空气的热湿处理-空气热湿处理设备（通风与空调技术）

表面式换热器定义表面式换热器包括空气加热设备和空气冷却设备。它的原理是让热媒或冷媒或制冷工质流过金属管道内腔，而要处理的空气流过金属管道外壁进行热交换来达到加热或冷却空气的目的。定义在空调系统中，使用表面式换热器处理空气是一种广泛使用的方法。常用的表面式换热器包括空气加热器和表面式冷却器（简称表冷器）两类。空气加热器是用热水或蒸汽做热媒的，而表面式冷却器则以冷水或制冷剂做冷媒。空气加热器在表面式换热器中通入热水或蒸汽对空气加热以提高空调室内温度。表面冷却器在表面式换热器中通入冷媒水对空气进行冷却以降低空调室内温度。分类按其传热面结构形式分类板式又可细分为螺旋板式、板壳式、波纹板式、板翅式管式又可细分为列管式、套管式、蛇形管式、翅片管式。目前最常用的是翅片管式表面式空气换热器。板式管式优点⑴采用封闭水系统，可省去冷水箱和回水箱，管路简单；⑵采用肋片管结构，设备体积小，所需机房面积小，安装方便；⑶处理空气的总电量消耗低；⑷冷冻水漏损少；⑸水和空气不相互污染。缺点⑴金属消耗量大，而且一般要消耗较多的有色金属（如铜，铝）；⑵处理过程仅有冷却除湿、干式冷却或加热过程，加湿时需另设加湿器；⑶无除尘、去味作用。构造构造光管式肋管式绕片管串片管轧片管

安装表面式换热器的安装：(1)安装位置：垂直、水平、倾斜注：以蒸汽做热媒的空气加热器最好不要水平安装(2)表面式换热器的串、并联：表面式换热器可以并联，也可以串联或者既有并联又有串联，应按通过空气量的多少和需要的换热量大小来决定。(3)表面式换热器冷、热媒管路的串联与并联(4)为了便于使用和维修，管路上应设阀门、压力表和温度计安装表面式换热器的安装：(1)安装位置：垂直、水平、倾斜注：以蒸汽做热媒的空气加热器最好不要水平安装(2)表面式换热器的串、并联：表面式换热器可以并联，也可以串联或者既有并联又有串联，应按通过空气量的多少和需要的换热量大小来决定。(3)表面式换热器冷、热媒管路的串联与并联(4)为了便于使用和维修，管路上应设阀门、压力表和温度计三种空气处理过程(1)等湿加热——边界层空气温度高于主体空气温度；(2)等湿冷却（干工况）——边界层空气温度低于主体空气温度但高于其露点温度；(3)减湿冷却（湿工况）——边界层空气温度低于主体空气露点度。三种空气处理过程100%ABDC等湿加热减湿冷却等湿降温表面式换热器不能加湿固体吸湿剂减湿固体吸湿剂本身具有大量的孔隙，因此具有极大的孔隙内表面积。固体吸湿剂各孔隙内的水表面呈凹面，凹面上水蒸气分压力比空气中的水蒸气分压力低，空气中的水蒸气就向凹面迁移，由气态变为液态并释放出汽化潜热。释放出汽化潜热空气在空调工程中广泛采用的固体吸湿剂是硅胶。硅胶有原色和变色之分，原色硅胶在吸湿过程中不变色。原色硅胶变色硅胶吸湿再生而变色硅胶，如氯化钴硅胶，吸湿后颜色由蓝变红逐渐失去了吸湿能力。变色硅胶价格高，通常是利用它做原色硅胶吸湿程度的指示剂。硅胶失去吸湿能力后可加热再生，使吸附的水分蒸发，再生后的硅胶仍能重复使用。旁白：采用固体吸湿剂干燥空气，可使空气含湿量变得很低。但干燥过程中释放出来的吸附热又加热了空气。所以需要干燥又需要加热空气的地方最宜采用。固体吸湿剂吸湿处理效果：加热吸湿AB冷冻除湿机冷冻除湿机是由制冷系统和风机等组成的除湿装置。除湿过程中的空气状态变化如图所示。需要除湿的空气由状态1，经过蒸发器后达到状态2，这个过程中蒸发器表面的温度低于空气的露点温度，空气中的水蒸气凝结成液态水，而达到除湿的目的；再经过冷凝器达到状态3，冷凝器产生的热量传给被除湿了的空气，使得空气温度升高。所以经过冷冻除湿机后得到的高温、干燥的空气。除湿过程中的空气状态变化3←22←11←3冷冻除湿机的优点是使用方便、效果可靠，缺点是使用条件受到一定限制、运行费用较高。氯化锂转轮除湿机氯化锂转轮除湿机利用一种特制的吸湿纸来吸收空气中的水分。吸湿纸是以玻璃纤维滤纸为载体，将氯化锂等吸湿剂和保护加强剂等液体均匀地吸附在滤纸上烘干而成。常温时吸湿纸能够从空气中吸收水蒸气；而高温时吸湿纸又将吸收的水蒸气释放出来。这种除湿机由吸湿转轮、传动机构、外壳、风机及再生加热器（电加热器或热媒为蒸汽的空气加热器）等组成。转轮是由交替放置的平吸湿纸和压成波纹的吸湿纸卷绕而成。在转轮上形成了许多蜂窝状通道，因而也形成了相当大的吸湿面积。转轮的转速非常缓慢，潮湿空气由转轮一侧的3/4部分进入干燥区，再生空气从转轮另一1/4部分进入再生区。潮湿空气入口再生空气出口干燥空气出口再生空气入口氯化锂转轮除湿机吸湿能力较强，维护管理方便，是一种较理想的除湿设备。膜法除湿膜法除湿作为一种新的除湿方法,具有传统除湿方法所不具有的许多优点,如除湿过程连续进行,无腐蚀问题,无需阀门切换,无运动部件,系统可靠性高,易维护,能耗小,维护费用低等。概况原理膜法空气除湿主要基于溶解-扩散机理，首先水蒸气与膜接触，接着被膜表面吸收，从而在膜两侧表面产生浓度梯度，使水分子在膜内向前扩散，到达膜的另一侧被解吸出来，从而达到除湿的目的。具体在系统方案上,有压缩法、真空法、吹扫气法及膜除湿剂混合系统。吹扫分类压缩法真空法吹扫气法膜除湿剂混合系统压缩法压缩法是靠压缩输入气流来造成传质势差。从外界来的新鲜空气经压缩机加压后进入膜组件,由于进气侧总压提高,其中水蒸气的分压也相应提高,水蒸气在膜进出侧压力差的作用下优先透过膜而散发到环境中去,被干燥的空气进入室内。真空法真空法是靠降低渗透侧压力来传递水蒸气,它从渗透蒸发流程演变而来,靠一个真空泵降低渗透侧的空气压力,产生一个传湿驱动势。吹扫气法吹扫为了将渗透侧的水蒸气及时带走,可以在渗透侧引入吹扫气，如上图所示。膜除湿剂混合系统膜干燥剂复合法主要是将膜空气除湿跟固体吸湿剂结合起来,新鲜空气首先用膜进行预处理,然后流经固体吸湿剂,这样充分利用膜在高湿段的除湿能力和固体吸湿剂在低湿段的吸湿能力,能将空气除湿到很干燥状态。喷水室优点设备结构简单、制作比较容易，可在现场加工制作安装。在热交换性能上具有多样性：既可作减焓、降温、除湿用；也可作增焓、升温、加湿用。喷水室的金属消耗量和造价，均比冷水表冷器低。喷水可出去空气中的尘粒，起到净化空气作用。缺点喷水室占地面积大，卧式喷水室最小长度为1.9m。一般还要增加水泵的占地面积，而表冷器占用的最大长度不超过0.9m。喷水系统较为复杂，为了适应室外气象条件的变化，一般用改变喷水温度的方法；采用三通调节阀调节循环水与供冷（热）水的混合比来达到所需的喷水温度。喷出的水粒与空气直接接触，易受到污染变脏。处理过程1、喷水温度低于空气湿球温度（ts）的冷水处理空气用于各种减焓过程：(1)减焓、降温、除湿过程（A-1过程）(2)减焓、降温、等湿过程（A-2过程）(3)减焓、降温、加湿过程（A-3过程）处理过程2、喷水温度等于空气湿球温度（ts）的循环水处理空气仅用于等焓过程：等焓、降温、加湿过程（A-4过程）处理过程3、喷水温度高于空气湿球温度（ts）的热水处理空气用于各种增焓过程：(1)增焓、降温、加湿过程（A-5过程）(2)增焓、等温、加湿过程（A-6过程）(3)增焓、升温、加湿过程（A-7过程）喷水室的各种减焓和等焓过程，多用于舒适性空调和工艺性空调系统；喷水室的各种增焓过程，主要用于特殊产品老化试验环境等空调系统。分类1、按喷水室内的气流流速大小分：（1）低速的流速为2～3m/s，质量流速vp=2.4～3.6kg/(m2·s)；（2）高速的流速为4.5～6m/s，质量流速vp=5.4～7.2kg/(m2·s)。目前的喷水室，多数为低速的喷水室。2、按喷水室内的气流方向分：（1）卧式空调机组的空气流向为水平方向，水流方向顺气流或逆气流方向喷射；（2）立式空调机组的空气流向无论是由下向上或由上向下方向，水流方向总是由上向下方向喷射。立式空调机组可充分利用空间，少占地面积，一般用于小风量处理系统。分类3、按有无填料层分：（1）一般无填料层；（2）有填料层，有填料时虽增加一点阻力，但提高了喷水的热、湿交换效率，还可兼作滤尘作用（如胶片生产厂的空调系统中，采用玻璃丝盒喷水室）。4、按喷水室外壳材质分：（1）金属外壳；（2）非金属外壳，（如玻璃钢，塑料及砖砌混凝土结构等）。液体吸湿剂减湿某些盐类的水溶液对空气中的水蒸气具有强烈的吸收作用，在空调工程中也利用它们达到减湿目的。这类盐水溶液又称为液体吸湿剂。空气溶液水蒸气在温度一定时，盐水溶液浓度越高，其表面水蒸气分压力就越低，吸湿能力越强。盐水溶液吸收了空气中的水分后，浓度下降，吸湿能力也逐渐降低