04空气处理设备(AHU)

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11 等温减湿
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三、表面式换热器
三、表面式换热器 cooling/heating coil
1.构造与类型
– 肋管式与光管式
多用肋管式 绕片、串片、轧片；内拉螺旋槽。
– 材料
铜、钢、铝
– 安装形式：
水与空气侧均可串、并联。蒸汽回路只能并联。
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三、表面式换热器
表面式换热器的翅片类型
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四、喷水室
四、喷水室 (air washer, saturator)
1.基本构造
1-前挡水板；2-喷嘴和排管；3-后挡水板；4-底池；5-冷却管；6-滤水器；7-循 环水管；8-三通混水阀；9-水泵；10-供水管；11-补水管；12-浮球阀；13-溢水器；
14-溢水管；15-泄水管；16-防水灯；17-检查门；18-外壳
空气处理设备
热能学院
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本讲需主要解决的问题
空气处理的主要原理
– 空气－水质交换
空气热湿处理设备及原理
– 表冷器 – 喷水室 – 加热器、加湿器 – 除湿设备 – 空气净化设备 – 热回收设备空气的输送与分配设备
2 空气的输送与分配设备
一、组合式空调机组
一、组合式空调机组
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一、组合式空调机组
– 原理：温度相同条件下Pqb盐水<Pqb水。物理化学作用： 吸收水分成为含有更多结晶水的化合物
– 液体除湿系统：与喷水室类似，增加了再生系统。再 生方式：加热、浓缩。
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六、除湿设备
除湿部分
过滤器 溶液喷淋室
表冷器
送风
冷凝器
水蒸气
再生部分
加热器
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蒸发器
溶液冷 却器
冷却水
溶液泵
稀溶液
风机
溶液箱
热交换器
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五、加湿设备
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等温加湿：
红外线式加 湿器用于柜
式空调器
五、加湿设备
等焓加湿：滴下浸透气化式加湿器
加湿材料（湿材）可以是 有机、无机或金属材料
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五、加湿设备
湿材：特制的规则波纹状纤维纸增加了热质交换的面积
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五、加湿设备
等焓加湿：超声波式加湿器
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五、加湿设备
等焓加湿：水泵加压喷雾式加湿器
三、表面式换热器
表面式换热器结构
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三、表面式换热器
2. 过程特征
空气与水不直接接触 逆流、顺流，水温越
不过空气的干球温度 空气只能除湿，不能
加湿。可实现三种过 程 终状态点必在起始点 至饱和线的切线或割 线上
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t1, i1
t2, i2
tw1 tw2 t1, i1
tw2
tw1 t2, i2
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六、除湿设备
除湿材料——硅胶
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六、除湿设备
2. 吸附除湿——过程解析
过程：
–接近等焓过程
要求：
–吸附材料需要再生 （有可能采用废热或 可再生能源）
有什么好处？
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2 1
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六、除湿设备
六、除湿设备
除湿过程的机理：
– 冷冻除湿：冷冻除湿机，原理为蒸发器冷冻 除湿，冷凝器排热再热
– 吸收除湿
溶液除湿机
– 吸附除湿
转轮除湿机
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六、除湿设备
1. 吸收除湿
液体吸湿剂如LiCl、LiBr、CaCl溶液，固体吸湿 剂如CaCl2，生石灰（liquid dessicant）
浓 溶 液
再生溶液
再生溶液泵
六、除湿设备
2. 吸附除湿
原理
–固体吸附剂（Solid dessicant）孔隙内表面吸附 作用，曲率半径小的凹面上水蒸汽分压力 <平 液面上水蒸汽分压力，孔隙表面水蒸汽分压力 <环境空气水蒸汽分压力。空气中水蒸汽向吸 附剂表面迁移，发生相变。
–物理作用：如硅胶、活性炭等。
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五、加湿设备
五、加湿设备
基本类型：
– 等温加湿－蒸汽加湿
干蒸汽加湿器 电热式加湿器 电极式加湿器
– 等焓加湿－喷水雾加湿
超声波加湿器 离心式加湿器
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1 3
2
五、加湿设备
干蒸汽加湿器
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五、加湿设备
五、加湿设备
等温加湿：电极式加湿器
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五、加湿设备
等温加湿： 组合式空调 机组用电极 式加湿器
组合式空调箱
立柜式空调机组
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吊顶式空调机组
一、组合式空调机组
5
一、组合式空调机组
过滤器
转轮全热回收装置
进风段 过滤段 表冷段 检修段
风机段
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二、空气-水热交换原理
二、空气-水热交换原理
（一）空气 热湿处理的11 种过程在i-d图 上的表示
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加热除湿干式加热
加热加湿
绝热除湿
等温加湿
等温除湿
增焓冷却加湿
序 过程 喷淋室 表面式 蒸汽/电 电加 房间加 间接蒸 除湿机 固体吸 液体吸
号
换热器 加湿器 热器 湿器 发表冷器
湿剂 收减湿
1 冷却除湿 *
*
*
*
2 等湿冷却
*
*
3 减焓冷却 *
加湿
4 绝热加湿 *
*
5 增焓冷却 *
加湿
6 等温加湿 *
*
7 加热加湿 *
8 等湿加热
*
*
9 加热减湿
*
*
10 绝热减湿
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四、喷水室
2.类型
卧式、立式(处理小风量，占地面积小) 单级，双级 低速(2~3m/s)，高速(4.5~6m/s，
Carrier产品 8~10m/s) 填料式(增加喷水效率)，无填料式
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四、喷水室
3.特点
优点
–处理过程多样性，造价低，可除尘
缺点
–占地面积大，对水质要求高，水系统复杂， 开式系统，水泵能耗大，耗水量大
适用范围
–工业建筑：如纺织厂、卷烟厂大量使用
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四、喷水室
采用喷水室的组合式空调机组
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四、喷水室
喷水室的空气处理过程
主流空气与水表面形成 的饱和空气层不断混合 的过程
空气的终状态取决于喷 淋水的温度，极限情况 下处理至饱和线
– 冷却除湿：tw<tl – 等温加湿：tw=ta – 加热加湿：tw>ta
绝热加湿
减焓冷却加湿 冷却除湿
等湿冷却
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二、空气-水热交换原理
（二）空气热湿处理途径及其处理设备类型
处理途径
– 热质交换
处理介质
– 水、水蒸汽、冰、盐类溶液、制冷剂等
处理设备类型
– 接触式热湿交换设备：喷水室、蒸汽加湿器、局部 加湿器、液体吸湿装置
– 表面式热湿交换设备：肋管式、光管式
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二、空气-水热交换原理
– ……
增焓与减 焓分界线
升温与降 温分界线
加热加湿
等温加湿 增焓冷却加湿
冷却除湿
绝热加湿 减焓冷却加湿
增湿与减 湿分界线
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四、喷水室
4.热工指标与影响因素
喷水室结构对性能的影响：
– 喷嘴排数：双排比单排好，三排跟双排差不多 – 喷水室级数：双级高，有可能达到E>1，E’=1 – 喷嘴密度：表面水苗重叠和空气旁通，有最佳值 – 喷水方向：单排逆喷，双排对喷好 – 排管间距：从占地面积与热交换效果考虑有最佳值 – 喷嘴孔径：孔径小，水滴细，效率高，但易堵塞