空氣的熱、濕處理過(guò)程及空調設備

空氣的熱、濕處理過(guò)程及空調設備

　　摘要：來(lái)自室外的空氣，經(jīng)過(guò)加熱、加濕、冷卻、去濕、凈化、消聲等處理，達到所要求的送風(fēng)狀態(tài)而進(jìn)入室內。送風(fēng)狀態(tài)和送風(fēng)量確定之后，進(jìn)—步的問(wèn)題是如何得到所要求的送風(fēng)狀態(tài)。本章主要介紹空氣的各種處理過(guò)程及空氣處理設備。

　　第一節空氣熱、濕處理的過(guò)程

　　本節將從處理設備的角度分析空氣熱、濕處理過(guò)程。

　　一、空氣加熱器的處理過(guò)程

　　常用的空氣加熱器有表面式加熱器和電加熱器。表面式加熱器是在管內通以熱媒(熱水或蒸汽)，管外流過(guò)空氣，通過(guò)管壁將熱媒的熱量傳給空氣。而電加熱器是空氣與電阻絲直接接觸被加熱?？諝饨?jīng)空氣加熱器加熱后，溫度升高，但含濕量沒(méi)有改變，是等濕加熱過(guò)程，如圖10-1中過(guò)程線(xiàn)A-1。

　　二、空氣冷卻器的處理過(guò)程

　　空氣冷卻器是在管內通人冷媒，管外流過(guò)被冷卻空氣的表面式換熱器。若冷媒溫度高于被處理空氣的露點(diǎn)溫度，則空氣中的水蒸氣就不會(huì )凝結，空氣的含濕量不變，這時(shí)空氣冷卻過(guò)程是等濕降溫過(guò)程，可用過(guò)程線(xiàn)A-2表示(圖10-1)。

　　如果冷媒溫度過(guò)低，使空氣冷卻器表面溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的一部分水蒸氣就會(huì )在冷表面凝結而使空氣的含濕量降低，這時(shí)空氣的處理是減濕降溫過(guò)程，可用過(guò)程線(xiàn)A-3表示(圖10-1)。

　　三、空氣加濕器的處理過(guò)程

　　空氣加濕器主要分噴霧加濕和噴蒸氣加濕兩種。噴霧加濕是將常溫水噴成水霧直接混入空氣中，此時(shí)空氣的狀態(tài)變化過(guò)程和濕球溫度計周?chē)諝鉅顟B(tài)的變化過(guò)程十分相似，是等焓加濕過(guò)程，可用過(guò)程線(xiàn)A-4表示(圖10-1)。

　　噴蒸氣加濕是用多孔管把水蒸氣直接噴入被處理的空氣中，空氣溫度保持不變，是等溫加濕過(guò)程，可用過(guò)程線(xiàn)A-5表示(圖10-1)。

　　四、吸濕劑處理過(guò)程

　　吸濕劑是用來(lái)對空氣進(jìn)行減濕處理的，常用的吸濕劑有兩大類(lèi)，一類(lèi)是固體吸濕劑，一類(lèi)是液體吸濕劑。固體吸濕劑處理空氣的過(guò)程近似為等焙減濕過(guò)程，其過(guò)程線(xiàn)為A-6(圖10-1)。液體吸濕劑的吸濕過(guò)程與A-3相仿，也是減濕降溫過(guò)程，如圖10-1中的A-7過(guò)程線(xiàn)，但液體吸濕劑以減濕為主，它比A-3更偏向左邊。

　　五、噴水室處理過(guò)程

　　(一)空氣與水之間的熱濕交換原理

　　噴水室是利用噴嘴將不同溫度的水噴成霧滴，使空氣與水之間進(jìn)行熱、濕交換，從而達到特定的處理效果。

　　當空氣與水直接接觸時(shí)，在貼近水表面的地方或水滴周?chē)?，由于水分子作不規則運動(dòng)，形成一個(gè)溫度等于水表面溫度的飽和空氣層，如圖10-2所示。如果飽和空氣層內的水蒸氣分壓力大于周?chē)諝獾乃魵夥謮毫?，則水分子不斷地從空氣邊界層擴散到周?chē)諝庵腥?，也就是水分向周?chē)諝庹舭l(fā)，空氣得以加濕；反之；周?chē)諝庵械乃謱⒈荒Y出來(lái)，空氣被減濕?？傊?，飽和空氣層內的水蒸氣分壓力與周?chē)諝獾乃魵夥謮毫Σ煌?，即存在分壓力差時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生濕交換(蒸發(fā)或凝結)。在蒸發(fā)過(guò)程中，飽和空氣層減少了的水蒸氣分子由水面躍出的水分子來(lái)補充；在凝結過(guò)程中，飽和空氣層中過(guò)多的水蒸氣分子將回到水滴。

　　圖10-2

　　由此可見(jiàn)，空氣與水之間的熱交換是包括顯熱交換和潛熱交換在內的總熱交換，顯熱交換主要取決于飽和空氣層與周?chē)諝庵g的溫度差，而潛熱交換是伴隨著(zhù)濕交換同時(shí)產(chǎn)生的，主要取決于兩者之間的水蒸氣分壓力之差。

　　(二)空氣與水直接接觸時(shí)的狀態(tài)變化過(guò)程

　　在噴水室中，用不同溫度的水去噴淋空氣，可獲得各種空氣處理過(guò)程。假設空氣狀態(tài)為A，過(guò)A點(diǎn)分別作等濕線(xiàn)、等焓線(xiàn)、等溫線(xiàn)與相對濕度p=100％相交于2、4、6點(diǎn)，然后過(guò)A點(diǎn)再作p=100％曲線(xiàn)的兩條切線(xiàn)，并交于1和7點(diǎn)，圖10-3是空氣與不同水溫cw接觸，且水量無(wú)限大、接觸時(shí)間無(wú)限長(cháng)時(shí)，空氣的變化過(guò)程。其特點(diǎn)是空氣變化過(guò)程都向著(zhù)飽和曲線(xiàn)方向進(jìn)行，而到達飽和曲線(xiàn)的理想終點(diǎn)狀態(tài)的溫度與水溫相同。

　　事實(shí)上，在實(shí)際的噴水室中，由于結構特性以及空氣與水滴接觸時(shí)間等條件的限制，空氣的狀態(tài)變化過(guò)程不能如圖10-3所示的那樣完善。實(shí)際經(jīng)噴水室處理空氣的終點(diǎn)狀態(tài)只能達到p=90％~95％，這一狀態(tài)點(diǎn)稱(chēng)為“機器露點(diǎn)”。噴水室處理空氣可能實(shí)現的狀態(tài)變化過(guò)程。