(jié)中占有重要地位。
2、濕空氣的主要參數(shù)及確定法—密度ρ
（1）濕空氣的密度ρ
密度ρ=干空氣密度與水蒸氣密度之和，即
ρ= ρg+ ρq =pg/rgt+pq/rqt（熱力學第一定律）=0.002484b/t-0.00134pq/t
b—大氣壓力，t—濕空氣熱力學溫度，pq—水蒸氣壓力
在實際計算時，在標準條件下（壓力101325pa，溫度20℃）取值ρ=1.2kg/m3
（2）濕空氣的壓力
在通風空調及干燥工程中，一般采用大氣作為工質，此時的濕空氣的總壓力即為當?shù)氐拇髿鈮毫Γ篵=pa+pv（道爾頓定理）
pa=干空氣壓力
pv=水蒸氣氣壓力
標準大氣壓力= 101325pa。
（2）濕空氣的壓力特性
水蒸氣分壓力的大小反映了濕空氣中水蒸氣含量的多少，水蒸氣含量越多，其分壓力也越大。在一定的溫度條件下，一定量的濕空氣中能夠容納水蒸氣的數(shù)量是有限的。濕空氣的溫度越高，它允許的最大含水蒸氣量也越大。當空氣中水蒸氣含量超過最大允許值時，多余的水汽會以水珠的形式析出，即出現(xiàn)結露現(xiàn)象。此時，水蒸氣達到飽和狀態(tài)。由此可知，未飽和的空氣中，水蒸氣的含量沒有達到最大允許值，它還具有吸收水蒸氣的能力。我們周圍的空氣通常是未飽和空氣。
考慮到濕空氣體積會溫度變化，因此采用水蒸氣密度作為衡量濕空氣很不方便，因此可以科學家們發(fā)明了含濕量
d = 對應于1kg干空氣的濕空氣所含有的水蒸氣的質量。
d= ρ q/ ρ g=0.622p q /（b-p q ）單位：g/kg
b—大氣壓力， pq—水蒸氣壓力
含濕量可以確切的表示濕空氣中實際含有的水蒸氣量的多少。所以在空氣調節(jié)中常用含濕量的變化來表示被加濕或減濕的過程。并用此參數(shù)來計算加濕量。
（4）濕空氣的絕對濕度與相對濕度
每立方米濕空氣所含有的水蒸氣質量，稱為濕空氣的絕對濕度。也即為其水蒸氣密度：
相對濕度是另一種度量濕空氣水蒸氣含量的間接指標。它的定義為空氣中的水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比。它表示空氣接近飽和的程度。相對濕度大，說明空氣潮濕，接近飽和狀態(tài)，吸收水蒸氣的能力弱，相對濕度小，說明空氣干燥，遠離飽和狀態(tài)，吸收水蒸氣的能力強。
可以近似表示為φ=d/d b*100%
d—含濕量， d b —飽和含濕量
3、含濕量、絕對濕度、相對濕度區(qū)別
（1）定義
含濕量—1kg干空氣的濕空氣所含有的水蒸氣的質量
絕對濕度—每立方米濕空氣所含有的水蒸氣質量
相對濕度—水蒸氣分壓力與同飽和水蒸氣分壓力之比
（2）使用
含濕量—經常使用，大多用于計算加濕量，單位g/kg 。
絕對濕度—不經常使用，單位g/m3 。
相對濕度—經常使用，大多用于濕負荷計算，無單位。
（3）濕空氣的濕球溫度是在定壓絕熱的條件下，空氣與水的直接接觸達到穩(wěn)定的熱濕平衡時的絕熱飽和溫度，也稱熱力學濕球溫度。由于在工程應用中測量不可能實現(xiàn)，常用干濕球溫度計的濕球溫度代替。只須測試方法正確，采集風速大于4m/s即可。
露點溫度在含濕量不變的條件下，濕空氣達到飽和時的溫度。
（4）濕空氣焓值——用于度量空氣熱量變化，表示物質內能。
在等壓過程中，焓的改變等于系統(tǒng)熱的轉換。一般發(fā)生相變化時(phasetransition)，壓力保持一定的情況下，焓的變化量就等于相變過程中的潛熱。
濕空氣的焓等于1公斤干空氣的焓加上與其同時存在的0.001d公斤水蒸氣的總和：
i= 1.01*t +0.001*d*（ 2501+1.85*t ）（kj/kg）
t—濕空氣溫度、d—濕空氣含濕量