この記事では空調エンジニアがよく使う湿り空気線図について概要と湿り空気の状態を把握するための基本的な使い方を説明します。
今回の記事では
- 湿り空気線図とはなんなのか
- 湿り空気の状態を示すパラメータはなんなのか
- 湿り空気の状態の求め方
がわかります。
湿り空気線図とは
湿り空気線図は湿り空気の状態を二次元平面図上に示したものであり、空調機で湿り空気を冷却、加熱、除湿、加湿をしたときの状態を把握することができます。この線図にはNC線図、LC線図、HC線図の3つがあり、扱う空気の温度帯で使い分けられています。LC線図は乾球温度が-40〜10℃の低温域、HC線図は乾球温度が0〜120℃高温域の範囲で利用され、一般的な空調では乾球温度-10〜50℃の範囲の湿り空気の状態を示す、NC線図が利用されています。
実際にこの湿り空気線図が使われる場面としては、空調機で不具合が生じた時が挙げられます。この時、空調プロセスの中のミキシング(混合)、加熱、冷却、加湿、除湿などの各点の空気の状態を知ることで、どこで不具合が起きているのか、把握することができます。
湿り空気線図を構成するパラメータとその定義
湿り空気線図を扱う上でよく使われるパラメータとその定義を以下に示します。
- 乾球温度[℃]・・・乾球温度計によって示される値。気温と呼ばれるもの。
- 湿球温度[℃]・・・湿球温度計によって示される値。水で湿らせたガーゼを温度計に巻いて計測され、水の蒸発による冷却熱と並行した時の温度。水が全く蒸発しない状況(相対湿度100％の場合)では乾球温度と同じ値を示します。
- 絶対湿度[kg/kg(DA)]・・・乾き空気1kgあたりに含まれる水蒸気量(kg)。
- 相対湿度[%]・・・ある湿り空気の水蒸気分圧とその空気の温度における飽和水蒸気分圧の比をパーセントで表されたもの。
- 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]・・・乾き空気1kgに含まれる湿り空気の全熱量[kJ]。0℃の乾き空気基準として、表されます。
湿り空気線図上で見るとこれらのパラメータは下図のように示されます。
これらのパラメータにより、湿り空気の状態を把握することができます。
湿り空気線図で空気の状態を把握するには？
基本的に湿り空気の状態を把握するためには先ほど説明したパラメータ(乾球温度、湿球温度等)のうち2つのパラメータが決まれば他のパラメータもわかるようになっています。いかに具体的な例を示します。
乾球温度26℃、相対湿度50％の場合
乾球温度26℃の線と相対湿度50％の線の交点が湿り空気の状態を示す点になる。実際の線図上では下図のようになる。
この交点について、他のパラメータについても情報を読み解いていくと、
- 湿球温度[℃]・・・18.8 ℃
- 絶対湿度[kg/kg(DA)]・・・0.016 kg/kg(DA)
- 比エンタルピー[kJ/kg(DA)]・・・53 kJ/kg(DA)
と示される。図に示すと以下のようになる。
このように、湿り空気の状態を示すパラメータについて、2つのパラメータがわかれば、他のパラメータについても把握することができます。
まとめ
湿り空気線図は、空調エンジニアが利用するツールであり、湿り空気の状態を把握するために重要です。この図は二つのパラメータがわかると湿り空気の状態を示すことができ、他のパラメータも推定することができます。
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