1、教材配套课件教材配套课件 付小平付小平 主编主编 机械工业出版社机械工业出版社 出版出版 第第3 3章章 空气的热湿处理空气的热湿处理 主要内容 3.1 3.1 热湿交换介质与热湿处理装置热湿交换介质与热湿处理装置 3.1.1 3.1.1 与空气进行热湿交换的介质与空气进行热湿交换的介质 3.1.2 3.1.2 空气热湿处理装置空气热湿处理装置 3.2 3.2 喷水室喷水室 3.3 3.3 表面式换热器表面式换热器 3.3.1 3.3.1 表面式换热器的构造与类型表面式换热器的构造与类型 3.3.2 3.3.2 用表面式换热器处理空气的过用表面式换热器处理空气的过 程及特点程及特点 主要内容

2、3.4 3.4 空气的其他热湿处理装置空气的其他热湿处理装置 3.4.1 3.4.1 加热装置加热装置 3.4.2 3.4.2 加湿装置加湿装置 3.4.3 3.4.3 除湿装置除湿装置 3.5 3.5 空气热湿处理的途径与方案空气热湿处理的途径与方案 3.6 3.6 空调设备空调设备 学习目标 l了解空气热湿处理的原理 l掌握空气热湿处理的常用方法 l重点掌握各种空气热湿处理设备的 构造与工作原理 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

3、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 l 对空气进行热湿处理，即对空气进行加热、冷 却或加湿、除湿。 l 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。 加热加热 冷却冷却 加湿加湿 除湿除湿 空气的 热湿处理 3.1.1 与空气进行热湿交换的介质 l 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。

4、n水水 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 n水蒸气水蒸气 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 n制冷剂制冷剂 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 l 在某些特殊场合，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

5、 l作用作用 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。 l类别类别 ( (按热湿交换介质与空气的接触方式分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 u特征特征 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。 u常用的这类装置常用的这类装置 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 u又称为表面式或间壁式热湿处理装置，表面 式换热器。 u特征特征 将水、

6、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。 u常用的这类装置常用的这类装置 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 l 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。 l 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 l 又称为喷淋室、淋水室、喷雾室、洗涤室 l工作原理工作原理 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。 l优点优点 C可以对空气实现加热、冷却、加湿、除湿等

7、 七种处理过程 C具有一定的空气净化能力 C夏冬季可以共用 C加工制作容易 3.2 喷水室 l主要缺点主要缺点 D对水质要求比较高 D占地面积大 D水系统复杂 D需要配备专用水泵 l适用场合适用场合 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 l 不论何种喷水室，其工作原理都是基本相同 的。 l空气流程空气流程 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 图图3 31 1 卧式

8、、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泄水管 15溢水器 16检查门 (1)喷水排管 u 又称为喷淋排管，主要由供水管和喷嘴组成。 u 根据空气处理的需要，在喷水室中可设置二 至四排。 u 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 u 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。 u 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

9、。 u 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 u 一般用厚度为0.751.0mm的镀锌钢板制作， 也可以用不锈钢板、铝合金板、玻璃钢、塑 料或塑料复合钢板制作。 u 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)。 u 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

10、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 u 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，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

11、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 n 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 u特点特点 占地面积小，空气自下而上流动，水自上而 下喷洒，因而热湿交换效果更好。 u适用场合适用场合 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 u是风路及水路都串联 起来的喷水室。 u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。 u主要特点主要特点 空气的温降(升)、焓 降(升)都较大；用

12、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 u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 挡水板挡水板 喷水排管喷水排管 整流器整流器 (4)带旁通的喷水室 u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。 主风道主风道旁通风道旁通风道支风道支风道 喷水排管喷水排管挡水板挡水板整流器整流

13、器整流器整流器 (5)带填料层的喷水室 u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 1 2 23 34 4 3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理 l 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 水直接接触时的热湿交换原理有所了解。 l 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

14、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 l 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。 l 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 l 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，

15、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 l 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 l 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。 l 空气与水滴之间的热交换是可能包括显热交换 和潜热交换的全热交换。为了全面反映空气与 水

16、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。 l 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 n 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。 n 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

17、和线上 由水温tw决定的饱和状 态点B 的直线上。 A A B B 100% C C t tW W 3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理 n 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。 n 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 A B B 100% C C t tW W 3.2.2 空气与水直接接触时的热湿交换原理 n从上面的分析可知从上面的分析可知 “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

18、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.空气与不同温度的水直接接触时的状态变化 C C A A 100%100% n 空气与水直接接触 时的状态变化范围 还 可 以 用 A 1 至 A7七种典型空气 状态变化过程来代 表。 n注意注意 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 t L 时 ， 发 生 A1过程。此时由于 tWtLtA 和 dLdA (Pq1

19、PqA)，所以空气 被冷却和干燥。 2)当水温tW等于空气露 点 温 度 t L 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 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d3 dA(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t S时，发生 A4过程。此时由于 等湿球温

20、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。 p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)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t A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31

21、2 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t A时，发生 A7过程。此时由于 tWtA和d7dA(Pq7 PqA)，空气被加热和 加湿。 n 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312 空气与水直接接触时的 状态变化范围及典型过程 pqApq2 表31 空气与不同温度的水直接接触热湿交换过程的特点 n 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。 n 七种典型空气状态变化过程中，要实现

22、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 n 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 空气可以达到饱和)。 n 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

23、室处理空气的实际过程 n 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。 n 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。 n 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 n 图313分别为 水的初温低

24、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 n注意注意 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。 n 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 l 在空调工程中，另一类

25、广泛使用的热湿交换 装置。 l表面式换热器的表面式换热器的“别名别名” ” 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 l特点特点 (与喷水室相比) C结构紧凑。 C水系统简单，水质无卫生要求，用水量少。 C体积小，使用灵活，用途广。 C可以使用多种热湿交换介质。 D耗用有色金属材料。 D空气处理类型少。 D无除尘功能。 3.

26、3.1 表面式换热器的构造和种类 l 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。 l采用肋片管的原因和目的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 u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

27、。 皱褶绕片既增加了肋片与管子之间的接触面积， 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 u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 u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 u二次翻边片由于翻了二次 边，既

28、保证了肋片的间距， 又增加了肋片与管壁的接 触强度，从而增加了肋片 管的传热效果。 (5)新型肋片管 u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3 15)，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 l 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(

29、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 用表面式换热器处理空气的过程与特点 1)加热过程AB p特征特征 G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。 G空气被加热，温度将会 升高而含湿量不变。 p B B点的温度由空气得到点的温度由空气得到 的热量多少决定。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 p特征特征 G 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。 G

30、空气被冷却，温度将会 降低而含湿量不变。 p C C点的温度由空气失去点的温度由空气失去 的热量多少决定。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 p特征特征 G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露 点温度。 G空气被冷却，不但温度 要降低，含湿量也要减 少。 pD D点的温度由空气失去点的温度由空气失去 的水蒸气量多少决定。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 l 在对空气进行冷却干燥处理过程中

31、，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。 l 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，还有伴随着湿交换的潜热交换。 l 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 l使用形式使用形式 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

32、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 l安装形式和注意点安装形式和注意点 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 l 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

33、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。 l其他热湿处理装置的类型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 l 空调工程中通常采用的另一类加热装置 电加热器 l工作原理工作原理 利用电流通过电阻丝发热来加热空气。 l优点优点 结构紧凑 加热均匀 热量稳定 控制方便 3.4.1 加热装置 l适用场合适用场合 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

34、电费较贵，加 热量较大的场合不宜采用。 l基本结构形式基本结构形式 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 n优点优点 C结构简单 C热惰性小 C加热速度快 C根据需要，电阻丝可布置成单排或多排 C定型产品常做成抽屉式 ，方便检修 n缺点缺点 D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。 D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 n优点优点 C加热均匀、加热量稳定、安全性好。 n缺

35、点缺点 D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 l 加湿装置是用来增加空气含水蒸气量(含湿量) 的装置。 l对空气加湿的形式对空气加湿的形式 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 l加湿装置的类型加湿装置的类型 (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 p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，

36、因此又称为等焓加湿装置。 p根据与空气接触的是否为微小水滴，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 n 又称为又称为强化蒸发加湿装置 n工作原理工作原理 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。 n属于雾化式的加湿装置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 u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。 u工作原理工作原理 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

37、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。 u使用方式及形式使用方式及形式 通常安装在空调房间内直接对空气进行加湿， 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 u又称为回转式喷雾 机或离心式加湿器。 u工作原理工作原理 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

38、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）固定式 b）转动式）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 u使用方式及形式使用方式及形式 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）固定式 b）转动式）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 u工作原理工作原理 水通过进水管进入存水 套，并随叶轮

39、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-疏水栅 6-电动机 3.4.2.1 水加湿装置 u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。 u喷雾轴流风机的特点喷雾轴流风机的特点 (与喷水室比) G雾化效果好。 G水耗用量少。 G不需加压喷淋和无

40、喷淋水幕的阻力使水泵及 风机的能耗降低。 G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 u又称为压力或高压喷雾加湿器。 u工作原理工作原理 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13m 30m)。 u优点优点 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。 u使用方式使用方式 配套使用时，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 u工作原理工作原理 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

41、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 u优点优点 C体积小； C加湿强度大，加湿迅速，水滴颗粒小而均匀； C控制性能好，水的利用率高； C耗电量小(约为电热式加湿器的10左右)； C即使在低温下也能对空气进行加湿。 u缺点缺点 D价格较昂贵； D对超声波振子的维护保养要求较高； D必须使用软化水或去离子水。 u使用形式使用形式 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。 3.4.2.1 水加湿装置 2.自然蒸发式加湿装置 n 或称直接蒸发式加湿器、湿膜加湿器 n工作原理工作原理 利用空气与含水

42、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。 n基本形式基本形式 (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 p工作原理工作原理 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式加湿装置 p基本形式基本形式 (根据吸水填料在发挥作

43、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 p工作原理工作原理 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

44、 n 自然蒸发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。 n 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 n自然蒸发式加湿装置的自然蒸发式加湿装置的一般性能一般性能 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。 n自然蒸发式加湿装置的自然蒸发式加湿装置的主要优点主要优点 构造简单，运行可靠，不需要进行水处

45、理，初 投资和运行费用都较低。 n自然蒸发式加湿装置的自然蒸发式加湿装置的主要缺点主要缺点 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 l 又称为直接加湿式加湿装置 l 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。 l工作原理工作原理 将水蒸气直接喷入到空气中 l类型类型 (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 n 简称蒸汽加湿器 n特征特征 需要另外的蒸汽源向加湿装置提

46、供加湿用的水 蒸气。 n特点特点 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。 n种类种类 蒸汽喷管 干蒸汽加湿器 1)蒸汽喷管 p构造构造 一根直径略大于供汽管、上面开有很多小孔 的管段。 p特点特点 构造简单，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 p构造构造 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。 p优点优点 加湿迅速、均匀、稳定、不带水滴，加湿量 易于控制。 p缺点缺点 结构和制作工艺复杂，价格较高。 p适用场合适用场合 对湿度控制要求严格的场所。

47、p形式形式 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 3-上盖 4-阀芯 5-导管 6-套管 n 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。 n 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。 n 蒸汽供给

48、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 n工作原理工作原理 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。 n属于蒸汽发生式的加湿装置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)电热式加湿器 u又称为电阻式加湿器。 u工作原理工作原理 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。 u形式形式 开式电热加湿器 闭式电热加湿器 3.4.2.2 蒸汽加湿装置

49、1)开式电热加湿器 p特点特点 G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。 G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 p特点特点 G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。 G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。 G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)电极式加湿器 u工作原理工作原理 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。 u特点特

50、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 l 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。 l电加湿器的优点电加湿器的优点 C装置简单，控制方便，无需蒸汽源； C产生的蒸汽清洁，不含水垢、粉尘。 l电加湿器的缺点电加湿器的缺点 D耗电量大，加湿成本高； D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。 l适用场合适用场合 用于无蒸汽源，加湿量小和相对湿度控制精 度要求较

51、高的场合。 (3)PTC蒸汽加湿器 u也是一种电热式加湿器 u工作原理工作原理 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。 u优点优点 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 u适用场合适用场合 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 u工作原理工作原理 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 u主要优点

52、主要优点 C构造简单 C加湿迅速 C产生的蒸汽中不夹带污染微粒 C控制性能较好 C加湿用的水可不进行处理 u主要缺点主要缺点 D耗电量大 D红外线灯管的使用寿命较短 D运行费用高 u适用场合适用场合 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 l对空气进行除湿处理（或称减湿、去湿、降对空气进行除湿处理（或称减湿、去湿、降 湿处理）的方式湿处理）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 l常用的除湿装置常用的除湿装置 (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 l简称除湿

53、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 n工作原理工作原理 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 1 2 2 1 1 图330 普通冷冻除湿机 工作原理图 1 13 3 3.4.3.1 冷冻除湿机 n普通冷冻除湿机普通冷冻除湿机 优点优点 C除湿效果可靠 C使用方便 C能连续工作 n普通冷冻除湿机普通冷冻除湿机 缺点缺点 D投资和运行费用较高 D运行有噪声产生 kWhhqQ m )( 210 1 1 2 2 1 1 图331 空气经普通冷冻除湿机 处理时的状态变化 3 3 3.4.3.1 冷冻除湿机

54、n普通冷冻除湿机适用普通冷冻除湿机适用 场合场合 既要减湿，又需要加 热的场合。 n 除湿机的制冷量为 n 除湿机的除湿量为 kWhhqQ m )( 210 1 1 2 2 1 1 图331 空气经冷冻除湿机 处理时的状态变化 3 3 skgddqW m /)( 21 kWhhqQ m )( 210 3.4.3.1 冷冻除湿机 2.调温冷冻除湿机 n用途用途 既需要除湿，又需要降温的场合 n功能功能 能升温除湿、降温除湿和等温除湿 1 11 1 压缩机 蒸发器 风冷冷凝器 水冷冷凝器 冷却水 1 12 2 3 3 调温冷冻除湿机 工作原理图 n 升温除湿时，停用水冷冷凝器(关闭阀门3，停 止向

55、冷凝器供给冷却水，打开阀门1、2)； n 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)； n 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 11 1 压缩机 蒸发器 风冷冷凝器 水冷冷凝器 冷却水 1 12 2 3 3 调温冷冻除湿机 工作原理图 3.4.3.2 转轮除湿机 l主体结构和吸湿部件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

56、，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 l工作原理工作原理 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 l特点特点 G构造简单，操作和维护管理方便； G转动部件少，转速低，噪声小； G转轮性能稳定，运行可靠，使用年限长； G除湿量大，再生容易； G对低温低

57、湿空气除湿效果显著。 l结构形式结构形式 l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。 l组合式转轮除湿机除了除湿段外，在除湿段 前有过滤段与表冷器段，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 l转轮的种类转轮的种类 (按采用的吸湿材料分) l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。 l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

58、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 l 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。 l 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。 l 固体吸湿剂最适宜用于对空气既需要干燥， 又需要加热的场合。 1.固体吸湿剂的类别 n按吸湿原理分按吸湿原理分 吸附式固体吸湿剂 吸收式固体吸湿剂 (1)吸附式固体吸湿剂 u又称为固体吸附剂，主要有硅胶、分子筛、 活性碳等。 u特点特点 G这类固体吸湿剂的表面有大量细小孔隙形成 的毛细孔。 G吸湿后自身的化学性质不发生变化，其吸湿 过程是纯物理过程。 u吸湿原理吸湿原理 由于

59、毛细孔作用，使得毛细孔表面上的水蒸 气分压力低于周围空气中的水蒸气分压力， 在这个分压力差的作用下，空气中的水蒸气 被吸附，即水蒸气向毛细孔的空腔扩散并凝 结成水，从而使空气减湿。 u硅胶的特征硅胶的特征 F通常呈半透明颗粒状。 F无毒、无臭、无腐蚀性，不溶于水。 F吸湿率可达自重的30%。 F吸湿后可用150180的热风加热干燥再生， 并重复使用。 F有原色和变色两种，前者在吸湿过程中不变 色，后者吸湿前为蓝色，吸湿后颜色逐渐变 为紫红色，最后变为红色。 F变色硅胶价格较贵，通常将其作为原色硅胶 吸湿程度的指示剂。 (2)吸收式固体吸湿剂 u又称为固体液化吸收剂，主要有氯化钙、五 氧化二磷(

60、又称为磷酸酐)、氢氧化钠(又称为 苛性钠)、硫酸铜(又称为蓝矾)及氯化锂。 u特点特点 G这类固体吸湿剂吸收水分后，本身也变成了 含有多个结晶水的水化物，如果继续吸收水 分，还会从固态溶解(又称潮解)成液态。 G吸湿过程是个物理化学过程。 u氯化钙的特征氯化钙的特征 F是一种白色多孔结晶体，有苦咸味。 F对金属有强烈的腐蚀作用。 F吸湿后再生的方法是将其加热煮沸，待水分 蒸发后又变成固体。 3.4.3.3 固体吸湿剂除湿 2.采用固体吸湿剂的除湿装置 n种类种类 静态除湿装置让潮湿空气以自然对流的形 式与固体吸湿剂接触。 动态除湿装置让潮湿空气在风机的强制作 用下通过固体吸湿材料层，因此又称为