第二章 湿空气与焓湿图

  本章旨在对空调设计之前需要认识了解的基本知识，从而更好理解空调设计思路。

2.1 湿空气

热舒适是人体的主观感觉，美国ASHRAE 55-1992对热舒适有明确的定义：对环境表示满意的意识状态。平常天气预报软件中除了当天温度、湿度的数值以后，还有一个体感温度，如某天温度27℃，相对湿度71%，体感温度29℃。显然，体感温度要高于当天的温度。这里的体感温度，就是人体的主观感觉。同样的干球温度，湿度越大，人体感觉越热。由于江海湖泊的存在，必须有大量的水蒸发成为水蒸气进入大气中，因此地球的空气基本都是湿空气。即使水蒸气在空气当中占比很小，它与空气中的干空气质量比在千分之几的范围，并且不断变化，但其对空调环境的影响至关重要，为了控制其含量水平，给空调技术带来了丰富的内容。

2.2 湿空气的状态参数

湿空气的状态参数包括压力、温度、比体积、密度、含湿量、相对湿度、比焓等。

1.大气压力p

地球表面上所受的空气层的压力叫大气压力，计作p，国际单位是Pa（帕），一般用kPa(千帕)表示。不同的地理位置、海拔高度，大气压力都会不同，由于空气随时间的推移也在微小变化，所以不同的空间、时间内，大气压力都会略有变化。在空调系统系统设计中，要考虑当地的大气压力大小，进行修正调整。

2.温度T

温度是表示物体冷热程度的物理量，国际单位是K，工程设计常用℃（摄氏度）表示。

湿空气常见的有干球温度、湿球温度、露点温度，其在空调设计中不可或缺，了解其定义是基本要求。

3.干球温度和湿球温度

干球温度即温度计显示的真实温度，平时天气预报中的温度即干球温度。

干球温度计感温球体表面包裹一层沾水的湿棉花，水分蒸发会带走部分热量，此时显示的温度即湿球温度，由于蒸发吸热，同一时空下测出来的湿球温度小于干球温度，两者差值大小取决于空气中水蒸气含量大小。空气湿度也大（即水气含量越多），蒸发越困难，带走的热量越小，干湿球温度计显示的差值越小，则反之。

4.密度ρ

湿空气由干空气和水蒸气混合而成，由于都是气体，两者共用同样的体积，因此湿空气的密度等于干空气和水蒸气的密度之和。由于水蒸气密度很小，工程上为了简化计算，常用干空气的密度来代替湿空气的密度，其误差允许在范围之内。在标准状态下，干空气的密度约为1.2kg/m?。（通过计算可以发现，在压力相同时，湿空气的密度比干燥空气的密度要略小一些。）

5.含湿量d

具有水蒸气的空气称为湿空气，即湿空气中有一定质量的水蒸气。含湿量d是指对应1kg干空气的湿空气中所含有的水蒸气量，单位是kg/kg干空气。

6.相对湿度ψ

天气预报中的“湿度”即是相对湿度。在一定温度下，湿空气中的水蒸气达到最大限度蒸汽量的湿空气成为饱和湿空气，此时水蒸气分压力和含湿量成为该温度下的饱和水蒸气分压力P_a,b和饱和含湿量d_b，超过这个极限，多余的水蒸气就会从湿空气中凝结出来。

由于含湿量只能反映湿空气所含水蒸气绝对含量的多少，而不能反应空气的吸湿能力，因此，物理用相对湿度这个指标表示吸湿能力。即：相对湿度是在某个特定温度下，空气的水蒸气分压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气分压力的比值。简单而言，相对湿度越小，吸湿能力越强；则反之。如某空气温度为30℃，相对湿度为70%，对比空气温度为30℃，相对湿度为40%，前者的吸湿能力更强，因为它离100%饱和状态更远，更干燥，能容纳更多的水蒸气。

7.露点温度t_L