通风与空气调节：两种状态空气的混合

不同状态的空气互相混合，在空调过程中是最基本、最节能的处理过程，主要是从节省冷量或热量的角度考虑，以提高空调系统的经济性。例如，在空调一次（或二次）回风系统中，经常遇到两种不同状态空气的混合情况，新回风的混合，冷热风的混合，干湿风的混合等等。当然，前提应满足新鲜空气的需要量。

3.1　混合空气状态点的确定

如图7.9所示。设有A，B两种不同气体相混合，在混合过程中，如与外界没有热、湿交换，根据质量平衡、热量平衡和湿量平衡可以列出下列的方程式。

混合后湿空气的状态点即可从上式得出：

综合（7-26）和（7-27）两式可得：

即可以推出：

此结果表明：当两种不同状态的空气混合时，混合点在过两种空气状态点的连线上，并将过两状态点的连线分为两段。所分两段线段的长度之比与参与混合的两种状态空气的质量成反比，即混合点靠近质量大的空气状态点一端。

图7.9　过饱和区空气状态的变化过程

3.2　雾区点的确定(www.xing528.com)

如果混合点C出现在“有雾区”，这种空气状态只能是暂时的，多余的水蒸气会立即凝结，从而从空气中分离出来，空气仍然恢复到饱和状态。在空气变化过程中，凝结的水分带走了水的显热，因此空气的焓略有降低。空气变化过程C→D，并存在如下的关系：

式中hD、Δd、tD 是三个相互关联的未知数。如图7.10所示，要确定焓值，必须通过试算法，从点C引出很多过程线，分别tD与hD的饱和线交于不同的D点，D点就是所求的混合空气状态点。实际上，由于水带走的湿热很少，因此空气变化的过程线也可以近似看作等焓过程。

图7.10　两种状态空气的混合在图上表示

【例7-1】 某空调系统采用新风和部分室内回风混合处理后送入空调房间，如图7.11所示，已知大气压力B=101 325 Pa，回风量GA=10 000 kg/h，回风状态的tA= 20 ℃，φA=60%。新风量 GB= 2 500 kg/h，新风状态的 tB = 35 ℃，tB = 80%。试确定出空气的混合状态点C。

解：两种不同状态空气的混合状态点可根据混合规律用作图法确定，也可以用计算方法得出，在此采用计算法求解。

在大气压力 B=101 325 Pa的图上，由已知条件确定出A，B两种空气的状态点，并查得：hA = 42.5 kJ/kg（d·a），dA = 8.8 g/kg（a），hB = 109.4 kJ/kg（d·a），dB = 29.0 g/kg（d·a），经过计算可得：

由求出的hC，dC即可在h-d图上确定出空气的混合状态点 C及其余参数，如图7.11所示。

图7.11　过饱和区空气状态的比阿努哈过程

实际根据混合规律，空气的混合状态点C必定在过 AB连线上的中间位置，因此，只需计算出 hC、dC中的任一个，即可在h-d图上由或 hC或dC与AB直线连线的交点确定出空气的混合状态点C及其余参数。