空调与制冷空气的热湿处理.pptx

第九章空气的热湿处理空气的热湿处理一、热湿处理交换介质与处理装置一、热湿处理交换介质与处理装置二、喷水室二、喷水室三、表面式换热器三、表面式换热器四、空气的其他热湿处理装置与方法四、空气的其他热湿处理装置与方法v在确定了空调房间的在确定了空调房间的冷热湿负荷冷热湿负荷、送风状态点送风状态点和和送风量送风量后，接下来的工后，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点。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点。v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。出合适的空气处理方案与处理装置。空调热湿处理的原理：空调热湿处理的原理：不同温度下空气中水蒸气含量不同，随温度的升高而增加。夏季温不同温度下空气中水蒸气含量不同，随温度的升高而增加。夏季温度高度高,空气湿度也大，当空气湿度超过空气湿度也大，当空气湿度超过65%时，人体汗液就散发降低，感时，人体汗液就散发降低，感觉浑身发粘、闷热。空调通过压缩机制低温制冷剂在室内机中蒸发吸热觉浑身发粘、闷热。空调通过压缩机制低温制冷剂在室内机中蒸发吸热降低空气的温度，使空气中的水蒸气凝结，从而降低空气中水蒸气的含降低空气的温度，使空气中的水蒸气凝结，从而降低空气中水蒸气的含量，吹出低温低湿度的干燥空气，达到降温的作用。量，吹出低温低湿度的干燥空气，达到降温的作用。对空气进行热湿处理，即对空气进行加热、冷却或加湿、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，要过到这些目的就除湿。根据能量守恒和质量守恒的基本原理，要过到这些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。质和装置来实现。第一节第一节 热湿交换介质与处理装置热湿交换介质与处理装置一、与空气进行热湿交换的介质一、与空气进行热湿交换的介质主要介质主要介质水水水蒸气水蒸气制冷剂制冷剂 除此之外，在某些特殊场合，还可以利用某些固体或液体除此之外，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吸湿剂（如硅胶、氯化锂、三甘醇等）与空气进行热湿交换二、空气热湿处理装置二、空气热湿处理装置 按热湿交换介质与按热湿交换介质与空气的接触方式不同空气的接触方式不同直接接触式直接接触式间接接触式间接接触式1、直接接触式热湿处理装置、直接接触式热湿处理装置 直接接触式热湿处理装置是把水、水蒸气等介质直接喷入空气中，或让热直接接触式热湿处理装置是把水、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，常用的这类装置有湿交换介质与空气直接接触，使空气状态发生变化，常用的这类装置有喷水室喷水室、各种加湿器各种加湿器和和蒸汽加湿器蒸汽加湿器等。等。2、间接接触式热湿处理装置、间接接触式热湿处理装置 间接接触式热湿处理装置是（称为表面式或间壁式热湿处理装置）是将水、间接接触式热湿处理装置是（称为表面式或间壁式热湿处理装置）是将水、水蒸气、制冷制等介质通过金属分隔面与空气进行热湿交换，从而使空气状态水蒸气、制冷制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。发生变化。表冷器表冷器、空气加热器空气加热器、盘管盘管以及以及蒸发器和冷凝蒸发器和冷凝器等都属于此类装置，器等都属于此类装置，又统称为表面式换热器。又统称为表面式换热器。用表面换热器处理空气，主要有干式加热、干式冷却和减湿冷却三种用表面换热器处理空气，主要有干式加热、干式冷却和减湿冷却三种 1）干式加热过程）干式加热过程 在空调工程中，往往需要对空气进行加热处理。常用的加热器有蒸气加热在空调工程中，往往需要对空气进行加热处理。常用的加热器有蒸气加热器、热水加热器和电加热器。前两种加热器是在管内能以热媒（蒸气或热水），器、热水加热器和电加热器。前两种加热器是在管内能以热媒（蒸气或热水），管外通过被加热的空气。这些加热设备均属于干式加热器。管外通过被加热的空气。这些加热设备均属于干式加热器。2）干式冷却过程）干式冷却过程干式冷却通常是使用表面式冷却盘管、盘管外流经被冷却的空气，盘管内流经干式冷却通常是使用表面式冷却盘管、盘管外流经被冷却的空气，盘管内流经冷冻水。干式冷却的条件是冷却盘管外表面温度低于空气温度，但又高于（或冷冻水。干式冷却的条件是冷却盘管外表面温度低于空气温度，但又高于（或等于）空气的露点温度。等于）空气的露点温度。3）减湿冷却过程减湿冷却过程用表面式空气冷却盘管冷却空气时用表面式空气冷却盘管冷却空气时,当冷却盘管外表面平均温度低于空气初始状当冷却盘管外表面平均温度低于空气初始状态的露点温度时态的露点温度时,则为减湿冷却过程。表面式冷却盘管外表面平均温度称为则为减湿冷却过程。表面式冷却盘管外表面平均温度称为“机机器露点温度器露点温度”(机器露点温度就是空气相对湿度机器露点温度就是空气相对湿度95%时的空气温度。时的空气温度。)在空调工程中，空气与水直接接触的喷水室得到普遍的应用，尤其是对于在空调工程中，空气与水直接接触的喷水室得到普遍的应用，尤其是对于大型的集中式空调系统和相对湿度要求严格的空调场合。大型的集中式空调系统和相对湿度要求严格的空调场合。喷水室的主要优点喷水室的主要优点是把不同温度的水喷成雾滴，用它来处理空气，可以实现空气状态的多种变是把不同温度的水喷成雾滴，用它来处理空气，可以实现空气状态的多种变化（即热工性能的多样性），有一定的净化空气能力，使用比较方便等。其化（即热工性能的多样性），有一定的净化空气能力，使用比较方便等。其缺点缺点主要是对水质的卫生要求较高，占地面积大等。主要是对水质的卫生要求较高，占地面积大等。第二节第二节 喷水室喷水室一、空气与水直接接触时的热湿交换原理一、空气与水直接接触时的热湿交换原理 空气通空气通过敞开的水表面或将水敞开的水表面或将水喷到空气中，水就与空气到空气中，水就与空气发生生热湿交换，湿交换，总热交换总热交换=显热交换显热交换+潜热交换。潜热交换。显热交交换：温差温差导热、对流、辐射；导热、对流、辐射；潜热交换（质交换、湿交换）：潜热交换（质交换、湿交换）：水蒸汽压差水蒸汽压差 凝结、蒸发。凝结、蒸发。边界层边界层水水未饱和空气未饱和空气边界层边界层未饱和空气未饱和空气水滴水滴空气与水的空气与水的热、湿交、湿交换 (a)(a)敞开的水面敞开的水面 （b)b)飞溅的水滴的水滴 空气与水直接接触时，在贴近水表面的地方或水滴周围，由于水分子作空气与水直接接触时，在贴近水表面的地方或水滴周围，由于水分子作不规则运动，形成了一个温度等于水表面温度的不规则运动，形成了一个温度等于水表面温度的饱和空气边界层饱和空气边界层。边界层内水边界层内水蒸气分压力取决于水表面温度蒸气分压力取决于水表面温度。在边界层内侧（与水接触一侧），水蒸气分子。在边界层内侧（与水接触一侧），水蒸气分子仍作不规则运动，结果经常有一部分水分子进入边界层，同时也有一部分水蒸仍作不规则运动，结果经常有一部分水分子进入边界层，同时也有一部分水蒸气分子离开边界层进入水中。气分子离开边界层进入水中。在边界层外侧（与空气接触一侧），如果边界层在边界层外侧（与空气接触一侧），如果边界层温度高于周围空气温度，则由边界层向空气传热；反之，则由周围向边界层传温度高于周围空气温度，则由边界层向空气传热；反之，则由周围向边界层传热。热。如果边界层内的水蒸气分压力大于周围空气的水蒸气分压力，如果边界层内的水蒸气分压力大于周围空气的水蒸气分压力，则由边界空则由边界空气层进入周围空气的水蒸气分子数多于由周围空气进入边界层的水蒸气分子数，气层进入周围空气的水蒸气分子数多于由周围空气进入边界层的水蒸气分子数，结果空气被加湿；反之，则将减湿。结果空气被加湿；反之，则将减湿。通常遇到的通常遇到的“蒸发蒸发”与与“凝结凝结”现象，就是以上现象，就是以上作用的结果。作用的结果。蒸发过程中，边界展减少了的水蒸气分子蒸发过程中，边界展减少了的水蒸气分子由水面跃出的不蒸气分子补充。由水面跃出的不蒸气分子补充。凝结过程中，边界层中过多的水蒸气分子凝结过程中，边界层中过多的水蒸气分子将回到水面。将回到水面。二、空气与水直接接触时的状态变化过程二、空气与水直接接触时的状态变化过程 当空气流经水面或水滴周围时，当空气流经水面或水滴周围时，就会把边界层中的饱和空气就会把边界层中的饱和空气带走一部分，而补充以新的空气继续达到饱和，因而饱和空气层带走一部分，而补充以新的空气继续达到饱和，因而饱和空气层将不断与流过的空气相混合，使整个空气状态发生变化。将不断与流过的空气相混合，使整个空气状态发生变化。因此可因此可将空气与水的热、湿交换过程看作两种状态空气的混合过程。将空气与水的热、湿交换过程看作两种状态空气的混合过程。根根据空气的混合规律，据空气的混合规律，在焓湿图上，混合后的状态点应该位于连接在焓湿图上，混合后的状态点应该位于连接空气初状态和该水温下饱和状态点的直线上。空气初状态和该水温下饱和状态点的直线上。达到饱和的空气愈多，空气的终状态点愈靠近饱和状态点。如达到饱和的空气愈多，空气的终状态点愈靠近饱和状态点。如果空气接触的水量无限大，接触时间又无限长，即在所谓理想的果空气接触的水量无限大，接触时间又无限长，即在所谓理想的条件下，全部空气都能达到饱和状态，并具有水的温度。条件下，全部空气都能达到饱和状态，并具有水的温度。水与空气直接接触的各种过程水与空气直接接触的各种过程1 1）水温特点）水温特点2 2）温度）温度3 3）含湿量）含湿量4 4）焓值）焓值Air Conditioning-Chapter 1用喷水室处理空气 一、喷水室的构造和类型一、喷水室的构造和类型 1 1、构造、构造 （1 1）喷嘴：使水流嘴：使水流雾化（化（2 2）排管：布置）排管：布置喷嘴，一嘴，一四排四排 （3 3）挡水板（前、后）：水板（前、后）：前：均流与前：均流与挡水，后：分离水滴与空气，减少水，后：分离水滴与空气，减少过水量水量 （4 4）外壳）外壳 （5 5）底池）底池 （6 6）管道系）管道系统：供水管，循：供水管，循环水管，溢流管，水管，溢流管，补水管，泄水水管，泄水管管 （7 7）水）水泵 2 2、类型型 （1 1）卧式卧式，立式立式（2 2）单级，双双级（3 3）低速，高速）低速，高速 （4 4）带旁通，旁通，带填料填料喷淋排管喷淋排管玻璃丝盒喷水室玻璃丝盒喷水室Air Conditioning-Chapter 1 喷嘴是喷水室的主要构件之一，在我国空气调节喷嘴是喷水室的主要构件之一，在我国空气调节工程中一般常用工程中一般常用Y1型离心喷嘴，型离心喷嘴，除除Y1型外，在型外，在我国还出现了我国还出现了BTL1型、型、FL型、型、ZK型型 和和JN型等喷型等喷嘴。它们的喷水性能较嘴。它们的喷水性能较YI型喷嘴有所提高喷嘴安装型喷嘴有所提高喷嘴安装在专门的排管上。通常设一至三排喷嘴。在专门的排管上。通常设一至三排喷嘴。喷水方向根喷水方向根据与据与 空气流动方向的相同与否分为顺喷、逆喷和对喷。空气流动方向的相同与否分为顺喷、逆喷和对喷。喷嘴喷出的水滴最后落入底池中。喷嘴喷出的水滴最后落入底池中。1、喷嘴、喷嘴2、喷水室的挡水板、喷水室的挡水板材料：材料：主要使用镀锌钢板制的多折形挡水板，现在出现的主要使用镀锌钢板制的多折形挡水板，现在出现的双波形挡水板。蛇形挡水扳等较前有较大改进，已逐双波形挡水板。蛇形挡水扳等较前有较大改进，已逐步推广应用步推广应用 作用：作用：前挡水板：前挡水板：为了挡住可能飞出来的水滴，并使进为了挡住可能飞出来的水滴，并使进入喷水室的空气均匀。因此有时也称前挡入喷水室的空气均匀。因此有时也称前挡 水扳为水扳为均均风扳风扳”。后挡水板：后挡水板：使夹在空气中的水满分离出来，以减使夹在空气中的水满分离出来，以减少空气带走少空气带走 的水量的水量(过水量过水量)。3、池底部接管、池底部接管底池又和四种管道相连。这四种管道是：底池又和四种管道相连。这四种管道是：(1)循环水管：循环水管：底池通过滤水器与循环水管相连，使落到底池的水底池通过滤水器与循环水管相连，使落到底池的水能重复使用。能重复使用。滤水器的作用是能除去水中杂物，以免堵塞喷嘴。滤水器的作用是能除去水中杂物，以免堵塞喷嘴。(2)溢水管：溢水管：底池通过溢水器与溢水管相连，以便排除夏季内空气底池通过溢水器与溢水管相连，以便排除夏季内空气中冷凝出来的水中冷凝出来的水 或收集回水。此外，溢水器的喇叭口上有水封罩或收集回水。此外，溢水器的喇叭口上有水封罩可将喷水室内、外空气隔绝，并使底池可将喷水室内、外空气隔绝，并使底池 水面维持一定高度。水面维持一定高度。(3)补补水管：水管：由于冬季经常是用循环水加湿空气，一部分水要蒸发到空气由于冬季经常是用循环水加湿空气，一部分水要蒸发到空气中去，中去，所以底池水面将降低。为了维持水面高度略抵于溢水器，所以底池水面将降低。为了维持水面高度略抵于溢水器，需设补水管，并经浮球阀门自动补水需设补水管，并经浮球阀门自动补水(4)泄水管泄水管：为了检修、清洗：为了检修、清洗和防冻等目的，在底池底部需设泄水管，以便能将和防冻等目的，在底池底部需设泄水管，以便能将 池内的水全部池内的水全部泄至下水道。泄至下水道。另外，另外，为了检修和观察的需要，喷水室应装密闭检为了检修和观察的需要，喷水室应装密闭检查门和防水照明灯。查门和防水照明灯。二、喷水室的热工计算方法二、喷水室的热工计算方法 喷水室的水室的热工工计算方法主要分两算方法主要分两类，一，一类基于基于热质交交换系系数，另一类基于热交换效率。本文主要介绍第数，另一类基于热交换效率。本文主要介绍第二种方法。二种方法。（一）利用（一）利用E E和和E E的喷水室的热工计算方的喷水室的热工计算方法法1 1、喷水室的热交换效率、喷水室的热交换效率E E和和E E 2 2、影响、影响热交交换效果的因素效果的因素3 3、喷水室的水室的热工工计算方法及步算方法及步骤 采用喷水室和表面式换热器对空气进行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。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。其他一些热湿处理装置。第三节第三节 空气的其他热湿处理装置与方法空气的其他热湿处理装置与方法 为了确定出空气的最佳处理方案，必须对以下为了确定出空气的最佳处理方案，必须对以下几方面的情况进行技术经济的全面比较。几方面的情况进行技术经济的全面比较。1）空气处理过程实现的难易程度和费用多少；）空气处理过程实现的难易程度和费用多少；2）运行管理的难易程度和费用多少；）运行管理的难易程度和费用多少；3）设备投资的大小和利用程度；）设备投资的大小和利用程度；4）设备使用的合适程度与效果。）设备使用的合适程度与效果。空气热湿处理的途径与方案空气热湿处理的途径与方案