空气调节第3章-空气热湿处理.ppt

《空气调节第3章-空气热湿处理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空气调节第3章-空气热湿处理.ppt（173页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、2023年10月17日7时59分,空气调节,空气调节,盛 伟 工学博士 副教授电话：，,第3章 空气的热湿处理,主要内容,3.1 热湿交换介质与热湿处理装置 3.1.1 与空气进行热湿交换的介质 3.1.2 空气热湿处理装置3.2 喷水室3.3 表面式换热器 3.3.1 表面式换热器的构造与类型 3.3.2 用表面式换热器处理空气的过程及特点,主要内容,3.4 空气的其他热湿处理装置 3.4.1 加热装置 3.4.2 加湿装置 3.4.3 除湿装置3.5 空气热湿处理的途径与方案3.6 空调设备,学习目标,了解空气热湿处理的原理掌握空气热湿处理的常用方法重点掌握各种空气热湿处理设备的构造与工作

2、原理,在确定了空调房间的冷热湿负荷、送风状态点和送风量后，接下来的工作就是选择热湿处理装置把拟送入空调房间的空气处理到送风状态。空气的热湿处理装置名目繁多，构造五花八门，功能有异有同，使用的热湿交换介质也多种多样。为了达到既定的空气处理目标，必须了解空气热湿处理的基本理论，常用热湿处理装置的构造与工作原理，才能选出合适的空气处理方案与处理装置。,3.1 热湿交换介质与热湿处理装置,对空气进行热湿处理，即对空气进行加热、冷却或加湿、除湿。根据能量守恒和质量守恒的基本原理，要达到对空气加热、冷却、加湿、除湿的目的，就要借助某些能对空气放热、吸热或加入水蒸气、除去水蒸气的介质和装置来实现。,加热,冷

3、却,加湿,除湿,空气的热湿处理,3.1.1 与空气进行热湿交换的介质,在空调工程中，主要使用水、水蒸气、制冷剂作为与空气进行热湿交换的介质。水 是使用最多、最广的介质 最容易获得 价格低廉 调节方便 既能直接与空气进行热湿交换，又能 间接 与空气进行热湿交换水蒸气 如果直接喷入空气中，能起到加湿 作用；如果通过换热器间接与空气 接触则只能起加热作用。,3.1.1 与空气进行热湿交换的介质,制冷剂 通常借助换热器与空气进行热湿交换 空气发生何种状态变化与制冷剂的 状态变化有关 如果制冷剂由液态变为气态，则 空气将发生降温或降温减湿变化 如果制冷剂由气态变为液态，则 空气将会被加热在某些特殊场合，

4、还可以利用某些固体或液体吸湿剂(如硅胶、氯化锂、三甘醇等)与空气进行热湿交换。,3.1.2 空气热湿处理装置,作用 将水、水蒸气或制冷剂等介质与空气进行充分地热湿交换，使空气的状态发生所需要的变化。类别(按热湿交换介质与空气的接触方式分)直接接触式热湿处理装置 间接接触式热湿处理装置,3.1.2 空气热湿处理装置,(1)直接接触式热湿处理装置特征 把水、水蒸气等介质直接喷入空气中，或让热湿交换介质与空气直接接触，使空气状态发生变化。常用的这类装置 喷水室各种水加湿器蒸汽加湿器,3.1.2 空气热湿处理装置,(2)间接接触式热湿处理装置又称为表面式或间壁式热湿处理装置，表面式换热器。特征 将水、

5、水蒸气、制冷剂等介质通过金属分隔面与空气进行热湿交换，从而使空气状态发生变化。常用的这类装置 表面式冷却器(表冷器)、空气加热器、盘管、蒸发器和冷凝器,3.1.2 空气热湿处理装置,电加热器是利用电热元件来加热空气，其作用原理与上述两类热湿处理装置有所不同。喷水式表冷器则兼有直接接触式和间接接触式两类热湿处理装置的特点。,3.2 喷水室,又称为喷淋室、淋水室、喷雾室、洗涤室工作原理 借助内部设置的喷水装置喷出的高密度小水滴，与空气直接接触进行热湿交换，从而使空气状态发生变化。优点 可以对空气实现加热、冷却、加湿、除湿等七种处理过程具有一定的空气净化能力夏冬季可以共用加工制作容易,3.2 喷水室

6、,主要缺点 对水质要求比较高占地面积大水系统复杂需要配备专用水泵 适用场合 主要在纺织厂、卷烟厂等以空气湿度为主要调控对象的工艺性空调系统中使用。,3.2.1 喷水室的构造与种类,不论何种喷水室，其工作原理都是基本相同的。空气流程 在风机的作用下进入喷水室通过前挡水板或整流器与喷水装置喷出的水滴相接触进行热湿交换，发生状态变化流经挡水板，分离出夹带的水滴离开喷水室,或整流器前挡水板,喷水装置,挡水板,1.喷水室的构造,图31 卧式、单级、低速喷水室1前挡水板 2喷水排管 3防水灯 4后挡水板 5浮球阀 6底池 7补水管 8供水管 9三通混合阀 10回水管 11滤水器 12水泵 13溢水管 14

7、泄水管 15溢水器 16检查门,(1)喷水排管又称为喷淋排管，主要由供水管和喷嘴组成。根据空气处理的需要，在喷水室中可设置二至四排。喷嘴的喷水方向相对于空气流动方向可顺喷，也可逆喷；当采用两排喷水排管时均为对喷。,图32 喷水排管,（2）喷嘴喷嘴用来将水变成小水滴，扩大空气与水直接接触进行热湿交换的面积。喷嘴喷出的水滴大小、水量多少、喷射角度和喷射距离与喷嘴的构造、喷口孔径以及水压大小有关。制作喷嘴的材料一般 采用黄铜、尼龙、塑料和陶瓷。,图33 离心式喷嘴,图34 双螺旋喷嘴1-喷嘴座 2-橡胶垫 3-螺旋体 4-喷嘴帽,(3)挡水板一般用厚度为0.751.0mm的镀锌钢板制作，也可以用不锈

8、钢板、铝合金板、玻璃钢、塑料或塑料复合钢板制作。前挡水板 兼有挡住水滴不飞溅出喷水室和使空气在整个喷水室 横截面上能尽量均匀 分布进入的双重作用，故又称为均风板。现已很少使用，取 而代之的是流线形 格栅整流器(又称为 导流板)。,后挡水板 主要有折板形和波纹形两种，当夹带着水滴的空气在挡水板片与片之间的流道曲折通过时，因流动方向的改变而使水滴在惯性作用下与挡水板发生碰撞，将水滴阻留并聚集在板面上，并沿直立的板面流到底池。,折板形挡水板,波纹形挡水板,(4)底池用来容纳喷淋用水和喷淋落水，其上接有回水管、溢水管、补水管和泄水管四种管道。当需要使用部分回水调喷水温度和需要对空气进行等焓加湿处理时，

9、就要使用回水管(又称为循环水管)将底池中的水通过滤水器过滤后供给水泵；当夏季对空气进行冷却干燥处理时，底池中的水将增多，为维持底池一定的水位，需借助溢水管通过溢水器将多余的水从底池中排出；当冬季对空气进行喷循环水加湿时，底池中的水将会减少，为维持底池一定的水位，需要通过浮球阀控制补水管向底池自动补水；在需要将底池的水排除干净以便清洗底池或检修设备时，就要用到泄水管。,3.2.1 喷水室的构造与种类,2.喷水室的种类喷水室除了有卧式、单级和低速的外，相应的还有立式、双级和高速喷水室，此外还有带旁通的喷水室和带填料层的喷水室等。(1)立式喷水室特点 占地面积小，空气自下而上流动，水自上而下喷洒，因

10、而热湿交换效果更好。适用场合 一般用于处理风量较小或空调机房层高较高的场合。,(2)双级喷水室是风路及水路都串联起来的喷水室。空气先进入级喷水室再进入级喷水室，而喷淋水是先进入级喷水室，再进入级喷水室。主要特点 空气的温降(升)、焓降(升)都较大；用水量小；被处理空气的终状态相对湿度较高，一般可达100%。,图37 双级喷水室,(3)高速喷水室一般低速喷水室内空气流速仅为23m/s，高速喷水室内的空气流速则为3.56.5m/s，这种喷水室在我国纺织行业得到了广泛使用。,图38 高速喷水室,挡水板,喷水排管,整流器,(4)带旁通的喷水室与一般的喷水室不同，带旁通的喷水室是在喷水室的侧面或上面增加

11、一条旁通风道(又叫二次风道)，它可以使处理的和未处理的空气按一定比例混合而得到要求的空气终参数，通常用于二次回风空调系统。,主风道,旁通风道,支风道,喷水排管,挡水板,整流器,整流器,(5)带填料层的喷水室是在喷水室内倾斜地排列玻璃纤维填料盒，盒上均匀地喷水，空气穿过玻璃纤维层时，与水可以充分接触进行热湿交换，它适用于空气的加湿或蒸发式冷却。,图39 带填料层的 喷水室1水泵 2喷嘴 3玻璃纤维填料盒 4除水器,1,2,3,4,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,要回答空气经喷水室处理后为什么会发生状态变化？如何变化？与喷嘴喷出的水滴温度是否有关系？是什么关系？等问题，必须对空气与水

12、直接接触时的热湿交换原理有所了解。悬浮在未饱和空气中的水 滴由于水的自然蒸发作用，会有一部分水由液态转变 为气态，从而在水滴的表 面形成一个温度等于水滴 表面温度的饱和空气薄层，称为边界层。,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,由于未饱和空气与水滴之间存在一个饱和空气边界层，因此空气与水滴直接接触时的热湿交换实质上是空气与水滴表面饱和空气边界层的热湿交换。如果边界层的温度高于周围空气的温度，则边界层向周围空气传热；反之则周围空气向边界层传热。,图310 空气与水直接接触时的热湿交换,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,如果边界层的水蒸气分压力大于周围空气的水蒸气分压力，则水

13、蒸气分子将由边界层向周围空气迁移，此时空气中的水蒸气含量增加，即得到加湿，同时边界层中减少了的水蒸气分子由水滴表面跃出的水分子补充，水滴为蒸发状态。,图310 空气与水直接接触时的热湿交换,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,反之，水蒸气分子由周围空气向边界层迁移，空气中的水蒸气含量减少被除湿，此时边界层容纳不了的过多水蒸气分子会回到水滴中，这个迁移过程实质上是空气中水蒸气的凝结过程。,图310 空气与水直接接触时的热湿交换,由于不论是蒸发还是凝结都有潜热的转移，因此当空气与边界层之间存在水蒸气分压力差时，既有湿交换，也有热交换。空气与水滴之间的热交换是可能包括显热交换和潜热交换的全

14、热交换。为了全面反映空气与水滴之间的热交换情况，通常用空气初终态的焓差值来表示其热量的变化情况。由于未饱和空气流经水滴周围时，会把边界层中的饱和空气带走一部分，而补充的未饱和空气在水的蒸发或水蒸气凝结的自然作用下很快又会达到饱和。因此，边界层的饱和空气将不断地与流过水滴周围的那部分未饱和空气相混合，从而使空气状态发生变化。这种现象实际上就是两种空气的混合过程。,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,1.空气与温度不变的水直接接触时的状态变化空气与水的热湿交换过程可以按两种空气的混合过程来对待。根据两种不同状态空气 的混合规律，混合点C 应位于连接空气初状态 点A和=100%饱和线上 由

15、水温tw决定的饱和状 态点B 的直线上。,A,B,100%,C,tW,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,C点的具体位置取决于与空气接触的水量或水 滴数量以及空气与水接触的时间长短。如果参与混合的饱和空气越多，空气的终状态点(即混合后的状态点C)就越接近饱和线。,A,B,100%,C,tW,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,从上面的分析可知“水”的状态点只能在=100%的饱和线上，空气与水直接接触时的状态变化方向又受制于这一“点”，由此而决定了空气与水直接接触时的状态变化范围，是由空气初状态点A与饱和线的两条切线AB和AC，以及饱和线所围成的曲线三角形ABC。,2.空气与

16、不同温度的水直接接触时的状态变化,C,A,100%,空气与水直接接触时的状态变化范围还可以用A1至A7七种典型空气状态变化过程来代表。注意 dA(pqA)是空气增湿和减湿的分界线hA是空气增焓和减焓的分界线tA是空气升温和降温的分界线。,图312 空气与水直接接触时的状态变化范围及典型过程,pqApq2,1)当水温tW低于空气露点温度tL时，发生A1过程。此时由于tWtLtA 和 dLdA(Pq1PqA)，所以空气被冷却和干燥。2)当水温tW等于空气露点温度tL时，发生A2过程。此时由于tWtLtA 和 d2dA(Pq2=PqA)，所以空气被冷却但含湿量不变，即没有湿交换和潜热交换。,图312

17、 空气与水直接接触时的状态变化范围及典型过程,pqApq2,3)当水温tW高于空气露点温度tL,且低于空气湿球温度tS时，发生A3过程。此时由于tWtStA和d3dA(Pq3PqA)，空气被冷却和加湿。,图312 空气与水直接接触时的状态变化范围及典型过程,pqApq2,4)当水温tW等于空气湿球温度tS时，发生A4过程。此时由于等湿球温度线与等焓线相近，可以认为空气状态沿等焓线变化而被加湿。在该过程中，由于总热交换量近似为零，而且tw=tS 和 d4dA(Pq4PqA)，说明空气的显热量减少、潜热量增加，二者近似相等。,图312 空气与水直接接触时的状态变化范围及典型过程,pqApq2,5)

18、当水温tW高于空气湿球温度tS而低于空气干球温度tA时，发生A5过程。此时由于tWtA和d5dA(Pq5 PqA)，空气被冷却和加湿。6)当水温tW等于空气干球温度tA时，发生A6过程。此时由于tW=tA 和d6dA(Pq6 PqA)，说明空气温度不变，不发生显热交换，但空气被加湿。,图312 空气与水直接接触时的状态变化范围及典型过程,pqApq2,7)当水温tW高于空气干球温度tA时，发生A7过程。此时由于tWtA和d7dA(Pq7PqA)，空气被加热和加湿。掌握上述分析要点，根据喷水室处理空气的喷水温度，借助h-d图就可以很容易地判断出空气状态的变化过程，以及状态参数的变化情况。,图31

19、2 空气与水直接接触时的状态变化范围及典型过程,pqApq2,表3-1 空气与不同温度水直接接触热湿交换过程的特点 温度高于被处理空气初态湿球温度的水一般称为热水，反之称为冷水，等于该湿球温度的水则称为循环水。七种典型空气状态变化过程中，要实现前三种过程需喷冷水，实现后三种过程要喷热水，而中间的第四种过程则要喷循环水才能实现。,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,3.用喷水室处理空气的实际过程前面介绍的用喷水室处理空气可以实现的七种典型过程，是基于以下两个假设条件 1)与空气接触的水量无限大(因而水温可始终保持不变，“水”的状态点也不变)。2)空气与水接触的时间无限长(使与水滴接触的

20、空气可以达到饱和)。这样才能使全部被处理空气都达到饱和状态，即空气的终状态点在=100%的饱和线上，而且空气的终温与喷水温度相等，因此是理想的热湿交换过程。,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,3.用喷水室处理空气的实际过程实际用喷水室处理空气时，由于受到各种客观条件的限制，与空气接触的水量是有限的，空气与水接触的时间也很短。除了用循环水处理空气时水温不会改变外，在其他六种空气处理过程中，水温都将发生变化，从而使得空气状态变化过程不成直线，而是曲线。用喷水室处理空气时，空气的终状态往往达不到饱和，只能接近饱和，相对湿度一般为90%95%，但也接近了结露状态，故而常把空气经喷水室处理后

21、接近饱和状态时的终状态点称为“机器露点”。,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,图313 用喷水室处理空气的实际过程a）顺流 b）逆流,图313分别为水的初温低于被处理空气露点温度，水滴与空气的运动方向相同(顺流)和相反(逆流)情况下，喷水室处理空气的实际过程。,3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理,注意 只有在立式喷水室才能实现比较单纯的顺流和逆流。在卧式喷水室中，因水滴从喷嘴喷出的方向和运动时受重力的作用，使得空气与水滴的运动方向既不是顺流，也不是逆流，而是复杂的交叉流。由于在工程实际中关心的只是空气经喷水室处理后的状态，而不是空气状态变化的轨迹，所以在分析计算时就直接采

22、用连接空气初、终状态点的直线来表示喷水室中空气状态的实际变化过程。,3.3 表面式换热器,在空调工程中，另一类广泛使用的热湿交换装置。表面式换热器的“别名”在组合式空调机组和柜式风机盘管中用于空气冷却除湿处理时称为空气冷却器或表面式冷却器，简称表冷器。用来对空气进行加热处理时，叫做空气加热器。作为风机盘管的部件使用时，叫做盘管。用做各种空调器或空调机四大件中的换热器时，分别称为蒸发器(或表面式蒸发器、直接蒸发式表冷器)和冷凝器。,3.3 表面式换热器,特点(与喷水室相比)结构紧凑。水系统简单，水质无卫生要求，用水量少。体积小，使用灵活，用途广。可以使用多种热湿交换介质。耗用有色金属材料。空气处

23、理类型少。无除尘功能。,3.3.1 表面式换热器的构造和种类,空调工程中使用的表面式换热器主要是各种金属肋片管的组合体。采用肋片管的原因和目的 表面式换热器是借助管内的冷热媒介质经金属分隔面与空气间接进行热 湿交换，而空气侧的对流 换热系数一般远小于管内 的冷却介质或加热介质的 对流换热系数。增大空气一侧的传热面积，增强表面式换热器的换热 效果，降低金属耗量和减 小换热器的尺寸。,a)皱褶绕片管b)光滑绕片管c)串片管d)轧片管e)二次翻边片管,图314 各种肋片管的构造,(1)绕片管是用绕片机把铜带或钢带紧紧地缠绕在铜管或钢管上制成。主要有皱褶绕片管和光滑绕片管两种。皱褶绕片既增加了肋片与管

24、子之间的接触面积，又可使空气流过时的扰动增强，从而提高肋片管的传热系数。但是皱褶会使空气流过肋片管的阻力增加，而且容易积灰，不便清理。光滑绕片没有皱褶，它们是用延展性更好的铝带缠绕在钢管上制成。,皱褶绕片管,光滑绕片管,(2)串片管是把事先冲好管孔的肋片与管束串在一起，通过胀管处理使管壁与肋片紧密结合。常用的肋片为铝片，管子则用铜管。(3)轧片管是用轧片机在光滑的铜管或铝管表面轧制出肋片。由于轧片和管子是一个整体，没有因存在缝隙而产生的接触热阻，所以轧片管的传热性能更好。,串片管,轧片管,(4)二次翻边片管二次翻边片由于翻了二次边，既保证了肋片的间距，又增加了肋片与管壁的接触强度，从而增加了肋

25、片管的传热效果。(5)新型肋片管为了进一步提高肋片管的传热性能，新型肋片管的片形多采用波纹形、条缝形和波形冲缝等(参见图315)，以增加气流的扰动性，提高管子外表面的换热系数。,二次翻边片管,3.3.1 表面式换热器的构造和种类,图315 肋片管式换热器的新型肋片a)波纹形片 b)条缝形片 c)波形冲缝片,3.3.2 用表面式换热器处理空气的过程与特点,与喷水室相比，用表面式换热器处理空气只能实现三种过程 等湿加热过程(AB)(简称加热过程)等湿冷却过程(AC)(又称为干冷过程)减湿冷却过程(AD)(又称为冷却干燥过程或湿冷过程),D,C,A,B,100%,dA=dB=dC,3.3.2 用表面

26、式换热器处理空气的过程与特点,1)加热过程AB特征 表面式换热器用作加热器处理空气，其表面温度高于被处理空气的温度。空气被加热，温度将会升高而含湿量不变。B点的温度由空气得到的热量多少决定。,D,C,A,B,100%,dA=dB=dC,3.3.2 用表面式换热器处理空气的过程与特点,2)干冷过程AC特征 表面式换热器用作冷却器处理空气，其表面温度低于被处理空气的干球温度、高于或等于空气的露点温度。空气被冷却，温度将会降低而含湿量不变。C点的温度由空气失去的热量多少决定。,D,C,A,B,100%,dA=dB=dC,3.3.2 用表面式换热器处理空气的过程与特点,3)湿冷过程AD特征 表面式换热

27、器用作冷却器处理空气，其表面温度低于被处理空气的露点温度。空气被冷却，不但温度要降低，含湿量也要减少。D点的温度由空气失去的水蒸气量多少决定。,D,C,A,B,100%,dA=dB=dC,C,dD,3.3.2 用表面式换热器处理空气的过程与特点,在对空气进行冷却干燥处理过程中，由于有凝结水析出，并附着在表冷器的壁面上形成一层凝结水膜，因此与水滴表面存在一个饱和空气边界层的原理相同，在表冷器凝结水膜的表面也存在一个饱和空气边界层。此时，表冷器与空气的热湿交换实质上也就是这个饱和空气边界层与空气间的热湿交换，它们之间由于不但存在温差，而且还存在水蒸气分压力差，所以二者之间不仅有显热交换，还有伴随着

28、湿交换的潜热交换。湿工况下工作的表面式换热器比干工况下工作时有更大的热交换能力。,3.3.3 表面式换热器的使用,使用形式 可单个使用，也可以多个组合使用。当需要处理的空气量较大时，一般当需要处理的空气量较大，而且温升或温采用并联组合形式。当需要处理的空气要求温升或温降较大时一般采用串联组合形式。降也较大时则采用既有并联也有串联的组合形式。,3.3.3 表面式换热器的使用,安装形式和注意点 安装形式有垂直式、水平式和倾斜式。当作为表冷器使用时，不论安装和组合形式如何，其肋片一定要处于垂直位置，以利于表冷器外表面凝结的水分及时下流，避免增大空气流动阻力和带水。当作为采用蒸汽为加热介质的加热器使用

29、时，一般管束为垂直安装，以利于排除管束内的凝结水，如果水平安装则一定要有不小于1/100的坡度。,3.4 空气的其他热湿处理装置,采用喷水室和表面式换热器对空气进行热湿处理都有一些局限性，如装置的功能不能满足要求，不具备使用条件，装置太大等。因此，在某些情况下还需要配套或单独使用其他一些热湿处理装置。其他热湿处理装置的类型 加热装置 加湿装置 除湿装置,3.4.1 加热装置,空调工程中通常采用的另一类加热装置电加热器工作原理 利用电流通过电阻丝发热来加热空气。优点 结构紧凑 加热均匀 热量稳定 控制方便,3.4.1 加热装置,适用场合 在空调设备和小型空调系统中应用较广。在恒温精度控制要求较高

30、的大型全空气空调系统中，也经常在送风支管上设置电加热器来控制局部区域的加热升温。由于电加热器耗电量较大，在电费较贵，加热量较大的场合不宜采用。基本结构形式 裸线式 管式(或称套管式),3.4.1 加热装置,1.裸线式加热器,图317 裸线式电加热器a）基本构造 b）抽屉式1钢板 2电阻丝 3瓷绝缘子 4隔热层,1.裸线式加热器优点 结构简单热惰性小加热速度快根据需要，电阻丝可布置成单排或多排定型产品常做成抽屉式，方便检修缺点 在高温下易断丝漏电，安全性差，必须有可靠的接地装置，并要与风机连锁运行。电阻丝表面温度高，粘附其上的杂质经烘烤后会产生异味，影响空气质量。,2.管式加热器优点 加热均匀、

31、加热量稳定、安全性好。缺点 热惰性大，构造比较复杂。,图318 管式电加热器1接线端子 2瓷绝缘子 3紧固装置4绝缘材料 5金属套管 6电阻丝,3.4.2 加湿装置,加湿装置是用来增加空气含水蒸气量(含湿量)的装置。对空气加湿的形式 在空调设备或送风管道内对送入空调房间的空气集中加湿在空调房间内直接对空气进行局部补充加湿加湿装置的类型(除了喷水室外，按与空气 接触的是水还是水蒸气分)水加湿装置 蒸汽加湿装置,表 3-2 常用加湿装置 3.4.2.1 水加湿装置这类加湿装置都是用液态水来与空气进行热湿交换，空气的状态变化过程工程上按等焓加湿过程对待，因此又称为等焓加湿装置。根据与空气接触的是否为

32、微小水滴，这类加湿装置还可以分为雾化式和自然蒸发式。,3.4.2.1 水加湿装置,1.雾化式加湿装置又称为强化蒸发加湿装置工作原理 将水变成无数微小水滴，并散发到被处理的空气中，依靠水滴的汽化来给空气加湿。属于雾化式的加湿装置 压缩空气喷雾器 电动喷雾机 喷雾轴流风机 高压水喷雾加湿器 超声波加湿器,(1)压缩空气喷雾器又称为压缩空气诱导喷雾加湿器或气水混合喷雾加湿器、气水混合式加湿器。工作原理 利用一定压力的压缩空气通过特制的喷嘴腔时，形成负压区而将供水管提供的无压水吸进喷嘴，两股流体混合后从喷嘴出口高速喷出，达到喷出的是微小水滴的雾化效果。使用方式及形式 通常安装在空调房间内直接对空气进行

33、加湿，有固定式和移动式两种形式。针对不同使用环境和用户要求，某些新型压缩空气加湿器设计有单向、双向、三向、四向及八向喷射等不同类型结构，既有一个喷头体上可多个方向喷射的形式，也有一体多喷嘴的形式。,(2)电动喷雾机又称为回转式喷雾机或离心式加湿器。工作原理 水通过上水管供给到甩水盘中心，水成膜状随甩水盘高速回转，在离心力的作用下流向甩水盘的四周并甩出，飞脱的水膜块与甩水盘四周的分水牙齿圈发生冲撞，被粉碎成微小的水滴在风扇的气流作用下吹向加湿区域。,图319 电动喷雾机a）固定式 b）转动式1-甩水盘 2-电动机 3-风扇 4-固定架 5-集水盘 6-喷水量调节阀 7-回水漏斗,使用方式及形式

34、通常安装在空调房间内直接对空气进行加湿。有固定式和转动式两种形式。转动式又可根据旋转角度分为360旋转式和180摆动式两种。,图319 电动喷雾机a）固定式 b）转动式1-甩水盘 2-电动机 3-风扇 4-固定架 5-集水盘 6-喷水量调节阀 7-回水漏斗,(3)喷雾轴流风机工作原理 水通过进水管进入存水套，并随叶轮作高速旋转运动，在离心力的作用下，通过轮壳上的通孔流入轮毂与挡水盘组成的流道，并沿着轮毂的切线方向成水膜状甩出。随后与高速旋转的叶片相撞，被叶片击打成微小颗粒，与风机吸入的空气混合形成“雾气”吹出。,图320 喷雾轴流风机 1-风机叶片 2-存水套 3-进水管 4-挡水盘 5-疏水

35、栅 6-电动机,3.4.2.1 水加湿装置,上世纪90年代初，我国纺织行业开始部分采用喷雾轴流风机来替代喷水室，从而改变了纺织厂传统空调系统用喷水排管对空气进行热湿处理的惟一方式。喷雾轴流风机的特点(与喷水室比)雾化效果好。水耗用量少。不需加压喷淋和无喷淋水幕的阻力使水泵及 风机的能耗降低。无喷水排管及喷嘴，对水质的要求降低，又使维护保养更方便。,(4)高压水喷雾加湿器又称为压力或高压喷雾加湿器。工作原理 自来水或软化水经水泵加压后通过特制的喷嘴喷出而“雾化”(水滴粒经大约为13m30m)。优点 体积小、耗电少、加湿量大、水滴粒径小、容易汽化，可以与各种空调设备配套使用。使用方式 配套使用时，

36、若加湿器的箱体放在空调设备箱体外，喷杆及喷嘴则布置在空调设备箱体内。,3.4.2.1 水加湿装置,(5)超声波加湿器工作原理 利用超声波振子(又叫振动子、雾化振动头)的振动把水破碎成微小水滴(平均粒径3m5m)，然后扩散到空气中。,图321 带锥形弯曲共振器的 超声波加湿器,优点 体积小；加湿强度大，加湿迅速，水滴颗粒小而均匀；控制性能好，水的利用率高；耗电量小(约为电热式加湿器的10左右)；即使在低温下也能对空气进行加湿。缺点 价格较昂贵；对超声波振子的维护保养要求较高；必须使用软化水或去离子水。使用形式 可直接安装在需要加湿的空调房间内使用，也可以安装在空气处理装置或送风风管道内使用。,3

37、.4.2.1 水加湿装置,2.自然蒸发式加湿装置或称直接蒸发式加湿器、湿膜加湿器工作原理 利用空气与含水或沾水的填料直接接触，使水在空气中自然蒸发而实现对空气的加湿。基本形式(根据填料是否吸水分)采用吸水填料的自然蒸发式加湿装置 采用不吸水填料的自然蒸发式加湿装置,1)采用吸水填料(又称为湿膜、湿帘、透膜、透视膜等)的自然蒸发式加湿装置工作原理 空气流经用吸水材料制成的填料时，吸收填料所含水自然蒸发的水蒸气来实现对空气的加湿。,图322 固定式吸水填料加湿器1-吸水填料 2-补水管 3-排水管 4-排水阀 5-水泵 6-蓄水池 7-布水器,3.4.2.1 水加湿装置,1)采用吸水填料的自然蒸发

38、式加湿装置基本形式(根据吸水填料在发挥作用时是运 动状态还是静止状态分)运动式吸水填料加湿装置在使用时，特种吸水纤维织物制作的填料在电动机驱动的机构作用下做回转运动，其下半部分浸在水槽内吸水，以保证在与空气进行热湿交换时的含水量。固定式吸水填料加湿装置的吸水填料则是固定不动的，而且有一定的厚度或层数，通过另外配置的供水和淋水装置使填料在工作时始终保持一定的含水量,2)采用不吸水填料的自然蒸发式加湿器工作原理 水分配器将水淋在填料的上部，水在重力的作用下沿填料的曲折流道下流和下滴。当空气通过填料时，与分散下流的水膜或水滴直接接触而发生湿交换，使空气得到加湿。,图323 不吸水填料加湿器,自然蒸发

39、式加湿装置常用填料的种类 无机填料(如玻璃纤维)、有机填料(如植物纤维)、金属填料(如铝箔)、木丝填料(如白杨树纤维)和无纺布填料等。对填料的一般要求 耐腐蚀、阻燃、能阻止或减少微生物(如藻类)在其上滋生。表3-3 各种填料的性能对比表,自然蒸发式加湿装置的一般性能 不论填料是否吸水还是运动，一般均使用循环水，消耗的水另外补充。加湿量与被处理空气的含湿量、流速以及填料的润湿性能有关。空气的流动阻力则与填料构造、厚度和空气流速有关。自然蒸发式加湿装置的主要优点 构造简单，运行可靠，不需要进行水处理，初投资和运行费用都较低。自然蒸发式加湿装置的主要缺点 由于填料在工作时始终保持湿润状态，因此易产生

40、微生物污染，会对送风的空气质量产生一定影响。,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,又称为直接加湿式加湿装置由于往空气中加蒸汽加湿的过程在工程中是当作等温加湿过程对待，因此也称为等温加湿装置。工作原理 将水蒸气直接喷入到空气中类型(根据水蒸气是由其他蒸汽源提供的，还是加湿装置自己产生的分)蒸汽供给式 蒸汽发生式,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,1.蒸汽供给式加湿装置 简称蒸汽加湿器 特征 需要另外的蒸汽源向加湿装置提供加湿用的水蒸气。特点 加湿速度快，加湿精度高，加湿量大，节省电能，布置方便，运行费用低。种类 蒸汽喷管干蒸汽加湿器,1)蒸汽喷管构造 一根直径略大于供汽管、上面开有很多小孔的管段。特点 构

41、造简单，加工制作容易，但喷出的蒸汽中往往带有凝结水滴，会影响空气的等温加湿效果。,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,2)干蒸汽加湿器构造 主要由干蒸汽喷管、分离室、干燥室和电动或气动执行机构等部分组成。优点 加湿迅速、均匀、稳定、不带水滴，加湿量易于控制。缺点 结构和制作工艺复杂，价格较高。适用场合 对湿度控制要求严格的场所。形式 卧式干蒸汽加湿器立式干蒸汽加湿器,图324 卧式干蒸汽加湿器 1-接管 2-套管 3-喷管 4-喷汽孔 5-挡板 6-分离室 7-干燥室 8-消声材料 9-电动或气动执行机构 10-节流阀,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,图325立式干蒸汽加湿器1-电动执行器 2-阀体

42、3-上盖4-阀芯 5-导管 6-套管,喷蒸汽加湿既可以在空调设备内进行，也可以在风机压出段的送风管道内进行。当干蒸汽加湿器的喷管部件需布置在风管道内时，应设置于消声器前，并处于风管道断面的中心部位，喷汽口与全面障碍物(如弯头、三通等)之间，应保持10001500mm的距离。蒸汽供给式加湿器需要有蒸汽源和输汽管网才能发挥作用的缺点，限制了它们的使用。,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,2.蒸汽发生式加湿装置工作原理 利用电能将水加热并使其汽化，然后将水蒸气输送至要加湿的空气中。属于蒸汽发生式的加湿装置 电热式加湿器电极式加湿器PTC蒸汽加湿器红外线加湿器,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,(1)电热式加

43、湿器又称为电阻式加湿器。工作原理 把U形、蛇形或螺旋形的电热(阻)元件放在水槽或水箱内，通电后将水加热至沸腾，用产生出的蒸汽来加湿空气。形式 开式电热加湿器 闭式电热加湿器,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,1)开式电热加湿器特点 盛水容器不是密闭的，因此产生的蒸汽压力与大气压力相同。热惰性较大，不宜用在湿度控制要求严格的地方。,图326 开式电热加湿器,2)闭式电热加湿器特点 盛水容器不与大气直接相 通，因此容器内所产生的蒸汽压力可以高于大气压力。当需要对空气进行加湿时，只要将蒸汽管道上的阀门打开即有蒸汽输出。热惰性要小得多，加湿量和空气湿度的调节精度也要高得多。,图327 闭式电热加湿器,(2

44、)电极式加湿器工作原理 利用三根不锈钢棒或镀铬铜棒作为电极以水作电阻，电极通电后，电流从水中通过，水被加热而产生出蒸汽。特点 可以通过改变溢水管高低的办法来调节水位高度，从而调节加湿量。,图328 电极式加湿器1-接线柱 2-外壳 3-保温层 4-电极 5-溢水管 6-橡皮短管,电热式加湿器和电极式加湿器直接用电加热水，使之产生出蒸汽来加湿空气，因此又统称为电加湿器。电加湿器的优点 装置简单，控制方便，无需蒸汽源；产生的蒸汽清洁，不含水垢、粉尘。电加湿器的缺点 耗电量大，加湿成本高；不使用软化水或蒸馏水时，电热元件和电极上以及盛水容器的内壁易结水垢，清洗较困难，而且易产生腐蚀。适用场合 用于无

45、蒸汽源，加湿量小和相对湿度控制精度要求较高的场合。,(3)PTC蒸汽加湿器也是一种电热式加湿器工作原理 将PTC热电变阻器(氧化陶瓷半导体)发热元件直接放入水中，通电后将水加热而产生蒸汽。优点 运行安全、加湿迅速、不结露、高绝缘电阻、使用寿命长、维修工作量少 适用场合 湿度控制要求较严格的中、小型空调系统,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,(4)红外线加湿器工作原理 通电后的红外线灯管对水槽内的水发出红外线，形成辐射热(其温度可达2200左右)，水表面经辐射加热而产生出蒸汽，并混入流过水面的空气使其加湿。,图329 红外线热加湿器,3.4.2.2 蒸汽加湿装置,主要优点 构造简单加湿迅速产生的蒸汽

46、中不夹带污染微粒控制性能较好加湿用的水可不进行处理主要缺点 耗电量大红外线灯管的使用寿命较短运行费用高适用场合 湿度控制要求严格，加湿量较小的中、小型空调系统及洁净空调系统。,3.4.3 除湿装置,对空气进行除湿处理（或称减湿、去湿、降湿处理）的方式 喷水室除湿表面式换热器除湿冷冻除湿固体吸湿剂除湿液体吸湿剂除湿常用的除湿装置(除了喷水室和表面式换热 器以外)冷冻除湿机 转轮除湿机,3.4.3.1 冷冻除湿机,简称除湿机或去湿机，实际上是一个完整的制冷装置。1.普通冷冻除湿机工作原理 需要除湿的空气，先经过制冷装置的蒸发器被降温减湿，然后进入冷凝器，吸收热量，温度升高排出。,1,2,1,图33

47、0 普通冷冻除湿机 工作原理图,1,3,3.4.3.1 冷冻除湿机,普通冷冻除湿机 优点 除湿效果可靠使用方便能连续工作普通冷冻除湿机 缺点 投资和运行费用较高运行有噪声产生,1,2,1,图331 空气经普通冷冻除湿机 处理时的状态变化,3,3.4.3.1 冷冻除湿机,普通冷冻除湿机适用场合 既要减湿，又需要加热的场合。除湿机的制冷量为除湿机的除湿量为,1,2,1,图331 空气经冷冻除湿机 处理时的状态变化,3,3.4.3.1 冷冻除湿机,2.调温冷冻除湿机用途 既需要除湿，又需要降温的场合功能 能升温除湿、降温除湿和等温除湿,1,1,调温冷冻除湿机 工作原理图,升温除湿时，停用水冷冷凝器(

48、关闭阀门3，停止向冷凝器供给冷却水，打开阀门1、2)；降温除湿时，停用风冷冷凝器(关闭阀门1、2，打开阀门3，向冷凝器供给冷却水)；等温除湿时，水冷和风冷冷凝器都用，阀门1、2、3全要打开，通过调节阀门的开度来控制出口空气温度。,1,1,调温冷冻除湿机 工作原理图,3.4.3.2 转轮除湿机,主体结构和吸湿部件 蜂窝状转轮转轮由特殊复合耐热材料制成的波纹状介质构成，形成许多密集的蜂窝状小通道，波纹状介质中载有吸湿材料。转轮工作时被分为两个区域 一个是吸湿区，占转轮轴向圆面积的3/4，为270扇形；一个是再生区，占剩下的1/4，为90扇形。,吸湿区,再生区,3.4.3.2 转轮除湿机,工作原理

49、转轮旋转时，需要除湿处理的空气由转轮一侧进入吸湿区，其所含水蒸气即被处于这个区域中的吸湿材料吸收或吸附，使空气得到干燥。与此同时，经过再生加热器加热的高温空气(再生空气)由转轮的另一侧进入转轮的再生区，将处于这个区域内的吸湿材料所含的水分吸出、带走。,吸湿区,再生区,图332 转轮除湿机工作原理,特点 构造简单，操作和维护管理方便；转动部件少，转速低，噪声小；转轮性能稳定，运行可靠，使用年限长；除湿量大，再生容易；对低温低湿空气除湿效果显著。结构形式 整体式转轮除湿机的所有部件均装在一个金属板制作的箱体内，箱体外壳上只留有处理空气和再生空气的进出口。组合式转轮除湿机除了除湿段外，在除湿段前有过

50、滤段与表冷器段，在除湿段后有表冷器段及风机段。,3.4.3.2 转轮除湿机,3.4.3.2 转轮除湿机,转轮的种类(按采用的吸湿材料分)氯化锂转轮将吸湿剂(氯化锂和氯化锰共晶体)和保护加强剂(无机胶料聚合铝)的混合物通过浸渍式涂布均匀地嵌固在吸湿载体(石棉纸)的表面。硅胶转轮把硅胶以化学反应方式附着在波纹状介质上。与氯化锂转轮相比，硅胶转轮具有强度高，不会腐蚀，可以清洗等优点，但是价格较昂贵。分子筛转轮,3.4.3.3 固体吸湿剂除湿,固体吸湿剂又称为干燥剂，常用的有硅胶、氯化钙、氯化锂和分子筛等。用固体吸湿剂除湿时，空气的状态变化过程是一个等焓减湿升温的过程。固体吸湿剂最适宜用于对空气既需要