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空調原理 教育訓練 課程大綱 名詞解釋空氣線圖認識空氣側系統與空氣線圖相對關係說明 1 名詞解釋 空氣線圖乾球溫度濕球溫度露點溫度焓值相對濕度絕對溼度顯熱比空調機具 空氣線圖 空氣線圖 是一份藉由熱力學繪製 作圖而成 便於有關水蒸氣及溫度變化之各種空調問題以作圖方式 簡單的得到解答 其真正名稱為焓濕圖 PsychrometricChart 於空氣線圖中任二點即可決定空氣的狀態 進而查出其他的性質 空氣線圖中的溫度 乾球溫度 DryBulbTemperature 即普通的溫度計所量得之溫度 簡稱 DB 單位為 濕球溫度 WetBulbTemperature 濕球溫度計為一般溫度計將感溫球以濕紗布包覆而成之溫度計 並在DB溫度下達近於飽和狀態 且蕊周圍之空氣流速需保持5 10 m s 之間 當空氣越乾燥 蒸發水分產生的冷卻效果越多 因此濕球溫度就會越低 簡稱 WB 露點溫度 DewPointTemperature 空氣中的水分開始凝結成水滴的溫度 簡稱DP 此時的相對溼度 100 DB WB DP 當相對濕度 100 時DB WB DP 焓值 相對濕度 絕對溼度 焓值 Enthalpy H 單位重量空氣含有的能量 單位 kj kg 為一相對的比較值相對濕度 RelativeHumidity RH 空氣在某一溫度時的水蒸氣壓力比上水的飽和壓力絕對溼度 HumidityRatio 又稱溼度比 單位重量空氣中含有的水量單位 g kg 在固定的溼度比之下空氣的相對濕對會隨著乾球溫度的升高而逐漸降低 所以並不是相對濕度高的時候絕對溼度就高 顯熱比 顯熱比 SHF 熱負載中顯熱含的量比上全熱其中全熱 顯熱加潛熱此值會影響空調機具的送風量 SHF 顯熱量 顯熱 潛熱 顯熱比的畫法 以SHF 0 7 SHF 0 7 基準點 空調機具 泛指所有可將空氣降溫 升溫 除濕 加濕成符合室內需求的狀況的機具例如室內送風機 空調箱 乾盤管 箱型冷氣 窗型冷氣分離式冷氣等等 內部都有冷卻或加熱的盤管及加濕裝置等等設備組成本次上課主要介紹的就是空氣流經這些設備後的狀況說明及計算 MAU MakeupAirUnit 水洗加濕器 蒸氣加濕器 盤管 空氣線圖的認識 相對濕度線 比容線 乾球溫度線 露點溫度線 濕球溫度線 等焓線 顯熱比 空調的八大狀況 純加熱 純冷卻 純加濕 純減濕 加熱除濕 加熱加濕 冷卻加濕 冷卻除濕 空調的八大狀況 純冷卻 在空線圖上純冷卻為沿著等濕度比線降低乾球溫度之狀況 純加熱 在空線圖上純冷卻為沿著等濕度比線升高乾球溫度之狀況 冷卻除濕 在空氣線圖上同時降低溼度比與乾球溫度 冷卻加濕 在空氣線圖上同時增加溼度比減少乾球溫度加熱除濕 在空氣線圖上同時降低溼度比增加乾球溫度加熱加濕 在空氣線圖上同時增加溼度比及乾球溫度 純加濕 沿著乾球溫度現增加濕度比 純減濕 沿著乾球溫度線減少溼度比 八大狀況用於空調器具之說明 純冷卻 多用於無塵室乾盤管上 因無塵室多為顯熱利用乾盤管除熱並控制相對濕度 純加熱 所有的加熱盤管皆為純加熱冷卻除濕 為一般空調盤管常用的盤管冷卻加濕 一般用於水洗加溼器加熱加濕 高溫蒸汽加濕器加熱除濕 化學除濕器純加濕 超音波加濕器純減濕 無 夏季空調空氣線圖 含外氣 室內溫度 回風溫度 混合溫度 外氣 冷卻除濕盤管 再熱盤管 冬季空調空氣線圖 含外氣 室內溫度 回風溫度 外氣 混合溫度 加熱盤管 加濕器 空氣線圖的基本計算 能量守衡及質量守衡基本公式 上式中 能量流率 質量流率 焓差能量流率單位 kw kj s 質量流率單位 kg s 焓值單位 kj kg空氣線圖的計算主要都是以焓差做計算為最單純 從空氣線圖查焓值最方便 空氣密度 一般狀況下 1 2kg m3空氣比熱 大約 1kj kg 純冷卻或加熱 基本公式 公式變化 cp 比熱純冷卻或加熱無溼度比之變化 可用溫差做計算 若有牽扯到溼度比之變化則不行 EX 12000CMH風量在30 DB h 55時純冷卻至25 DB所需之冷卻能力為何 解題關鍵 從空氣線圖30 DB h 55做一點 然後沿著等溼度比線向左邊畫一水平線至25 DB 查出焓值 再利用基本公式算出所需能量 需注意單位換算級風量如何變成質量流率 步驟1沿30 DBH 55kj kg做二條線相交 步驟2從30 DB劃一水平線至25 DB 步驟3沿等焓線查出H 50 純冷卻或加熱 計算式 12000CMH 12000m3 hr 12000m3 hr 1 3600hr sec 3 33m3 s 3 33m3 s 1 2kg m3 3 996kg s 3 996kg s 55 50 kj kg 19 88kw公式變化 CMS m3 s另一計算方式 3 996kg s 1kj kg 30 25 19 88kw 冷卻除濕 當空氣流經低於露點溫度盤管 即會產生冷卻除濕的效果 計算公式 EX 5CMS的風流經盤管冷卻 其狀態從30 DB50 RH冷卻至18 60 RH 其所需冷卻能力為何 顯熱比SHF 除濕量 1 畫出30 50 RH點查出焓值 2 畫出18 60 RH點查出焓值 潛熱 顯熱 全熱 3 依虛線方式後沿等焓線求出點3之焓值 3 冷卻除濕 點1的焓值大約 64 3 點2的焓值大約 37 6 點3的焓值大約 51冷卻能力 5 1 2 64 3 37 6 160KW顯熱比 顯熱 5 1 2 51 37 6 80KW 顯熱比 80 160 0 5除濕量 沿空氣線圖查出點1 13 5g kg 點3 8g kg除濕量 5m3 s 1 2kg m3 13 5 8 g kg 33g s潛熱量又為何請計算 加濕量的計算 如上題的除濕量 只要將過程從點3至點1即為加濕量的計算 一般業界有二種加濕方式 一種為水洗式加濕 一種為蒸氣加濕 加濕的需求主要是因為冬天室內空氣較乾燥或是產業有恆溫恆濕需求 冬季的空氣線圖 全外氣 冬季外氣 加熱盤管 再熱盤管 蒸氣加濕 水洗加濕 水洗加濕及蒸氣加濕只會同時使用一種 二股空氣混合點計算 能量守衡 乾空氣質量守衡 水蒸氣質量守衡 二股空氣混合點計算 混合焓值 混合溼度比 計算出焓值與溼度比後從空氣線圖做圖利用焓值與溼度比求出混合點性質EX求25 DB H 55 5kg s與30 DB H 85 2kg s空氣混合後之狀態點為何 二股空氣混合點計算 依題目畫出點2 依題目畫出點1 依h3 w3畫出點3 二股空氣混合點計算 由h3 w3可求出點3另一解題方式 先求出點3的溫度再將點1 點2連線在沿乾球溫度線t 26 4劃一直線上去相連亦為其解 顯熱比線的用法 平行移動 SHF 0 7 實際計算例題 某房間需維持24 DB 55 RH 室內負荷共100KW其中25KW為潛熱 外氣33 DB 80 RH2000CMH設送風溫度與室內需求溫度相差9 問所需風量及盤管能力 4 畫出SHF 0 75 1 標出室內點 2 標出室外點並將1與2連線 3 做DB 15 線 5 依顯熱比線平移將室內點與15 DB線連線 6 計算出混合溫度後找出與12連線上之交點 7 將點5與6連線及為負載線 實際計算例題 全熱 100kw 潛熱 25kw 顯熱 100 25 75kw顯熱比 75 100 0 75查出室內點焓值 50 送風空氣焓值 37kj kg所需送風量 23076CMH回風量 21076CMH 質量流率 7 025混合溫度 24 5 DB 查出焓值 52 5冷卻能力 119KW注 4 7項計算請參照右邊計算式 全外氣空調箱構成 abcdefghijk 全外氣空調箱構成 a Pre filter 初級率網b ChemicalFilter 化學過濾網c Middle filter 中級率網d Pre heatingCoil 預熱盤管e CoolingCoil 冷卻盤管f Humidify 加溼器g Eliminator 擋水廉h CoolingCoil 冷卻盤管i Re heatingCoil 再熱盤管j Fan 風車k FinalFilter HEPA 高效率濾網 e 第一道冷盤 h 第二道冷盤 i 再熱盤管 夏季模式 冬季模式 i 再熱盤管 d 預熱盤管 f 水洗加濕 一般空調箱構成 acjed 課程結束 參考書 若想再深入了解可自行購買1 空調工程與設計 高立圖書 謝文健 陸紀文等翻譯2 冷凍與空調 國立編譯館 蘇金佳譯 課後習題 某房間需維持25 DB 50 RH