空調(diào)與制冷空氣的熱濕處理

第九章空氣的熱濕處理一、熱濕處理交換介質(zhì)與處理裝置二、噴水室三、表面式換熱器四、空氣的其他熱濕處理裝置與方法在確定了空調(diào)房間的冷熱濕負(fù)荷、送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)和送風(fēng)量后，接下來(lái)的工作就是選擇熱濕處理裝置把擬送入空調(diào)房間的空氣處理到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)?？諝獾臒釢裉幚硌b置名目繁多，構(gòu)造五花八門，功能有異有同，使用的熱濕交換介質(zhì)也多種多樣。為了達(dá)到既定的空氣處理目標(biāo)，必須了解空氣熱濕處理的基本理論，常用熱濕處理裝置的構(gòu)造與工作原理，才能選出合適的空氣處理方案與處理裝置。空調(diào)熱濕處理的原理：不同溫度下空氣中水蒸氣含量不同，隨溫度的升高而增加。夏季溫度高,空氣濕度也大，當(dāng)空氣濕度超過(guò)65%時(shí)，人體汗液就散發(fā)降低，感覺(jué)渾身發(fā)粘、悶熱?？照{(diào)通過(guò)壓縮機(jī)制低溫制冷劑在室內(nèi)機(jī)中蒸發(fā)吸熱降低空氣的溫度，使空氣中的水蒸氣凝結(jié)，從而降低空氣中水蒸氣的含量，吹出低溫低濕度的干燥空氣，達(dá)到降溫的作用。

對(duì)空氣進(jìn)行熱濕處理，即對(duì)空氣進(jìn)行加熱、冷卻或加濕、除濕。根據(jù)能量守恒和質(zhì)量守恒的基本原理，要過(guò)到這些目的就要借助某些能對(duì)空氣放熱、吸熱或加入水蒸氣、除去水蒸氣的介質(zhì)和裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一節(jié)熱濕交換介質(zhì)與處理裝置一、與空氣進(jìn)行熱濕交換的介質(zhì)主要介質(zhì)水水蒸氣制冷劑

除此之外，在某些特殊場(chǎng)合，還可以利用某些固體或液體吸濕劑（如硅膠、氯化鋰、三甘醇等）與空氣進(jìn)行熱濕交換二、空氣熱濕處理裝置

按熱濕交換介質(zhì)與空氣的接觸方式不同直接接觸式間接接觸式1、直接接觸式熱濕處理裝置

直接接觸式熱濕處理裝置是把水、水蒸氣等介質(zhì)直接噴入空氣中，或讓熱濕交換介質(zhì)與空氣直接接觸，使空氣狀態(tài)發(fā)生變化，常用的這類裝置有噴水室、各種加濕器和蒸汽加濕器等。2、間接接觸式熱濕處理裝置

間接接觸式熱濕處理裝置是（稱為表面式或間壁式熱濕處理裝置）是將水、水蒸氣、制冷制等介質(zhì)通過(guò)金屬分隔面與空氣進(jìn)行熱濕交換，從而使空氣狀態(tài)發(fā)生變化。表冷器、空氣加熱器、盤管以及蒸發(fā)器和冷凝器等都屬于此類裝置，又統(tǒng)稱為表面式換熱器。用表面換熱器處理空氣，主要有干式加熱、干式冷卻和減濕冷卻三種1）干式加熱過(guò)程在空調(diào)工程中，往往需要對(duì)空氣進(jìn)行加熱處理。常用的加熱器有蒸氣加熱器、熱水加熱器和電加熱器。前兩種加熱器是在管內(nèi)能以熱媒（蒸氣或熱水），管外通過(guò)被加熱的空氣。這些加熱設(shè)備均屬于干式加熱器。2）干式冷卻過(guò)程干式冷卻通常是使用表面式冷卻盤管、盤管外流經(jīng)被冷卻的空氣，盤管內(nèi)流經(jīng)冷凍水。干式冷卻的條件是冷卻盤管外表面溫度低于空氣溫度，但又高于（或等于）空氣的露點(diǎn)溫度。3）減濕冷卻過(guò)程用表面式空氣冷卻盤管冷卻空氣時(shí),當(dāng)冷卻盤管外表面平均溫度低于空氣初始狀態(tài)的露點(diǎn)溫度時(shí),則為減濕冷卻過(guò)程。表面式冷卻盤管外表面平均溫度稱為“機(jī)器露點(diǎn)溫度”(機(jī)器露點(diǎn)溫度就是空氣相對(duì)濕度95%時(shí)的空氣溫度。

)

在空調(diào)工程中，空氣與水直接接觸的噴水室得到普遍的應(yīng)用，尤其是對(duì)于大型的集中式空調(diào)系統(tǒng)和相對(duì)濕度要求嚴(yán)格的空調(diào)場(chǎng)合。噴水室的主要優(yōu)點(diǎn)是把不同溫度的水噴成霧滴，用它來(lái)處理空氣，可以實(shí)現(xiàn)空氣狀態(tài)的多種變化（即熱工性能的多樣性），有一定的凈化空氣能力，使用比較方便等。其缺點(diǎn)主要是對(duì)水質(zhì)的衛(wèi)生要求較高，占地面積大等。第二節(jié)噴水室一、空氣與水直接接觸時(shí)的熱濕交換原理

空氣通過(guò)敞開(kāi)的水表面或?qū)⑺畤姷娇諝庵?，水就與空氣發(fā)生熱濕交換，

總熱交換=顯熱交換+潛熱交換。顯熱交換：溫差

導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射；

潛熱交換（質(zhì)交換、濕交換）：水蒸汽壓差

凝結(jié)、蒸發(fā)。邊界層水未飽和空氣邊界層未飽和空氣水滴空氣與水的熱、濕交換(a)敞開(kāi)的水面（b)飛濺的水滴

空氣與水直接接觸時(shí)，在貼近水表面的地方或水滴周圍，由于水分子作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，形成了一個(gè)溫度等于水表面溫度的飽和空氣邊界層。邊界層內(nèi)水蒸氣分壓力取決于水表面溫度。在邊界層內(nèi)側(cè)（與水接觸一側(cè)），水蒸氣分子仍作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，結(jié)果經(jīng)常有一部分水分子進(jìn)入邊界層，同時(shí)也有一部分水蒸氣分子離開(kāi)邊界層進(jìn)入水中。在邊界層外側(cè)（與空氣接觸一側(cè)），如果邊界層溫度高于周圍空氣溫度，則由邊界層向空氣傳熱；反之，則由周圍向邊界層傳熱。如果邊界層內(nèi)的水蒸氣分壓力大于周圍空氣的水蒸氣分壓力，則由邊界空氣層進(jìn)入周圍空氣的水蒸氣分子數(shù)多于由周圍空氣進(jìn)入邊界層的水蒸氣分子數(shù)，結(jié)果空氣被加濕；反之，則將減濕。

通常遇到的“蒸發(fā)”與“凝結(jié)”現(xiàn)象，就是以上作用的結(jié)果。蒸發(fā)過(guò)程中，邊界展減少了的水蒸氣分子由水面躍出的不蒸氣分子補(bǔ)充。

凝結(jié)過(guò)程中，邊界層中過(guò)多的水蒸氣分子將回到水面。

二、空氣與水直接接觸時(shí)的狀態(tài)變化過(guò)程

當(dāng)空氣流經(jīng)水面或水滴周圍時(shí)，就會(huì)把邊界層中的飽和空氣帶走一部分，而補(bǔ)充以新的空氣繼續(xù)達(dá)到飽和，因而飽和空氣層將不斷與流過(guò)的空氣相混合，使整個(gè)空氣狀態(tài)發(fā)生變化。因此可將空氣與水的熱、濕交換過(guò)程看作兩種狀態(tài)空氣的混合過(guò)程。根據(jù)空氣的混合規(guī)律，在焓濕圖上，混合后的狀態(tài)點(diǎn)應(yīng)該位于連接空氣初狀態(tài)和該水溫下飽和狀態(tài)點(diǎn)的直線上。達(dá)到飽和的空氣愈多，空氣的終狀態(tài)點(diǎn)愈靠近飽和狀態(tài)點(diǎn)。如果空氣接觸的水量無(wú)限大，接觸時(shí)間又無(wú)限長(zhǎng)，即在所謂理想的條件下，全部空氣都能達(dá)到飽和狀態(tài)，并具有水的溫度。水與空氣直接接觸的各種過(guò)程1）水溫特點(diǎn)2）溫度3）含濕量4）焓值A(chǔ)irConditioning----Chapter1用噴水室處理空氣一、噴水室的構(gòu)造和類型

1、構(gòu)造（1）噴嘴：使水流霧化（2）排管：布置噴嘴，一~四排（3）擋水板（前、后）：前：均流與擋水，后：分離水滴與空氣，減少過(guò)水量（4）外殼（5）底池（6）管道系統(tǒng)：供水管，循環(huán)水管，溢流管，補(bǔ)水管，泄水管（7）水泵2、類型（1）臥式，立式（2）單級(jí)，雙級(jí)（3）低速，高速（4）帶旁通，帶填料噴淋排管玻璃絲盒噴水室AirConditioning----Chapter1

噴嘴是噴水室的主要構(gòu)件之一，在我國(guó)空氣調(diào)節(jié)工程中一般常用Y—1型離心噴嘴，

除Y—1型外，在我國(guó)還出現(xiàn)了BTL—1型、FL型、ZK型

和JN型等噴嘴。它們的噴水性能較Y—I型噴嘴有所提高噴嘴安裝在專門的排管上。通常設(shè)一至三排噴嘴。噴水方向根據(jù)與

空氣流動(dòng)方向的相同與否分為順噴、逆噴和對(duì)噴。噴嘴噴出的水滴最后落入底池中。

1、噴嘴2、噴水室的擋水板材料：

主要使用鍍鋅鋼板制的多折形擋水板，現(xiàn)在出現(xiàn)的雙波形擋水板。蛇形擋水扳等較前有較大改進(jìn)，已逐步推廣應(yīng)用

作用：

前擋水板：為了擋住可能飛出來(lái)的水滴，并使進(jìn)入噴水室的空氣均勻。因此有時(shí)也稱前擋

水扳為’均風(fēng)扳”。

后擋水板：使夾在空氣中的水滿分離出來(lái)，以減少空氣帶走

的水量(過(guò)水量)。3、池底部接管底池又和四種管道相連。這四種管道是：

(1)循環(huán)水管：底池通過(guò)濾水器與循環(huán)水管相連，使落到底池的水能重復(fù)使用。

濾水器的作用是能除去水中雜物，以免堵塞噴嘴。

(2)溢水管：底池通過(guò)溢水器與溢水管相連，以便排除夏季內(nèi)空氣中冷凝出來(lái)的水

或收集回水。此外，溢水器的喇叭口上有水封罩可將噴水室內(nèi)、外空氣隔絕，并使底池

水面維持一定高度。

(3)補(bǔ)水管：由于冬季經(jīng)常是用循環(huán)水加濕空氣，一部分水要蒸發(fā)到空氣中去，

所以底池水面將降低。為了維持水面高度略抵于溢水器，需設(shè)補(bǔ)水管，并經(jīng)浮球閥門自動(dòng)補(bǔ)水

(4)泄水管：為了檢修、清洗和防凍等目的，在底池底部需設(shè)泄水管，以便能將

池內(nèi)的水全部泄至下水道。另外，

為了檢修和觀察的需要，噴水室應(yīng)裝密閉檢查門和防水照明燈。

二、噴水室的熱工計(jì)算方法

噴水室的熱工計(jì)算方法主要分兩類，一類基于熱質(zhì)交換系數(shù)，另一類基于熱交換效率。本文主要介紹第二種方法。

（一）利用E和E’的噴水室的熱工計(jì)算方法1、噴水室的熱交換效率E和E’

2、影響熱交換效果的因素3、噴水室的熱工計(jì)算方法及步驟

采用噴水室和表面式換熱器對(duì)空氣進(jìn)行熱濕處理都有一些局限性，如裝置的功能不能滿足要求，不具備使用條件，裝置太