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1、第三章 空气的热湿处理,第一节 空气热湿处理的途径及使用设备的类型,知识点1 空气热湿处理的各种方案,直接接触式热湿交换设备 设备特点是，与空气进行热湿交换的介质直接与空气接触。典型代表是喷水室,知识点2 热湿交换设备类型,表面式热湿交换设备 设备特点是，介质与空气之间的热湿交换通过分隔壁面进行。典型代表是表面式换热器,第二节 空气与水直接接触时的热湿交换,温差是显热交换的推动力，水蒸汽分压力差是潜热和湿交换的推动力，焓差是总热交换的推动力,知识点1 热湿交换原理,知识点2 空气与水直接接触时的状态变化过程,在实际的喷淋过程中，喷水量总是有限的，空气与水的接触时间也不可能无限长，空气的状态变化
2、过程也不算直线，但工程上空气处理的结果更为重要，所以上述直线仍然可用。,知识点1 喷水室的用途 以调节湿度为主要目的的纺织厂、卷烟厂等工程中大量使用,第三节 用喷水室处理空气,知识点2 喷水室的分类,按被处理空气在喷水室内的流速大小分为低速（2 m/s3m/s）和高速（3.5 m/s6.5m/s）两类。按喷水室内空气流动方向分为卧式（空气流动为水平方向，水以顺喷或逆喷方向喷出）和立式（空气流动由下向上或由上向下，水由上向下喷出）两类。按制造喷水室外壳所用的材料分为金属外壳和非金属外壳（如玻璃钢、砖砌或钢筋混凝土）两类。,知识点3 喷水室的构造：以卧式、单级、低速为例,（1）挡水板：前挡水板有挡
3、住飞溅出来的水滴和使进风均匀流动的双重作用，因此有时也称它为均风板。后挡水板能将空气中夹带的水滴分离出来，防止水滴进入后面的系统。,（2）喷嘴 喷嘴性能的优劣主要体现在同样喷水压力下的喷水量和雾化效果，同一类型的喷嘴，孔径越小，喷嘴前压力越高，则雾化效果越好，孔径相同时，压力越高，喷水量越大，雾化程度越高，但喷水所消耗水泵的功率就越大，理想的喷嘴能在较低喷水压力下，保证喷水室所需要的雾化效果的喷水量，且使用过程中不易堵塞。安装喷嘴时，密度一般是13-24个/m2，呈梅花形分布。,（3）排管 在喷淋室中通常设置一至三排喷嘴，最多四排喷嘴。喷水方向根据与空气流动方向相同与否分为顺喷、逆喷和对喷。一
4、排喷嘴采用顺喷或逆喷，二排为对喷，三排时第一排顺喷，第二、三排逆喷。,（4）喷水室外壳 喷水室外壳一般为矩形断面，断面积由被处理风量和推荐风速确定。材料为双层钢板，内夹保温层。外壳上还应有不小于400*600mm的密封检查门，门上应开设玻璃观察孔，设有防水照明灯。,（5)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。滤水器的作用是清除水中杂物，以免喷嘴堵塞。（6)溢水管：底池通过溢水器与溢水管相连，以排除水池中维持一定水位后多余的水。在溢水器的喇叭口上有水封罩可将喷淋室内、外空气隔绝，防止喷淋室内产生异味。（7)补水管：当用循环水对空气进行绝热加湿时，底池中的水量将逐渐减少
5、，由于泄漏等原因也可能引起水位降低。为了保持底池水面高度一定，且略低于溢水口，需设补水管并经浮球阀自动补水，（8)泄水管：为了检修、清洗和防冻等目的，在底池的底部需设有泄水管，以便在需要泄水时，将池内的水全部泄至下水道。,知识点4 其他喷水室,玻璃丝盒填料式喷水室,知识点5 双级低速喷水室 这种使用同一水源的两级喷水室，实际上是两个单级喷水室在风路及水路两方面串联起来使用的，而且喷淋水与被处理空气呈逆流流动（相当于一个逆流式换热器），因此，具有热湿交换效率高，被处理空气的温降、焓降较大，大大节约天然冷源水用量，且空气的终状态一般可达饱和等特点。,双级喷淋室能够使水重复使用，因而水的温升大、水量
6、小，在使空气得到较大焰降的同时节省了水量。因此，它更适宜于用在使用自然界冷水或空气焓降要求较大的地方。双级喷淋室的缺点是占地面积大，水系统复杂。,第四节 用表面式换热器处理空气,知识点1 表面式换热器的分类,（1）空气加热器（2）空气冷却器,知识点2 表面式换热器的热湿处理过程,可以实现3种空气处理过程1、等湿、加热、升温；A-B2、等湿、冷却、降温；A-C3、减湿、冷却、降温；A-D,知识点3 表面式换热器的构造,绕片机,串片方法：,（1）浸镀法 镀层金属主要是锌和锡，其次是镉。浸镀前管子和翅片都必须经过化学处理，以清除其表面上的氧化物和油垢。铬镍钼合金钢用盐酸、硫酸加氧化剂（如硝酸）进行清
7、洗；碳钢用冷盐酸和热稀硫酸溶液进行清洗；铜翅片只用稀硫酸清洗。翅片管经过必要的清洗去油垢后，再用含有氯化亚锡成分的氯化铵溶液进行处理一次（铜翅片除外）。才可置入熔融的锌(或锡)槽中（锌的熔点为400，锡的为230）。由于毛细作用，锌(或锡)能均匀地充满翅片和管子之间的所有间隙。凝固后二者即可构成牢固的连接，并在翅片和管子表面构成一层2050微米厚的保护膜。但这种方法耗费金属较高，成本较高，每平方米换热面积约耗锌1.251.30kg。（2）胀管法 将串好的翅片管接到专用的加压设备上，用液压法（一般加压到30 MPa以上）胀大管子通道，使翅片管紧箍在管子上。胀管法比较简单，一般只能用于延展性能良好
8、的铜、铝等有色金属翅片管。很少用于钢管。（3）接触焊 采用专用的电焊机和缝焊机一边串片（或绕片）一边将翅片焊到管子上。为避免焊的过程中管子变形，一般要插入芯轴。在采用此种工艺时，翅片的穿孔处通常要有折边，以便焊接。这种方法被公认是一种比较理想的方法，但其缺点是要求有较复杂的专用设备。（4）电阻焊接法 在经清洗磨光的管壁上先涂敷一层焊剂，再把翅片串(或绕)到管子上，然后在翅片管两端接通电源，以较大的电流使焊剂中的金属融化，将管子与翅片焊在一起。,焊接法,知识点4 换热器强化传热方法,（1）强化管外侧换热系数措施：二次翻边和新型肋片（2）强化管内侧换热系数措施：内螺纹管(3)加工中应尽量保证传热管
9、与肋片的紧密接触；(4)设计中优化各种结构，并用亲水性的表面处理技术；,知识点5 表面式换热器的安装,按其方位有3种：垂直、水平或倾斜安装。垂直安装时必须使肋片处于垂直位置，否则将因肋片上部积水而增加空气阻力。为排除表冷器的凝结水，在其下部应装滴水盘和排水管,表面式换热器的冷、热媒管路也有并联与串联之分，不过使用蒸汽做热媒时，各台换热器的蒸汽管只能并联。对于用水做冷、热媒的换热器，通常的做法是：相对于空气通路为并联的换热器其冷、热媒管路也应并联；串联的换热器其冷、热媒管路也应串联。管路串联可以提高水流速，有利于水力工况的稳定和增大传热系数，但是系统阻力有所增加。,安装方式还可分为并联（量多）与
10、串联（温差大）两种。,为使冷、热媒与空气之间有较大温差，最好让空气与冷、热媒之间按逆交叉流型流动。为便于使用和维修，冷、热媒管路上应装设阀门、压力表和温度计。在蒸汽加热器的管路上还应设蒸汽压力调节阀和疏水器。为保证换热器正常工作，在水系统最高点应设排空气装置，在最低点则应设泄水、排污阀门。,知识点6 喷水表冷器,普通表冷器只能冷却或者冷却除湿空气，无法对空气进行加湿，更不容易达到较严格的湿度控制要求。所以在需要时还应另设加湿设备。喷水式表冷器则能弥补这方面的不足，使之兼有表冷器和喷水室的优点。该设备的具体结构是在普通表冷器前设置喷嘴.向表冷器外表面喷循环水。由于喷水式表冷器要求喷嘴尽可能靠近表
11、冷器设置，所以流过的空气与喷水水苗接触时间很短，更多的时间是与表冷器表面上形成的水膜接触，热湿交换现象更为复杂。,热交换机理：水膜增加了热交换面积；喷水对水膜的扰动减少了热阻,知识点7 直接蒸发冷却和间接蒸发冷却,直接蒸发冷却(简称DEC)是指空气与水大面积的直接接触，由于水的蒸发使空气和水的温度都降低，此过程中而空气的含湿量有所增加，空气的显热转化为潜热，这是一个绝热加湿过程。整个蒸发冷却过程要在冷却塔、喷水室或其他绝热加湿设备内实现,间接蒸发冷却(简称IEC)是指把直接蒸发冷却过程中降温后的空气和水通过非接触式换热器冷却待处理的空气，那么就可以得到温度降低而含湿量不变的送风空气，此过程为等
12、湿冷却过程。若把直接蒸发冷却中用的空气称二次空气，待处理的空气称一次空气,蒸发型空调与传统的压缩机型空调相比，具有以下优点初投资的成本低；约为传统机械制冷的1/2，机械制冷系统的造价为400元/m2左右，而蒸发型制冷系统为250元/m2左右，一般三年即可收回初投资。耗电量为传统空调的1/8，蒸发型空调（蒸发式冷气机）设备中所需的主要动力为风机和水泵动，无制冷压缩机，能效比COP值很高，通常机械制冷系统的耗电为50W/m2左右，而蒸发型空调系统为10 W/m2左右，节电80%左右。蒸发型空调（蒸发式冷气机）运行方式为全新风运行，且具有空气过滤和加湿功能，不断输入100%新鲜冷空气，有效的正压送风
13、可使有害的空气排出室外，保持室内洁净；大大改善其室内空气品质。保护环境，零污染；由于蒸发型空调（蒸发式冷气机）设备以水为制冷剂（不氟里昂），对大气无污染。维护简单、保养费用低；传统压缩式空调机组一般需要冷水机组、冷却塔、冷却水泵、末端装置等复杂的成套设备，运行、维护都麻烦，且需专业人员操作，耗资很大，而蒸发型空调系统运行管理方便，一般无须专业人员。,蒸发冷却技术上尚存在认识的误区误区之一：蒸发冷却技术仅限于干旱气候环境使用 蒸发冷却技术早期应用于一些干旱气候环境地区，并在美国的西南部、澳大利亚、印度、巴基斯坦、南非、以色列和我国的西北地区等炎热干燥地带得到推广。但是，这并不意味着蒸发冷却技术仅
14、限于干旱气候环境使用。蒸发冷却系统有直接蒸发冷却与间接蒸发冷却及两者所复合而成的多种蒸发冷却系统几乎可以在所有气候条件下应用；另外，由除湿技术与蒸发冷却技术相结合的除湿冷却系统，是在蒸发冷却研究的基础上提出的一种不受环境影响的制冷方式，除湿冷却空调通常由除湿剂吸湿、除湿剂再生、蒸发冷却及换热等过程组成。被处理空气的潜热处理由除湿剂吸湿来完成，而显热处理由蒸发冷却来完成。误区之二：蒸发冷却技术将取代机械制冷与机械制冷相比，蒸发冷却存在着很多不足之处。如缺乏除湿功能，冷却空气的能力受外界气候环境的影响严重，多级蒸发冷却系统控制较复杂等。当仅靠蒸发冷却不能达到制冷要求时，可启动机械制冷进行补偿；想要
15、提高室内空气品质，只能加大新风量，但机械制冷能耗会大大增加，而蒸发冷却空调却可以实现全新风节能运行。因此，将机械制冷与蒸发冷却相结合，既能满足多种不同需求，又减少了能耗。所以，蒸发冷却技术与机械制冷各有所长，结合使用可以发挥出意想不到的效果。目前，在舒适性空调系统中，由除湿技术、蒸发冷却技术、机械制冷技术三者结合组成的除湿法空调系统已受到国内外普遍关注。,技术难点,蒸发型空调系统中的热和质的交换问题，是传热界的一个主要研究方向。近年来国内外仍有许多学者正对此问题进行更深入的理论和实验研究，但从系统整体综合考虑各个部件的热质交换特性的还没有；由于水和空气间热质交换过程表现出高度的时变和非线性特性
16、，使得无论是在物理模型的建立，还是在数学模型的求解上都非常困难，这也阻碍了这个课题的深入研究。,第五节 空气的其他加热加湿方法和设备,知识点1 用电加热器加热空气,电加热器是让电流通过电阻丝发热而加热空气的设备。具有结构紧凑、加热均匀、热量稳定、控制方便的优点。但是电加热利用的是高品位的热能，它只宜在一部分空调机组和小型空调系统中使用，在恒温精度要求较高的大型空调系统中，也常用电加热器控制局部加热或末级加热使用。裸线式：由绕成螺旋形的裸电阻丝构成，电阻丝直接暴露在风道中，为了安全和检修方便起见，通常将这种电加热器做成抽屉式。管 式：由管状电热元件组成：将螺旋状电阻丝装在特制的金属套管中，中间填
17、充结晶氧化镁做绝缘材料。缺点是热惰性大，结构也比较复杂,1-隔热层2-瓷绝缘子3-电阻丝4-钢板,知识点2 加湿的分类,等温加湿-喷蒸汽加湿，水蒸汽直接进入 空气中，不涉及相态变化，所 以是等温过程等焓加湿-喷水加湿，水首先蒸发成水蒸 汽，蒸发过程吸收空气的热量，但是空气同时得到了含湿量，所 以是等焓过程,知识点3 等温加湿设备,（1）干蒸汽加湿器,工程上常常采用一种叫做“干式蒸汽加湿器”的设备。它由一个蒸汽喷管、喷管外保温外套以及干燥蒸汽用的筒体组成。自干式蒸汽加湿器喷出的干燥蒸汽，不再夹带冷凝水滴，加湿效果比较好。,（1）干蒸汽加湿器,注意：干蒸汽加湿器左右式判定规则：从蒸发罐向喷管方向看
18、，如喷管喷出的蒸汽方向向左，则该干蒸汽加湿器为左式；反之，为右式。一般地，空调机组为空气流动方向向左，就应安装右式干蒸汽加湿器；反之，就应安装左式干蒸汽加湿器。只有这样才能保证喷出的蒸汽是逆向空气流动的方向。,（2）电热式加湿器,用管状电热元件置于水中制成，电热元件通电之后，将水加热产生蒸汽。如果将PTC发热元件置于水中，又称作PTC蒸汽加湿器。,（3）电极式加湿器,将三根铜棒或不锈钢棒插入水中做电极，水做电阻，电极与三相电源接通之后，就有电流从水中通过，因而加热蒸发成为蒸汽。也可以采用两个电极，与单相电源。,知识点4 等焓加湿设备,（1）高压喷雾式加湿器,经过高压泵加压的高压水从喷嘴小孔向空
19、气中喷出，形成粒径较小的水雾,（2）湿膜加湿器,经过过滤的水通过管路送到加湿器顶部 淋水器，水在重力作用下，沿湿膜材料向下渗透，水被湿膜材料吸收，形成均匀的水膜；当干燥 的空气通过湿膜材料时，水分子充分吸收空气 中的热量而汽化、蒸发，使空气的湿度增加，形成湿润的空气。,（3）超声波加湿器,超声波加湿器的优点是，加湿强度大，加湿均匀，加湿效率高；节能、省电，耗电仅为电热加湿器的110至115；使用寿命长，湿度自动平衡，无水自动保护；兼具医疗雾化、冷敷浴面、清洗首饰等功能。缺点是价格高、对水质有一定的要求。,（4）离心式加湿器,离心加湿是利用电机带动吸水器和雾化盘高速旋转，将水不断地从储水盘中吸出
20、，在离心力作用下，水被破碎成小颗粒，小颗粒高速碰撞雾化格栅，变成水雾，水雾在出风诱导下涌出加湿器，进入加湿空间，达到加湿目的。,第六节 空气的其他除湿方法和设备,知识点1 加热通风法除湿,只要求控制室内温度的调节技术称为供暖或降温，冷却和去湿都与制冷原理有关。为保持室内环境有害物浓度在一定卫生要求范围内的技术称为通风，大多数系统在过渡季节或非工作时间里要辅以通风系统对房间进行机械通风。空调系统与通风系统有许多部分结合在一起，通常称为空调通风系统。,知识点2 用冷冻除湿机减湿,可调型冷冻除湿机减湿,知识点3 用固体吸湿剂减湿,1kg硅胶的孔隙面积可达40万m2孔隙容积为其总体积的70%吸湿能力可
21、达质量的30%,孔隙内水表面呈凹面，曲率半径小的凹面上水蒸汽分压力比平液面上水蒸汽分压力低,硅胶-35以下工作,1）细孔硅胶干燥剂：外观呈白色、半透明状玻璃体。主要用于干燥、防潮，可用作空气净化剂，去除空气中的水分以控制空气湿度。2）蓝胶干燥剂：具有高度细孔结构。蓝色，半透明，经吸湿其颜色由蓝色变成浅红色，可与一般细孔硅胶干燥剂混合使用做指示剂，以指示干燥剂吸水饱合程度，主要用于干燥吸湿。,铝胶-25以下工作,1）吸湿性能不及硅胶2）特别适应含氟水的除氟处理,分子筛是一种人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅铝酸盐。依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，因而被称为“分子筛”。分子直径
22、小于分子筛晶体孔穴直径的物质可以进入分子筛晶体，从而被吸附，否则，被排斥。,分子筛-4A吸附水能力最强,知识点4 转轮除湿机,转轮是由交替放置的平吸湿纸和压成波纹的吸湿纸卷绕制成的，吸湿纸是以玻璃纤维滤纸为载体，将吸湿剂以及保护加强剂等液体均匀地吸附在滤纸上烘干而成。干燥剂有氯化锂、高效硅胶和分子筛。,除湿系统,再生系统,转轮以每小时数转的速度缓慢旋转，潮湿空气由转轮一侧3/4部分进入转轮上的蜂窝状通道，被吸湿纸吸附除湿后成为干燥空气。再生空气从转轮另一侧1/4部分进入转轮在生区，带走吸附在蜂窝状通道内的水分，如此不断循环，便可达到连续除湿的目的。,知识点5 用液体吸湿剂除湿,吸水溶液有氯化锂、溴化锂、氯化钙和三甘醇,氯化锂吸湿流程,
