混合空気計算 · 外気・還気の混合温度とエンタルピー

外気(OA)と還気(RA)の状態と風量を入れると、乾き空気の質量比で混合した混合空気(MA)の乾球・相対湿度・エンタルピーなどをすぐ求めます。教科書の温度単純比例との差も示します。

混合の原理

乾き空気の質量比で混ぜる
断熱混合では乾き空気の質量・水分・エネルギーが保存されます。外気の乾き空気質量比を x とすると WM = x WOA + (1 − x) WRA, hM = x hOA + (1 − x) hRA です。風量(m³/h)はそれぞれの比容積で割って乾き空気質量(kg/h)にします。
線図では2点を結ぶ直線上の内分点
湿り空気線図で混合点 MA は外気 OA と還気 RA を結ぶ直線上にあり、2点までの長さの比は乾き空気質量比の逆です。外気を 30 % 混ぜると RA から OA 側へ約 30 % 進んだ位置です。
温度の単純比例による近似
受験教材では tM ≈ (QOA tOA + QRA tRA) / (QOA + QRA) のように風量比で温度を比例配分することが多いです。差は普通 0.1 K 以内ですが、温度差(冬の外気)や湿度差が大きいと広がります。この計算機は質量で混ぜた値とその差を示します。

外気率別の混合例(夏、101.325 kPa)

外気 32 °C・60 %、還気 26 °C・50 %、全風量 10,000 m³/h で外気の風量比だけを変えた結果です。上の計算機と同じエンジンでビルド時に計算し、最後の列は温度の単純比例との差(質量基準 − 単純比例)です。

外気の風量比 %外気質量比 %乾球温度 °C相対湿度 %比エンタルピー kJ/kg(DA)単純比例との差 K
109.726.5951.655.39−0.010
2019.527.1853.057.88−0.017
3029.327.7854.360.38−0.023
5049.228.9756.565.44−0.027

よくある質問

混合空気の温度はどう計算しますか?

各風量を比容積で割って乾き空気質量を求め、外気の質量比 x で絶対湿度とエンタルピーを混ぜ(WM, hM)、その2値から乾球を tM = (hM − 2501 WM) / (1.006 + 1.86 WM) で求めます。例:外気 32 °C・60 %、還気 26 °C・50 %、外気 30 % なら混合空気は約 27.8 °C・54 %、エンタルピー約 60.4 kJ/kg(DA) です。

風量比と質量比は何が違いますか?

同じ m³/h でも暖かく湿った空気は比容積が大きく、乾き空気の質量は少なくなります。上の例では外気の風量比 30 % が質量比約 29.3 % です。エネルギーと水分は質量で保存されるため、混合は質量比で行うのが正確で、この計算機は両方の比を示します。

混合で結露や霧が生じることはありますか?

飽和線は上に凸なので、冷たく湿った外気と暖かく湿った還気を結ぶ直線が飽和線の上を通ることがあります。例えば外気 −10 °C・80 % と還気 24 °C・70 % を半々に混ぜると、直線上の混合点(約 6 °C)が飽和線の外に出て、余った水分が霧や結露になります。この計算機は過飽和状態を値として出さず、霧の警告と直線混合の乾球だけを示します。外気の予熱や比率の調整を検討してください。

計算式と出典

出典

最終更新 2026-11-09。