空氣線圖練習題(作圖練習)
仿照空調考試的線圖題型新編的 9 題。在列印的空氣線圖上作圖查值,再輸入答案,看是否在查圖誤差範圍內。解析依手繪作圖的順序撰寫。
1由兩個值查狀態點
已量得空氣的乾球溫度與濕球溫度。在空氣線圖上找出狀態點並讀出其餘數值。
已知條件
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作圖步驟
- 在下方橫軸找到乾球溫度 30 °C 的直線。
- 在飽和線(相對濕度 100 %)上找到濕球溫度 22 °C 的點,沿著從該點往右下延伸的濕球溫度線走。它與等焓線幾乎平行,請確認是濕球刻度。
- 兩線交點就是狀態點。在兩側相對濕度曲線之間目測分割,讀出 50.0 %。
- 從狀態點水平往右到刻度,讀含濕量 13.30 g/kg(DA)。同一水平線往左到飽和線,就是露點溫度 18.4 °C。
- 把三角板對準等焓線並平移到狀態點,在焓刻度讀出 64.2 kJ/kg(DA)。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 教材答案是用眼睛讀線圖刻度得到的,末位可能不同。本頁數值以 ASHRAE 公式(Hyland-Wexler 飽和水蒸氣壓)計算。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
2絕熱混合:外氣與回風的混合點
外氣 OA 與室內回風 RA 混合後進入空調箱。求混合點 MA 的狀態。
已知條件
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作圖步驟
- 標出外氣 OA(32 °C,65 %)與室內 RA(27 °C,50 %)。
- 用直線連接兩點。絕熱混合點必在這條線上。
- 風量比 OA : RA = 1 : 3。混合點靠近風量大的 RA,所以從 RA 往 OA 方向在線長的 25 % 處標出 MA。
- 以乾球核對:(2,500 × 32 + 7,500 × 27) / 10,000 = 28.25 °C。這與依風量比分割圖上線段是同一計算。
- 從 MA 水平讀含濕量 13.25 g/kg(DA),沿等焓線讀 62.3 kJ/kg(DA)。引擎求得的 MA 乾球為 28.26 °C。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 教材常把混合溫度取為溫度加權平均 28.25 °C。本頁以質量平均焓與含濕量求得 28.26 °C,差值小於查圖誤差。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
3加熱(顯熱變化)與加熱量
空氣經加熱盤管加熱,盤管不加濕也不除濕。求出口狀態與加熱量。
已知條件
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作圖步驟
- 標出入口空氣 ①(10 °C,70 %)。
- 加熱時含濕量不變,從 ① 往右畫水平線,與乾球 32 °C 直線的交點為出口 ②。
- 讀 ② 的相對濕度 18.1 %、焓 45.82 kJ/kg(DA)。① 的焓為 23.47 kJ/kg(DA)。
- 加熱量 = 風量 × 焓差 = 4,000 / 3,600 × (45.82 − 23.47) = 24.8 kW。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 以教材簡化式 顯熱 = 1.01 × 風量 × 溫差 計算為 24.7 kW,與本頁以焓差算得的 24.8 kW 相差 0.6 %。簡化式使用近似比熱,本頁使用 ASHRAE 焓公式。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
4冷卻除濕:冷卻量與凝結水量
已知冷卻盤管入口與出口的空氣狀態。讀出焓值,求冷卻量與凝結水量。
已知條件
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作圖步驟
- 標出盤管入口 ①(28 °C,60 %)與出口 ②(14 °C,92 %)。
- 連接 ① 與 ②。冷卻除濕時線往左下走(溫度與含濕量同時下降)。
- 焓:① 64.55,② 37.23 kJ/kg(DA);含濕量:① 14.25,② 9.16 g/kg(DA)。
- 冷卻量 = 6,000 / 3,600 × (64.55 − 37.23) = 45.5 kW。
- 凝結水量 = 6,000 × (14.25 − 9.16) / 1,000 = 30.5 kg/h。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 教材答案是用眼睛讀線圖刻度得到的,末位可能不同。本頁數值以 ASHRAE 公式(Hyland-Wexler 飽和水蒸氣壓)計算。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
5由 SHR 線與送風溫差求送風點與送風量
已知室內顯熱、潛熱負荷與送風溫差。求顯熱比 SHR、送風 SA 的含濕量與送風量。
已知條件
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作圖步驟
- SHR = 顯熱 /(顯熱 + 潛熱)= 14 / (14 + 3.5) = 0.80。
- 標出室內 RA(26 °C,50 %)。
- 連接圖邊 SHR 刻度(量角器)的基準點與 0.80 刻度,用兩塊三角板把這條線平移到 RA。這就是室內 SHR 線。
- 送風溫差 10 K,所以送風乾球為 26 − 10 = 16 °C。16 °C 直線與 SHR 線的交點是送風 SA,讀含濕量 9.49 g/kg(DA)、焓 40.12 kJ/kg(DA)。
- 送風量 = 全熱 × 3,600 / (h_RA − h_SA) = 17.5 × 3,600 / (52.91 − 40.12) = 4,924 kg/h。
- 體積風量乘以 SA 的比容 0.8316 m³/kg:4,924 × 0.8316 = 4,095 m³/h。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 以教材簡化式 風量 = 顯熱 /(1.01 × 送風溫差)計算為 4,990 kg/h,與本頁的 4,924 kg/h 相差 1.4 %。簡化式使用近似比熱,本頁以焓差(ASHRAE 公式)求解。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
6冷氣循環綜合:混合 → 盤管 → 再熱 → 送風
外氣與回風混合後經冷卻盤管降溫,再把盤管出口空氣再熱後送風。求送風量、混合點焓、冷卻盤管負荷與再熱量。
已知條件
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作圖步驟
- 標出 OA(33 °C,60 %)與 RA(26 °C,50 %),畫出 SHR = 20 / (20 + 7) = 0.741 的線並平移到 RA。
- 送風 SA 是 SHR 線上乾球 26 − 9 = 17 °C 的點(焓 40.48 kJ/kg(DA),含濕量 9.23 g/kg(DA))。
- 送風量 G = 27 × 3,600 / (52.91 − 40.48) = 7,819 kg/h。
- 連接 OA 與 RA,從 RA 起在線長 25 % 處標出混合點 MA(乾球 27.8 °C,焓 60.23 kJ/kg(DA))。
- 從 SA 往左畫水平線(含濕量 9.23 g/kg(DA)),與相對濕度 90 % 曲線的交點為盤管出口 CO(乾球 14.5 °C,焓 37.88 kJ/kg(DA))。MA → CO 是盤管,CO → SA 水平線是再熱。
- 冷卻盤管 = 7,819 × (60.23 − 37.88) / 3,600 = 48.5 kW,再熱 = 7,819 × (40.48 − 37.88) / 3,600 = 5.7 kW。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 以教材簡化式 風量 = 顯熱 /(1.01 × 送風溫差)計算為 7,921 kg/h,與本頁的 7,819 kg/h 相差 1.3 %。簡化式使用近似比熱,本頁以焓差(ASHRAE 公式)求解。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
7冬季加熱 + 循環水噴霧加濕
混合空氣 MA 經加熱盤管加熱,再以循環水噴霧加濕,得到送風 SA。求加熱後溫度、加熱量與加濕量。
已知條件
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作圖步驟
- 標出 MA(10 °C,50 %)與 SA(27 °C,30 %)。
- 循環水噴霧是絕熱加濕,濕球溫度不變。畫出通過 SA 的濕球溫度線(15.8 °C),往右下延伸。
- 加熱時含濕量不變,從 MA 往右畫水平線(3.79 g/kg(DA))。它與 SA 的濕球溫度線的交點就是加熱後 HC(乾球 34.0 °C)。
- 加熱量 = 5,000 / 3,600 × (43.91 − 19.61) = 33.7 kW。
- 加濕量 = 5,000 × (6.64 − 3.79) / 1,000 = 14.2 kg/h。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 以教材簡化式 顯熱 = 1.01 × 風量 × 溫差 計算為 33.6 kW,與本頁以焓差算得的 33.7 kW 相差 0.3 %。簡化式使用近似比熱,本頁使用 ASHRAE 焓公式。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
8旁通係數 BF 與裝置露點 ADP
已知冷卻盤管入口 MA 與出口 CO 的狀態。延長盤管過程線找出 ADP,並求 BF 與冷卻量。
已知條件
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作圖步驟
- 標出盤管入口 MA(27 °C,50 %)與出口 CO(14 °C,88 %)。
- 把連接 MA 與 CO 的直線越過 CO 往左下延長,與飽和線的交點就是 ADP,讀乾球 11.1 °C。
- BF = (t_CO − t_ADP) / (t_MA − t_ADP) = (14 − 11.1) / (27 − 11.1) = 0.18。在圖上等於線段 CO~ADP 與 MA~ADP 的長度比。
- 冷卻量 = 8,000 / 3,600 × (55.59 − 36.21) = 43.1 kW。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 教材答案是用眼睛讀線圖刻度得到的,末位可能不同。本頁數值以 ASHRAE 公式(Hyland-Wexler 飽和水蒸氣壓)計算。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
9冬季加熱 + 蒸氣加濕
混合空氣 MA 經加熱盤管加熱,再噴入蒸氣加濕,得到送風 SA。求加熱後溫度、加熱量與加濕量。
已知條件
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作圖步驟
- 標出 MA(14 °C,40 %)與 SA(30 °C,28 %)。
- 蒸氣加濕線的斜率是熱濕比 u = Δh / ΔW,等於供給蒸氣的焓(u = 2,676 kJ/kg)。在量角器外圈 u 刻度上把基準點與 2,676 刻度相連,用兩塊三角板把這條線平移到 SA。它幾乎是垂直線,越往上越略微向右傾。
- 加熱時含濕量不變,從 MA 往右畫水平線(3.95 g/kg(DA))。它與通過 SA 的 u 方向線的交點就是加熱後 HC(乾球 29.6 °C)。
- 加熱量 = 6,000 / 3,600 × (39.87 − 24.07) = 26.3 kW。
- 加濕量 = 6,000 × (7.38 − 3.95) / 1,000 = 20.6 kg/h。
- 驗算:u = (h_SA − h_HC) / (W_SA − W_HC) = (49.06 − 39.87) / (7.38 − 3.95) × 1,000 = 2,676 kJ/kg,與供給蒸氣的焓相同。
步驟中的中間值已四捨五入,用這些數字重算時末位可能與答案略有不同。評分使用未四捨五入的值。
答案與允許範圍
與教材答案可能不同的原因: 教材常把蒸氣加濕近似為乾球溫度不變的垂直線(等溫),加熱後溫度取與送風相同的 30.0 °C,加熱量為 27.0 kW。本頁設定供給蒸氣為 100 °C 飽和蒸氣(焓 2,676 kJ/kg),並計入蒸氣帶入的熱量,因此加濕線沿熱濕比 u = 2,676 kJ/kg 略微傾斜,加熱後溫度為 29.6 °C,加熱量為 26.3 kW。與計算器的冬季加熱加濕計算定義相同。
在線圖中開啟計算器會開啟並畫好本題的點與過程。
允許誤差(判為正確的範圍)
即使是同一張圖,刻度之間的讀數也因人略有不同。與答案的差在下列範圍內即判為正確,邊界值也算正確。
常見問題
查圖讀數和答案差一點,算錯嗎?
通常不算。刻度之間的讀數因人略有不同。本頁對直接查圖的值,溫度 ±0.5 °C、含濕量 ±0.3 g/kg、焓 ±1.0 kJ/kg、相對濕度 ±3 個百分點以內判為正確。熱量、風量、凝結水量等由讀數計算的值,依每題計算查圖誤差經公式放大後的幅度(答案的 ±3 % 至 ±25 %)。實際考試的評分標準並未公開,最好把作圖步驟和公式一起寫上。
為什麼本頁答案和教材答案不同?
教材使用從圖上目測的數值,或 顯熱 = 1.01 × 風量 × 溫差 這類簡化式。本頁以 ASHRAE Handbook 公式計算,小數位可能不同。每題的「與教材答案可能不同的原因」以數字寫出兩種方法的差。
SHR 線在圖上怎麼畫?
在圖邊的 SHR 刻度(半圓量角器)上連接基準點與 SHR 值刻度,用兩塊三角板把這條線平移到室內點。送風點是這條線上乾球溫度比室內低一個送風溫差的點。第 5、6 題的「在線圖中開啟」可以看到計算器畫出的 SHR 線。
練習用的空白空氣線圖在哪裡下載?
在空氣線圖 PDF 頁面(https://psychart.kr/zh-tw/download/)可免費下載 A4、A3 列印用線圖。按本頁的「只列印題目」會列印不含解析的題目。