空调热湿处理设备.ppt

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1、Air Conditioning-Chapter 5,第5章空调热湿处理及净化设备,返回主目录,上级目录,空气热湿处理设备的类型喷水室表面式换热器空气加湿器除湿机空气蒸发冷却器空调排风热回收装置,第一节 空气热湿处理设备,Air Conditioning-Chapter 5,空气热湿处理设备的类型,第一节 空气热湿设备,Air Conditioning-Chapter 5,喷水室,一、喷水室的构造和类型,1、构造（1）喷嘴：使水流雾化（2）排管：布置喷嘴，一四排（3）挡水板（前、后）：前：均流与挡水，后：分离水滴与空气，减少过水量（4）外壳（5）底池（6）管道系统：供水管，循环水管，溢流管，补

2、水管，泄水管（7）水泵 2、类型（1）卧式，立式（2）单级，双级（3）低速，高速（4）带旁通，带填料,Air Conditioning-Chapter 5,喷淋排管,Air Conditioning-Chapter 5,玻璃丝盒喷水室,Air Conditioning-Chapter 5,喷嘴是喷水室的主要构件之一，在我国空气调节工程中一般常用Y1型离心喷嘴，除Y1型外，在我国还出现了BTL1型、FL型、ZK型 和JN型等喷嘴。它们的喷水性能较YI型喷嘴有所提高喷嘴安装在专门的排管上。通常设一至三排喷嘴。喷水方向根据与 空气流动方向的相同与否分为顺喷、逆喷和对喷。喷嘴喷出的水滴最后落入底池中。

3、,1、喷嘴,Air Conditioning-Chapter 5,2、喷水室的挡水板,材料：主要使用镀锌钢板制的多折形挡水板，现在出现的双波形挡水板。蛇形挡水扳等较前有较大改进，已逐步推广应用 作用：前挡水板：为了挡住可能飞出来的水滴，并使进入喷水室的空气均匀。因此有时也称前挡 水扳为均风扳”。后挡水板：使夹在空气中的水满分离出来，以减少空气带走 的水量(过水量)。,Air Conditioning-Chapter 5,3、池底部接管,底池又和四种管道相连。这四种管道是：(1)循环水管：底池通过滤水器与循环水管相连，使落到底池的水能重复使用。滤水器的作用是能除去水中杂物，以免堵塞喷嘴。(2)溢

4、水管：底池通过溢水器与溢水管相连，以便排除夏季内空气中冷凝出来的水 或收集回水。此外，溢水器的喇叭口上有水封罩可将喷水室内、外空气隔绝，并使底池 水面维持一定高度。(3)补水管：由于冬季经常是用循环水加湿空气，一部分水要蒸发到空气中去，所以底池水面将降低。为了维持水面高度略抵于溢水器，需设补水管，并经浮球阀门自动补水(4)泄水管：为了检修、清洗和防冻等目的，在底池底部需设泄水管，以便能将 池内的水全部泄至下水道。另外，为了检修和观察的需要，喷水室应装密闭检查门和防水照明灯。,Air Conditioning-Chapter 5,二、喷水室的热工计算方法,喷水室的热工计算方法主要分两类，一类基于

5、热质交换系数，另一类基于热交换效率。本文主要介绍第二种方法。,（一）利用E和E的喷水室的热工计算方法,1、喷水室的热交换效率E和E,2、影响热交换效果的因素,3、喷水室的热工计算方法及步骤,Air Conditioning-Chapter 5,(1)、全热交换效率E,100,对于绝热加湿过程：,Air Conditioning-Chapter 5,(2)、通用热交换效率E,2、影响热交换效果的因素 E=f（v，structure，ts1，tw1）（1）空气质量流速的影响 v=G/3600f，v、E、E（P）v=2.53.5 kg/（m2s）（2）喷水系数的影响=W/G（kg w/kg a）E、

6、E（水泵耗能）,Air Conditioning-Chapter 5,（3）喷水室结构特性的影响 喷嘴排数：一三排 喷嘴密度：水苗叠加，空气旁通，喷水方向：对垂直排管，单排逆喷，双排对喷，三排一顺二逆，对水平排管，垂直上喷。排管间距：对垂直排管，600MM；对水平排管，上密下疏 喷嘴孔径：d水滴细E（易堵）（4）空气与水的初参数的影响 空气与水的初参数决定了喷水室内热湿交换推动力的方向和大小。,热交换效率的实验公式,Air Conditioning-Chapter 5,3.喷水室的热工计算方法及步骤,3.1 计算类型（1）设计计算：对既定的空气处理过程，选择满足要求的喷水室。（2）校核计算：对

7、结构一定的喷水室，校核其处理能力。,Air Conditioning-Chapter 5,空气处理过程需要的E应等于喷水室提供E 空气处理过程需要的E应等于喷水室提供E 空气放出（吸收）的热量应等于喷水吸收（放出）的热量,3.2 热工计算原则,Air Conditioning-Chapter 5,3.3 循环水量（喷水初温冷冻水温）,3.4 喷水温度和喷水量的调整,Air Conditioning-Chapter 5,（二）利用Swu和E的喷水室的热工计算方法,三、双级喷水室的特点及其热工计算问题,Air Conditioning-Chapter 5,四、喷水室的阻力计算,喷水室的阻力由前、后

8、挡水板的阻力，喷嘴排管阻力和水苗阻力三部分组成，可按下述方法计算 1、前后挡水板的阻力 这部分阻力的计算公式是,HHd+Hp+Hw,2、喷嘴排管阻力 这部分阻力的计算公式为,3、水苗阻力 这部分阻力的计算公式为,Air Conditioning-Chapter 5,表面式换热器,一、表面式换热器的构造与安装,（一）表面式换热器的构造 结构：肋管式换热器 材料：管：钢，铜，铝；肋片：铜，铝 类型：绕片管（SRZ加热管，JW表冷器），串片管，轧片管（表冷器）（二）表面式换热器的安装 安装方式：垂直安装；水平安装；倾斜安装 多台使用方式（串、并联）：串联加大焓差，并联增大风量；应注意换热器与管路的并

9、、串关系。配件：截止阀，泄水排污阀，旁通管，压力表、温度计,各种肋管式换热器的构造,Air Conditioning-Chapter 5,电加热器1、优点：电加热器是让电流通过电阻丝发热来加热空气的设备。它有加热均匀、热量稳定、效率高、结构紧凑和控制方便等优点。2、用途：1）在空调机组和小型空调系统中应用较广。2）在恒温精度要求较高的大型空调系统中，经常在送风支管上使用电加热器来控制局部加热。注意：用电加热器要耗费较多电能，所以在加热量要求较大的地方不宜采用。,管式电热元件,Air Conditioning-Chapter 5,3、结构：电加热器有两种基本结构形式，一种是 裸线式，另外一种是管

10、式。1）裸线式电加热器：由裸电阻丝构成。这种电加热器的外壳是由中间填绝 缘材料的双层钢板组成。在钢板上装固定电 阻丝的瓷绝缘子。电阻丝的排数多少根据设 计需要决定(图中只表示了一排电阻 丝)。这种电加热器可根据标准图纸进行选 用和加工。在定型产品中，常把电加热器做成抽屉 式，检修更为方便。,特点：裸线式电加热器热惰性小，加热迅速、结构简单，但容易断丝漏电，安全性差。所以，使用时，必须有可靠的接地装置并应该与风机连锁运行，以免造成事故,Air Conditioning-Chapter 5,2）管式加热器 管式电加热器由管状电热元件组成这这种电热元件是将电阻丝装在特制的金属套管中，中间填充导热性好

11、，但不导电 的材科，如结晶氧化镁等。管状电热元件除棒状的之 外，还有其它形状。,棒形,特点：管状电加热器的优点是加热均 匀、热量稳定、安全性好。缺点是热惰性大、构造复杂。,Air Conditioning-Chapter 5,二、表面式换热器的传热性能,1.表面式换热器处理空气的特点。2.提高表面式换热器传热性能的主要途径：,（1）强化空气侧放热（肋片改型，加强扰动）（2）提高内侧放热（内螺纹管）,3、等湿过程的传热系数,w=f(Vy)=f(v),n=f(),干冷：,热水加热：,蒸汽加热：,Air Conditioning-Chapter 5,4、减湿过程的传热系数,此公式适合于1.3，对于1

12、1.3不准确。,Air Conditioning-Chapter 5,三、表面式换热器的热工计算,1、空气加热器的计算（1）计算原则和公式,热水：,蒸汽：,Air Conditioning-Chapter 5,（2）计算步骤 a、初选加热器型号，确定并联台数 假定(v)计算f=G/(v)选加热器型号（有效截面积f）并联台数 N=f/fv=G/Nf（vp=8kg/m2s）b、计算加热器的传热系数 蒸汽加热器,热水加热器=0.61.8m/s，,W=fw1000（kg/s）,Air Conditioning-Chapter 5,c、计算加热量、加热面积和串联台数,d、检查安全系数 MNF-F/F=1

13、020%（3）旁通法应用 若所选加热器的加热能力（F）远大于所需要的加热量，则采用部分风旁通的方法解决。选最小型号加热器（断面积Fy，加热面积F）G=FyvpK=f（v，）加 热终参数tG/G=（t2-t1）/（t-t1）加热量Q=GCp（t-t1）所需加热面积F=Q/tp（F-F）/F=1020%。,Air Conditioning-Chapter 5,2、表面式空气冷却器的计算,（1）表冷器的热交换效率,（2）表冷器的热工计算类型 设计型：选择表冷器型号、排数、台数 校核型：校核空气处理终参数,Air Conditioning-Chapter 5,3）热工计算原则和方法,（4）安全系数的考

14、虑（积灰、结垢）、增大传热面积：增加排数；增大迎风面积、降低冷水温度（5）冷媒参数的选定范围,Air Conditioning-Chapter 5,（6）计算步骤,Air Conditioning-Chapter 5,3、水冷器作加热器用时的计算 任务：校核热水参数（水量、水温）原则：,Air Conditioning-Chapter 5,四、表面式换热器的阻力计算 1、空气加热器的阻力 空气阻力：,水阻力：,2、表冷器的阻力 空气阻力：,水阻力：,Air Conditioning-Chapter 5,在空气调节中，广泛使用的蒸汽加湿设备有蒸汽喷管、干式蒸汽加湿器和电加湿器。1、蒸汽喷管 要求

15、不高的地方可以使用蒸汽喷管。普通的蒸汽喷管由略粗于供蒸汽管道的管子组 成，上面开有许多直径为23mm的小孔。蒸汽将在管网的压力作用下，由这些小孔喷 出，混和到从蒸气喷管周围流过的空气中去。为使蒸汽能均匀地从小口喷出，蒸汽喷管的长 度不宜大于1rn。小孔数目根据需要的加湿量多少确定。喷孔间距一般不应小于50mm。每个喷孔喷出的蒸汽量可按下式确定：,注意：由于蒸汽压力高会产生噪音，所以应尽量采用工作压力为003MPa以下的蒸汽。,空气加湿器,Air Conditioning-Chapter 5,2、干蒸汽加湿器 干蒸汽加湿器的喷管有保温外套，可以将喷管周围加热，性能良好的干式蒸汽加湿 器还有带气动

16、或电动执行机构的蒸汽调节阀的分离室，干燥室，以保证喷出的是干蒸 汽。下图是QZ52型和DZS2型干蒸汽加湿器，字母Q或D表示的是气动或电动执 行机构。蒸汽由接管l进入外套2，它对喷管内蒸汽起加热 保温，防止冷凝的作用。,3、电热式加湿器 电热式加湿器是用管状电热元件放在水盘中做成的。元件通电之后就能将 水加热而产生蒸汽。补水靠浮球阀自动控制，以免发生断水空烧现象。这种加湿器的加湿量 大小取决于水温和水表面积。,Air Conditioning-Chapter 5,空气加湿器,Air Conditioning-Chapter 5,4 电极式加湿器 电极式加湿器的构造如图。它是利用三根铜棒或不锈钢

17、棒插入盛水的容器 中做电极。将电极与三相电源接通之后，就有电流从水中通过。在这里水是电阻，因而 能被加热蒸发成蒸汽。除三相电外，也有使用二根电极的单相电极式加湿器。由于水位越高，导电面积越大，通过电流也越强，因而发热量也越大。所以，产生 的蒸汽量多少可以用水位高低来调节。,电极式加湿器结构紧凑，而且加湿量也容易控制，所以用的较多。它的缺点是耗电 量较大，电极上易积水垢和腐蚀，因此，宜用在小型空调系统中。,Air Conditioning-Chapter 5,等焓加湿型空气加湿器,直接向空调房间空气中喷水的加湿装置有压缩空气喷雾器、电动喷雾机和超声波加 湿器。1、压缩空气喷雾器：用压力为003M

18、Pa(工作压力)左右的压缩空气将水喷到空气中去，压缩空气喷雾器可分为固定式和移动式两种。,2、电动喷雾机：由风机、电动机和给水装置组成，也可分为固定式和转动式两种。3、超声波加湿器：利用高频电力从水中向水面发射具有一定强度的，波长相当于红外线波长的超 声波，在超声波作用下，水表面将产生几 um左右的微细粒子，从而也可对空气进行 加湿。超声波加湿器主要优点是产生的水滴颗粒细、运行安静可 靠。目前这类产品正在增多。,Air Conditioning-Chapter 5,4、离心式加湿器：靠离心力作用将水 雾化的加湿器。这种加湿器有一个圆筒形 外壳。封闭电机驱动一个圆盘和水泵管高速旋 转。水泵管从贮

19、水器中吸水并送至旋转的圆盘上 面形成水膜。水由于离心力作用被甩向破碎梳，井形成细小水滴。干燥空气从圆盘下部进入，吸 收雾化了的水滴从而被加湿 这种加湿器可与通风机组配合，成为一个大型的空气加湿设备。,除上面介绍的一些加湿方法外，还有一些利用水表面自然蒸发的简易加湿方法。例 如，在地面上洒水铺湿草垫让空气在风机作用下通过带水的填料层、设敞口水槽 等。但是，他们都有加湿量不易控制、加湿速度慢和占地面积大等缺点。,Air Conditioning-Chapter 5,转动式吸湿设备,1）优点：使吸温和再生能连续进行，如氯化锂转轮除湿机 一般固体吸湿设备均为固定式的，它的缺点是再生麻烦，而且在没有两套

20、设备交替 使用情况下，再生时还需要停止吸湿。2）氯化锂转轮除湿机 利用特制的 吸湿纸来吸收空气中水分的设备。这种设备由除湿转轮、传动机构、外壳、风 机及再生用电加热器组成。转 轮是由平的及压制成波纹状的、含有氯 化锂和氯化锰晶体的石棉纸卷绕而成。,转轮除湿机工作原理,Air Conditioning-Chapter 5,Air Conditioning-Chapter 5,Heating Mode Performance,Air Conditioning-Chapter 5,Cooling Mode Performance,Air Conditioning-Chapter 5,除湿过程：（1）

21、石棉纸间形成了许多密集的、直径约为1.5mm的蜂窝形通道，构成了相当大的吸湿 面积。（2）吸湿纸做的转轮以缓慢的速度旋转，潮湿空气进入34面积的蜂窝形通道，水分 被吸收后，从另一侧出去送往需要干燥的房间。再生用空气，经过过滤器与电加热器，从转轮另一侧进入另外1面积上的蜂窝形通道，带走吸湿剂中的水分并排往室外。优点：氯化锂转轮除湿机吸湿能力较强，而且维护、管理简单，是一种较理想的吸湿 设备。,Air Conditioning-Chapter 5,直接蒸发式表冷器和喷水式表冷器 1、直接蒸发式表冷器 规范：严禁用氨作制冷剂；氟里昂蒸发温度t2-3.5 喷水式表面冷却器 2、喷水式表冷器：露点易控制

22、；传热系数增加。,Air Conditioning-Chapter 5,3、蒸发冷凝再生式液体系统 室外新风经过空气过滤器1净化后，在喷液室2中与氯化锂溶液接触，空气中的水分即被溶液吸收。减湿后的空气与回风混合，经表面冷却器3降温后，由风机4送往室内。在喷液室中，因吸收空气中水分而稀释了的溶液沉入溶液箱7中，与来自热交换器8的溶 液混合后，大部分在溶液泵6的作用下，经溶液冷却器5冷却后送入喷液室。,Air Conditioning-Chapter 5,一小部分 经热交换器8加热后排至蒸发器10。在蒸发器中，溶液被蒸气盘管加热、浓缩，然后由再 生溶液泵9经热交换器8冷却后再送入溶液箱。从蒸发器中

23、排出来的水蒸汽进入冷凝器 11，水蒸汽冷凝后与冷却水混合，一同排入下水道。,Air Conditioning-Chapter 5,第5章空调热湿处理及净化设备,返回主目录,上级目录,空气净化处理设备的类型除尘式空气净化处理设备除气式空气净化处理设备,第二节 空气净化处理设备,Air Conditioning-Chapter 5,空气的净化处理设备,工业除尘是用各种类型的除尘器，把含尘量较大(每立方米空气中含几至上百毫克)的空气经净化处理后排至室外，以使大气不受或少受到污染。空调工程是把含尘量低(每立方米空气中含零点几至几毫克)的空气，经净化处理后送入室内，通常采用过滤方 法，使用的设备是各种空

24、气过滤器。,过滤器主要功能：处理空气中的颗粒污染 常见误解：过滤器像筛子一样，只有当悬浮在空气中的颗粒粒径比滤网的孔径大时才能被过滤掉。其实，过滤器和筛子的工作原理大相径庭。,过滤器过滤的放大,Air Conditioning-Chapter 5,初效过滤器,中效过滤器,高效过滤器,高效袋式过滤器,一、空气过滤器的类型,1.初效过滤器 2.中效过滤器 3.高效过滤器 4.静电集尘器,Air Conditioning-Chapter 5,初效过滤器（）,材料：易于清洗和更换的粗、中孔泡沫塑料或其它滤料 过滤对象：新风过滤，尘粒10 阻力：30Pa 计数效率(对于0.3m的粉尘):20%,金属丝网

25、、玻璃纤维、泡沫塑料；块状、自动卷绕式,1）块状过滤器（即平板状）:金属网格浸油过滤器、干式玻璃纤维填充式过滤器。,2）YP型抽屉式泡沫塑料过滤器：过滤效率和额定风量比板式高。,Air Conditioning-Chapter 5,Air Conditioning-Chapter 5,3）M1型袋式泡沫塑料过滤器:过滤效率和额定风量比板式高,Air Conditioning-Chapter 5,4）自动卷绕式空气过滤器 减少清洗过滤器的工作量（人工清洗或更换），提高运转维护水平。这种过滤器采用合成纤维制成的毡状滤料，并装置在能自动卷 绕的机构上，当滤料积尘到一定程度后，卷绕机构在 滤料前后空气

26、压差的控制下，使滤料自上而下地移 动，当一卷滤料用完后，再更换新的。,5）自动清洗浸油过滤器 金属过滤网板由传动机构带动，慢速移动，沾尘后在油梢内自行清洗，因此能连续工作。,浸油式初效过滤器,Air Conditioning-Chapter 5,2.中效过滤器（）,材料：中、细孔泡沫塑料或其它纤维滤料 常用的中效过滤器 M1、2、3型泡沫塑料过滤器 YB型玻璃纤维过滤器 结构形式：抽屉式或袋式 过滤对象：新风和回风过滤，延长高效过滤器的使用期限，尘粒1-10 阻力：100Pa 计数效率(对于0.3m的粉尘):20-90%,袋式过滤器,抽屉式过滤器,Air Conditioning-Chapte

27、r 5,3.高效过滤器（亚高效、高效、超高效）,0.1 级高效过滤器 亚高效过滤器：过滤对象：尘粒5 静电过滤器属于该类 阻力：150Pa 计数效率(对于0.3 的粉尘):90-99.9%,滤料：超纫玻璃纤维和超细石棉纤维。滤料均做成纸状，这些滤纸的孔隙非常小，并且允许采用的滤速很低(几cms)，这就增强了小尘粒的筛滤作用和扩散 作用，所以，具有很高的过滤效率。在一定的风量下，为能实现低滤速以减少过滤器阻力和提高过滤效率，就必须尽量增大过滤面积，为此，在制作过滤器时，将滤纸往返折叠多次，使其过滤面积为迎风面积的60余倍。折叠后的滤纸间通道用波纹分照片分隔。,高效过滤器,Air Conditio

28、ning-Chapter 5,4.静电集尘器,结构：由电过滤器、高压发生器、控制盒以及清洗用水系同等组成。性质：中效 或亚高效过滤器，可以 过滤掉10um以下的大部分尘粒。特点：空气阻力 低，以及积尘后阻力变化小等，一般仅 作为中间过滤器使用。,空调净化工程中使用的静电过滤器，通常采用二区式电场结构：第一区为电离区(使 尘粒荷电)；第二区为集尘区(使尘粒沉积)。,静电集尘器原理,Air Conditioning-Chapter 5,电离区：在一组等距离平行安 装的金属板(也有管柱状的)接地电 极之间，布有金属放电线(如02 mm钨丝，亦称电晕极或电离极)，并在其上加有足够高的直流正电压(10

29、2kV)，放电线与接地电极 之间形成不均匀电场，致使金属放 电线周围产生电晕放电现象，含尘 空气经过电离极时，空气被电离，使放电线周围充满正离子和电子，电子移向放电线，并在其上中和，而正离子在遇有中 性尘粒时就附着在上面，使中性尘粒带上正电荷，然后，随气流流入集尘区。,集尘区：由一组接地金属极板(集尘极)和高正电位的金属极板(加有5000V直流电 压)按平行于气流的方向交替排列而成，在各对电极之间形成一个均匀电场当来自电 离区的带有正电荷的尘粒进入均匀电场后，在强大的电场作用下，尘粒使沉积在负极性的接池极扳上。静电过滤器的过滤效率随着电场强度的增加和过滤风量的减少而提高。,Air Condit

30、ioning-Chapter 5,二、过滤器的性能,1.过滤效率,在额定风量下，过滤器捕获的灰尘量与过滤器前进入过滤器 的灰尘量之比的百分比。,当空气含尘浓度分别以质量浓度、计数浓度和粒径颗粒浓度表示时，则所得的效率相应为质量效率、计数效率和粒径分组计数效率。计数效率与各粒径分组计数效率的关系为,Air Conditioning-Chapter 5,过滤器串联时：,N个过滤器串联时：,Air Conditioning-Chapter 5,2.过滤器阻力,过滤器的阻力包括滤料阻力和结构阻力。新过滤器阻力一般有下列经验公式：其中u0为迎面风速，A、B和m分别为经验系数与指数。或：其中u为气溶胶通过滤料的流速，也叫滤速。对于国产过滤器，一般a 310，n12。过滤器的阻力随着迎面风速u0或者滤速u的增大而增大，过滤效率随着滤速增大而降低。,Air Conditioning-Chapter 5,3.过滤器的容尘量,当过滤器在额定风量下的阻力达到过滤器的终阻力时，过滤器所容纳的尘粒质量称为该过滤器的容尘量。,面速：过滤器迎风断面通过气流的速度u，一般以ms表示，即,4.过滤器的面速和滤速,滤速：滤料面积上气流通过的速度，一般以cms或L(cm2min)表示，即：,除气式空气净化处理设备,Air Conditioning-Chapter 5,