空氣的熱、濕處理過程及空調設備

　　摘要：來自室外的空氣，經過加熱、加濕、冷卻、去濕、凈化、消聲等處理，達到所要求的送風狀態(tài)而進入室內。送風狀態(tài)和送風量確定之后，進—步的問題是如何得到所要求的送風狀態(tài)。本章主要介紹空氣的各種處理過程及空氣處理設備。

　　第一節(jié)空氣熱、濕處理的過程

　　本節(jié)將從處理設備的角度分析空氣熱、濕處理過程。

　　一、空氣加熱器的處理過程

　　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)，管外流過空氣，通過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。空氣經空氣加熱器加熱后，溫度升高，但含濕量沒有改變，是等濕加熱過程，如圖10-1中過程線A-1。

　　二、空氣冷卻器的處理過程

　　空氣冷卻器是在管內通人冷媒，管外流過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溫度，則空氣中的水蒸氣就不會凝結，空氣的含濕量不變，這時空氣冷卻過程是等濕降溫過程，可用過程線A-2表示(圖10-1)。

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

　　三、空氣加濕器的處理過程

　　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，此時空氣的狀態(tài)變化過程和濕球溫度計周圍空氣狀態(tài)的變化過程十分相似，是等焓加濕過程，可用過程線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，是等溫加濕過程，可用過程線A-5表示(圖10-1)。

　　四、吸濕劑處理過程

　　吸濕劑是用來對空氣進行減濕處理的，常用的吸濕劑有兩大類，一類是固體吸濕劑，一類是液體吸濕劑。固體吸濕劑處理空氣的過程近似為等焙減濕過程，其過程線為A-6(圖10-1)。液體吸濕劑的吸濕過程與A-3相仿，也是減濕降溫過程，如圖10-1中的A-7過程線，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，在貼近水表面的地方或水滴周圍，由于水分子作不規(guī)則運動，形成一個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圍空氣的水蒸氣分壓力，則水分子不斷地從空氣邊界層擴散到周圍空氣中去，也就是水分向周圍空氣蒸發(fā)，空氣得以加濕；反之；周圍空氣中的水分將被凝結出來，空氣被減濕。總之，飽和空氣層內的水蒸氣分壓力與周圍空氣的水蒸氣分壓力不同，即存在分壓力差時，就會產生濕交換(蒸發(fā)或凝結)。在蒸發(fā)過程中，飽和空氣層減少了的水蒸氣分子由水面躍出的水分子來補充；在凝結過程中，飽和空氣層中過多的水蒸氣分子將回到水滴。

　　圖10-2

　　由此可見，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圍空氣之間的溫度差，而潛熱交換是伴隨著濕交換同時產生的，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的狀態(tài)變化過程

　　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程。假設空氣狀態(tài)為A，過A點分別作等濕線、等焓線、等溫線與相對濕度p=100％相交于2、4、6點，然后過A點再作p=100％曲線的兩條切線，并交于1和7點，圖10-3是空氣與不同水溫cw接觸，且水量無限大、接觸時間無限長時，空氣的變化過程。其特點是空氣變化過程都向著飽和曲線方向進行，而到達飽和曲線的理想終點狀態(tài)的溫度與水溫相同。

　　事實上，在實際的噴水室中，由于結構特性以及空氣與水滴接觸時間等條件的限制，空氣的狀態(tài)變化過程不能如圖10-3所示的那樣完善。實際經噴水室處理空氣的終點狀態(tài)只能達到p=90％~95％，這一狀態(tài)點稱為“機器露點”。噴水室處理空氣可能實現的狀態(tài)變化過程。