空气的热湿处理、方法和处理装置
空气处理实验
空气热湿处理及输配实验报告指导教师：简毅文实验组员：彭艺媛赵河山刘东浩李自东吕孟天宇陈建婷王新如刘景东阿布空气热湿处理及输配实验指导书一.实验目的：1. 加深了解和掌握几种空气热湿处理的基本原理和方法；2. 了解和认识霍尼韦尔—艾顿楼宇自控系统的监测功能。
二.实验装置：（见附图）图2 楼控系统操作界面图三.实验原理：由于温差和水蒸气分压力差的存在，空气与水接触时，根据水温不同，可能仅发生显热交换，也可能既有显热交换又有潜热交换，即同时伴有质交换。
空气处理设备中的表冷器就是根据上述的原理对流经的空气进行热湿处理，当空气与有限水量接触时，空气的状态和水温都会改变，如图3的焓湿图所示，空气由状态1点变化到状态2点，水温由1w t 上升到2w t 。
表冷器热湿处理的性能采用全热交换效率和通用热交换效率两个参数评价，它们受到风量、水量以及设备结构特性的影响。
全热交换效率：11221w s w s t t t t E ---= 通用热交换效率：1112'1s s t t t t E ---= 水蒸气与空气混合可以实现空气的加湿，湿膜加湿器是其中一种加湿装置。
湿膜加湿原理：当水箱中的水输送到加湿器顶部的淋水器，水均匀地淋到湿膜的顶部，淋水器确保水均匀分配到湿膜材料上，水沿湿膜材料向下渗透，淋湿湿膜内部的所有层面，同时被湿膜材料吸收，形成均匀的水膜．当干燥的风通过湿膜材料时，干燥的空气和湿润的湿膜表面有较大面积的接触，从而达到较大的水份蒸发量。
大量水分子随风送入需加湿的空间，使空气的湿度增加，从而达到加湿的目的。
四.实验步骤：1、认真阅读实验目的、实验原理和安全注意事项。
2、调整冷热源机房内总供、回水管的阀门，确保通过空调机组表冷器的供、回水管阀门的开启。
3、启动运行风机：a. 打开强电箱，合上总开关及风机的空气开关；b. 检查风机手/自动开关是否处于手动状态；c. 按强电控制箱上“风机”下的绿键，然后按强电箱中变频器上的“RUN ”键，通过变频器上的旋扭来调整风机频率至40Hz ，按“STOP ”键停止变频器。
空气的热湿处理
空气的热湿处理为了使空调房间送风的热、湿度达到要求，在空调系统中必须有相应的热湿处理设备，通过各种处理方法（如对空气的加热或冷却、加湿或减湿），满足所要求的送风状态。
在空调工程中，用喷淋水处理空气得到广泛应用，尤其是对于大型的生产性空调，要求相对温度严格的场合。
喷水室中水和空气直接接触，热湿交换率高；空气被洗涤净化；只要适当改变水温，就能对空气进行加热、加湿或降温、减湿处理。
1、水和空气的热湿交换过程空气与水之间热湿交换规律所谓喷水室处理空气，是用喷嘴将不同温度的水喷成雾状水滴使空气与水之间产生强烈的热、湿交换，从而达到一定的处理效果。
在喷水室中，由于喷嘴的作用布满了无数小水滴。
现取一滴水进行分析，如图1所示。
由于水滴表面的蒸发作用，在水滴表面形成一层空气薄层。
不论是空气中的汽分子，还是水滴表面饱和空气层中的水汽分子，都在作不规则运动，空气中的水分子有的进入饱和空气层中，饱和空气层中的水汽分子有的也跳到空气层中去。
若饱和空气层中水汽压力大于空气中的水汽压力，由饱和空气层跳进空气中的水汽分子，多于由空气跳进饱和空气层中的水汽分子，这就是水分蒸发现象，周围空气被加湿了。
相反，如果周围空气跳到水滴表面饱和空气层中水汽分子，多于从饱和空气层中跳到空气中的水汽分子，这就是水汽凝结现象，空气被干燥了。
这种由于水蒸气压力差产生的蒸发与凝结现象，称为空气与水的湿交换。
图1 空气与水的热湿交换2、空气与水直接接触时的状态变化过当空气流过水滴表面是时，把水滴表面饱和空层的一部份饱和空气吹走。
由于水滴表面水汽分子不断蒸发，又形成新的饱和空气层，这样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。
如果喷水量无限大，水和空气接触时间又无限长，则全部空气都能达到饱和状态，并具有水的温度。
在图2中，O表示被处理空气的状态点，当用水喷淋空气时，随着水温不同，可以得到七种典型的空气状态变化过程。
（1）tsh＞tg水温度高于空气的干球温度,过程线为O-1.显然,空气状态变化的程线在等温线索年方,如果在过程线上任取一点表示处理后的空气状态点,可见处理后的空气温度、湿量、焓均增加。
第三章空气的热湿处理
第一节 空气热湿处理的途径 及使用设备的类型
（2）W→1→O 固体吸湿剂等焓减湿
1 W
表面式冷却器 等湿冷却 （3）W→O
O
L
液体吸湿剂减湿冷却
第一节 空气热湿处理的途径 及使用设备的类型
2、冬季（加热加湿）
（1）W′→L→O
4 5 O
喷水室喷热水 加热加湿
3
2
L′ L
加热器再热
W′
第一节 空气热湿处理的途径 及使用设备的类型
界层空气向主体空气传热；反之，则主体空气向边界 层空气传热。
第二节 空气与水直接接触时的 热湿交换
＊湿交换的推动力
主体空气与边界层空气之间的水蒸汽分压力差。
当边界层空气的水蒸汽分压力大于主体空气的水
蒸汽分压力时，水蒸汽分子由边界层向主体空气迁移 （蒸发）；反之，则水蒸汽分子由主体空气向边界层 迁移（凝结）。
A
1
2
3
t w1 t w t w t w2
t w1
(a)顺流 t w1 t l (b)逆流 t w1 t l
(c)顺流 t w1 >t A
第二节 空气与水直接接触时的 热湿交换
3、实际条件下的状态变化过程
＊实际条件：空气与水的接触时间有限、水量也有限
＊状态变化过程：空气最终难以达到饱和状态。
二、喷水室的热工计算方法
1、喷水室的热交换效率
表示实际过程接近理想过程的程度。
（1）全热交换效率E
＊绝热加湿以外的其他处理过程： E 1 t s2 t w 2 t s1 t w1 t 2 t s2 ＊绝热加湿过程： E 1 t1 t ts1 定义式
第三节 用喷水室处理空气
空气的热湿处理[知识探索]
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后挡水板：使夹在空气中的水满分离出来，以减少空气 带走 的水量(过水量)。
风音书屋
10
（3）池底部接管
底池又和四种管道相连。这四种管道是：
(1) 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 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。 (2) 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 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可 将喷水室内、外空气隔绝，并使底池 水面维持一定高度。
以热水为热媒的空气加热器，管路的串、并联方式与表 冷器相同，但以蒸汽为热媒的空气加热器，其蒸汽管路与 各台换热器之间只能用并联，不能用串联。
表冷器垂直安装时务必要使肋片保持垂直。 表冷器的下面都应设置集水盘和泄水管。
风音书屋
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a:蒸汽管道与加热器并联
b\c:冷（热）水管道与冷 却器（加热器）并\串联。
未饱和空气
边界 层
水滴
边界层
(a)
水
(b)
空风气音与书屋水的热、湿交换
4
(a)敞开的水面 （b)飞溅的水滴
（二）空气与水直接接触时的状态变化过程
假想条件：和空气接触的水量无限大，接触 时间无限长。
结果是：热湿交换后全部空气都达到饱和 状态，并具有水的温度。
风音书屋
5
风音书屋
6
理想条件：空气与水的接触时间足够长，水量有限 结果是：热湿交换后全部空气都达到饱和状态， 水与空气的运动方向相同时（顺流），空气终温等于水终温 水与空气的运动方向相对时（逆流），空气终温等于水初温。 水温变化
实际工程中：空气与水的接触时间不够充分，而且 水量是有限的，空气的终状态往往达不到饱和，只 能达到ψ=95%左右。空风音气书屋 的终温与水存在温差7 。来自第三节 用喷水室处理空气
空气热湿处理过程与设备
空气热湿处理过程与设备简介空气热湿处理是一种用于改变空气中湿度和温度的技术过程，它在许多行业中得到广泛应用，包括空调、冷库、食品加工等。
本文将介绍空气热湿处理的基本原理和常用的设备。
空气热湿处理的原理空气热湿处理依赖于空气中的湿度和温度之间的关系，通过调整湿度和温度的变化来达到理想的条件。
常见的变化有加湿、除湿、加热和冷却等。
湿空气中的水蒸气压随着温度的升高而增加，当水蒸气压达到饱和蒸气压时，空气中的水蒸气开始凝结成水滴。
这就是加湿和除湿的基本原理。
加湿是将湿度较低的空气中加入水蒸气，以增加空气中的湿度。
常见的加湿方法有喷雾加湿、湿帘加湿和蒸发加湿等。
这些方法通过将水蒸气直接混入空气中，以增加空气中的湿度。
除湿则是将湿度较高的空气中的水蒸气除去，以降低空气中的湿度。
常见的除湿方法有冷凝除湿、吸湿剂除湿和改变空气流动等。
这些方法通过降低空气温度或吸收空气中的水分，以减少空气中的湿度。
加热和冷却是调节空气温度的方法，它们可以与加湿和除湿一起使用，以达到理想的空气热湿条件。
常用的空气热湿处理设备空调系统空调系统是一种常见的空气热湿处理设备，它通过冷却和加热空气，调节空气的温度和湿度。
空调系统由压缩机、冷凝器、蒸发器和风扇等组成。
压缩机将制冷剂压缩成高压气体，然后通过冷凝器将高压气体冷却成液体，并释放出热量。
冷凝器中的液体制冷剂进一步通过蒸发器蒸发，吸收空气中的热量，从而降低空气温度。
蒸发器中的湿润空气经过风扇的吹送，达到加湿的效果。
除湿设备除湿设备是一种非常有效的空气热湿处理设备，它能够将高湿度的空气中的水分除去，以降低空气湿度。
常见的除湿设备包括冷凝式除湿机、吸湿剂除湿器和湿帘除湿器等。
冷凝式除湿机通过冷凝制冷原理，将湿空气中的水蒸气冷凝成水滴，并排放到外部。
吸湿剂除湿器则通过吸附剂吸收空气中的水分，从而降低湿度。
湿帘除湿器则通过水的蒸发来降低空气湿度。
加湿设备加湿设备用于增加空气中的湿度，以改善空气质量和舒适度。
第三章空气的热湿处理
度的指示剂。
4.5空气除湿处理方法及设备
(2)吸收式固体吸湿剂
又称为固体液化吸收剂，主要有氯化钙、五氧化二磷(又称为磷 酸酐)、氢氧化钠(又称为苛性钠)、硫酸铜(又称为蓝矾)及氯化 锂。
特点 这类固体吸湿剂吸收水分后，本身也变成了含有多个结晶水的
空气热湿处理的各种途径
4.5空气除湿处理方法及设备
方案二
用固体吸湿剂把室外空气 沿等焓线减湿处理到1点， 然后用表冷器等湿冷却到 送风状态点O，如图中的 W→1→O过程。
方案三
用液体吸湿剂直接把室外 空气从W点处理到送风状态 点O，如图中的W→O过程。
空气热湿处理的各种途径
4.5空气除湿处理方法及ห้องสมุดไป่ตู้备
吸湿区 再生区
4.5空气除湿处理方法及设备
工作原理
转轮旋转时，需要除湿处理的空气由转轮一侧进入吸湿区， 其所含水蒸气即被处于这个区域中的吸湿材料吸收或吸附， 使空气得到干燥。与此同时，经过再生加热器加热的高温空 气(再生空气)由转轮的另一侧进入转轮的再生区，将处于这 个区域内的吸湿材料所含的水分吸出、带走。
4.5空气除湿处理方法及设备
转轮的种类 (按采用的吸湿材料分)
① 氯化锂转轮——将吸湿剂(氯化锂和氯化锰共晶体) 和保护加强剂(无机胶料聚合铝)的混合物通过浸渍 式涂布均匀地嵌固在吸湿载体(石棉纸)的表面。
② 硅胶转轮——把硅胶以化学反应方式附着在波纹状 介质上。与氯化锂转轮相比，硅胶转轮具有强度高 ，不会腐蚀，可以清洗等优点，但是价格较昂贵。
方案，换到另一种情况下或另一个地区可能就不是最好的。
③ 分子筛转轮
4.5空气除湿处理方法及设备
空气的热湿处理设备介绍
空气的热湿处理设备介绍1.空调系统：空调是最常见的空气热湿处理设备之一、它通过冷却和加热空气来调节室内温度，同时通过除湿和加湿来调节室内湿度。
空调系统通常由室内机、室外机和管道系统组成。
2.加湿器：加湿器是一种专用于增加室内湿度的设备。
它通过蒸发、超声波振动或加热方法将水蒸汽释放到空气中，以增加室内的相对湿度。
加湿器适用于干燥的气候和季节，可以提高室内空气质量并缓解干燥的皮肤、喉咙和鼻腔。
3.除湿器：除湿器是一种专用于去除室内过多湿度的设备。
它通过冷凝、吸附或膜分离等方法将水蒸汽从空气中去除，以降低室内的相对湿度。
除湿器适用于湿度过高的气候和季节，可以防止霉菌生长、木材结构腐败，并改善室内空气质量。
4.能量回收设备：能量回收设备是一种可以回收和重复利用室内空气中的能量的设备。
它通过热交换技术将室内废弃热量转移到新鲜空气中，以减少能源消耗和节省费用。
能量回收设备可以用于空调系统、通风系统和制冷系统中。
5.通风系统：通风系统是一种可以调节室内空气质量和温湿度的设备。
它通过排除污染物、调节新鲜空气的进入和废气的排放来实现。
通风系统可分为自然通风和机械通风两种类型，机械通风系统通常配备有过滤设备和空气处理设备，可以在更多的环境条件下提供较好的室内空气质量。
6.空气净化器：空气净化器是一种可以去除室内空气中的污染物、异味和细菌的设备。
它通过过滤、吸附、电离、紫外线杀菌等方法来改善室内空气质量。
空气净化器适用于需要提高室内空气卫生状况的地方，如办公室、医院和家庭。
总结起来，空气的热湿处理设备包括空调系统、加湿器、除湿器、能量回收设备、通风系统和空气净化器。
这些设备有助于调节室内温湿度、改善空气质量和提供舒适的居住环境。
在选择和使用这些设备时，需要考虑具体的气候条件、场所需求和能源效率等因素。
第三章空气的 热湿处理
0
pq2 pq4
pq6
水蒸汽分压力Pa 水蒸汽分压力
t6=tA t4=ts t2=tl
A
前提：水温不变，水量无限大，接触时间无限长 前提：水温不变，水量无限大，
七种典型的空气状态变化过程
水温特点 T或QX D或Qq 减 不变 增 增 增 增 增 i或QX 减 减 减 不变 增 增 增
A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7
α σ −γ
( t − t b)
(a )
空气失去的显热又以潜 热的形式回到空气中， 则对湿空气而言： γ（d b − d) = c p ( t − t b) ⇒ db − d = cp
γ
( t − t b)
( b)
比较以上两式可得：
α = cp σ
应用？ 应用？
三、空气与水直接接触时的状态变化过程（理想条件） 空气与水直接接触时的状态变化过程（理想条件）
dW = σ（d - db）dF σ（
σ—空气与水表面间按水蒸汽含湿量差计算的 湿交换系数，单位kg/m 湿交换系数，单位kg/m2s d—周围空气的含湿量，kg/kg干 周围空气的含湿量， db—边界层空气的含湿量，kg/kg干 边界层空气的含湿量，
潜热交换量： 潜热交换量：dQq = rdW = r σ（d - db） dF
tw<tl tw=tl
减 减
tl<tw< 减 ts tw=ts 减 ts<tw <t tw=tA tw>tA
减 不变 增
说明： 说明：
A-2 空气加湿与减湿的分界线：t>tb， 空气加湿与减湿的分界线： d=db，有显热交换，等湿冷却过程。 有显热交换，等湿冷却过程。 A-4 空气增焓与减焓的分界线： 空气增焓与减焓的分界线：空气沿等 湿球温度线变化而加湿，即等焓加湿过程。 湿球温度线变化而加湿，即等焓加湿过程。 A-6 等温加湿过程，空气的潜热量增加， 等温加湿过程，空气的潜热量增加， 焓增大
学习子情景四：空气热湿处理
1
二、空气的加湿处理
（一）等温加湿： 1、蒸汽喷管和干蒸汽喷管 2、干蒸汽加湿器 3、电热式加湿器 4、电极式加湿器
1
任务三： 空气的其他热湿处理装置 与方法
• 一、 加热装置 • 裸线式电加热器： 优点：结构简单，热惰性小，加热速度快 缺点：在高温下易断丝漏电，安全性差，必 须有可靠的接地装置，并与风机连锁运行； 电阻丝表面温度高，粘附其上的杂质经烘 烤后会产生异味
无机填料玻璃纤维有机填料植物纤维金属填料铝箔无纺布填料木丝填料白杨树纤维1蒸气供给式加湿装置蒸气喷管干蒸气加湿器2蒸气发生式加湿装置电热式加湿器电阻式开式闭式电极式加湿器ptc蒸气加湿器红外线加湿器除湿装置热交换除湿冷冻除湿机固体吸湿剂除湿液体吸湿剂除湿1冷冻除湿机工作原理如右图冷冻除湿机制冷量为
学习子情景四：常用的空气处理设备（4 学时）
(08953-08965)
• 学习子情景单元一：常用的空气处理设备（4学时） • 任务一：喷水室（1学时） 任务二：表面式换热器（2学时） • 任务三：空气的其他热湿处理装置（1学时） • 学习子情景单元二：空气热湿处理的途径与方法（1学时） • 学习子情景单元三：装配式空调机组（1学时）
概述：热湿交换介质与热湿处理装置
计算类型
1.喷水室结构（选定后成为已 知条件） 2.喷水量W（或μ ） 3.喷水初、终温度(tw1、tw2) 1、空气的终状态(t2、ts2、i2、) 2、喷水终温tw2
校核 1、空气量G 计算 2、空气初状态（t1、ts1、i1 ） 3、喷水室结构 4、喷水量W（或μ ） 5、喷水初温tw1
六、双级喷水室的特点及热工计算
3.影响热交换的诸因素
（1）空气质量流速vρ ：
vρ=
空气热湿处理的基本过程
一、空气热湿处理的基本过程
㈠四个典型过程：
1．等湿加热过程
特点：温度升高，焓增加，含湿量不变；
措施：表面换热器、电加热器等；焓湿图：垂直向上，A→B；热湿比：+∞。
2．等湿冷却（干冷）过程
特点：温度降低，焓减少，含湿量不变；
措施：表面换热器等；焓湿图：垂直向下，A→C；热湿比：-∞。
3．等焓加湿过程
特点：温度下降，焓近似不变，含湿量增加。
措施：喷循环水。
焓湿图：近似沿等焓线向下，A→E。
热湿比：ε=4.19t s≈0 4．等焓减湿过程
特点：温度升高，焓近似不变，含湿量降低；
措施：固体吸湿剂吸湿；焓湿图：沿等焓线向上，A→D；热湿比：ε≈0。
⒌等温加湿过程
特点：湿度增加、焓增加，温度基本不变；
措施：喷饱和蒸汽；焓湿图：沿等温线向右，A→F。
⒍冷却干燥过程
特点：温度、湿度、焓均减少；
措施：喷水室或表冷器低于空气露点温度接触空气；焓湿图：向左下，A→G；。
空气的热湿处理设备简介
空气的热湿处理设备简介
热湿处理设备是一种用于控制空气湿度和温度的设备，通常用于工业生产环境和特定的实验室环境中。
这些设备可以通过加热、制冷、除湿和加湿等方式来调节空气的湿度和温度，以满足特定的生产或实验要求。
热湿处理设备通常包括空气处理单元、控制系统和传感器等组成部分。
空气处理单元通过加热或制冷空气来调节空气温度，同时通过除湿或加湿的方式来调节空气湿度。
控制系统可以监测空气湿度和温度，根据预设的参数来控制空气处理单元的运行，从而实现对空气湿度和温度的精确控制。
热湿处理设备的应用范围非常广泛，可以用于食品加工、制药生产、实验室研究、电子设备制造等各种领域。
在食品加工中，热湿处理设备可以帮助控制食品的干燥过程，提高生产效率和产品质量；在制药生产中，热湿处理设备可以为药品的生产和贮存提供稳定的环境条件；在实验室研究中，热湿处理设备可以为科学家们提供精确的实验环境，确保实验结果的准确性和可重复性。
总的来说，热湿处理设备在许多领域都发挥着重要作用，帮助生产和实验过程中实现精确的空气湿度和温度控制。
随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，热湿处理设备的功能和性能也在不断提升，为各行各业提供更加便捷和高效的空气处理解决方案。
空气调节技术课件：第五章 空气的热湿处理
第一节 空气热湿处理的途径和设备
一. 空气热湿处理的途径 夏季工况 1.W L O 2.W O 3.W 1 O 冬季工况
1
4
O'
N
W
O
3
2
L
W'
1.W' 2 L O' 2.W' 3 L O' 3.W' 4 O' 4.W' L O'
二. 空气热湿处理设备 热湿交换设备:空气与其它介质进行热湿交换的设备。
水温不变
空气与水接触的时间无限长 空气达到饱和，等于水温
在假想条件下，随着水温不同，可以得到七种典型的空气状态 变化过程。
A1 tw<tl d>db 减湿冷却 A6 tw=t
Qx<0 Qq<0 Qz<0
Qx=0
A2 tw=tl d=db Qx<0 Qq=0
A3 tl < tw<ts d<db
等湿冷却 A7 Qz<0 减焓加湿
实践证明，在一定的范围内加大喷水系数可增大热交换效 率系数和接触系数。此外，对不同的空气处理过程采用的 喷水系数也应不同。喷水系数的具体数值应由喷水室的热 工计算决定。
➢喷水室结构特性的影响
喷水室的结构特性主要是指喷嘴排数、喷嘴密度、排管间距、 喷嘴型式、喷嘴孔径和喷水方向等，它们对喷水室的热交换
( 2 ）喷嘴密度：每 m2喷水室断面上布置的单排喷嘴个数叫 喷嘴密度。实验证明，喷嘴密度过大时，水苗互相叠加， 不能充分发挥各自的作用。喷嘴密度过小时，则因水苗不 能覆盖整个喷水室断面，致使部分空气旁通而过，引起热 交换效果的降低。实验证明，对 Y-1 型喷嘴的喷水室，一般 以取喷嘴密度为 13~24 个/( m2·排）为宜。当需要较大的喷 水系数时，通常靠保持喷嘴密度不变，提高喷嘴前水压的 办法来解决。但是喷嘴前的水压也不宜大于0.25MPa （工 作压力）．为防止水压过大，此时则以增加喷嘴排数为宜。
空气调节空气的热湿处理途径及设备
W
1
O
液体吸湿剂减湿
W
O
1 N
O
L
W =100%
二、冬季空气热湿处理途径
5
N
4
t0 O
io
3
=100%
2
L
W’
加热器预热
W’
喷蒸汽加湿
2
加热器再热
L
O
加热器预热
喷水室绝热加湿
加热器再热
W’
3
L
O
加热器预热
喷蒸汽加湿
W’
4
O
喷水室喷热水加热 加热器再热
W’
L
O
加热器加热
W’
部分喷水室 内绝热加湿
E 1 ts2 tw2 ts1 tw1
喷水室的通用热交换效率E’：只考虑空气侧的状态变化
E 1 t2 ts2 t1 ts1
掌握两个效率的推导过程
空气断面质量流速v
v G
3600 f
喷水系数：
W
G
（2）喷水室效率的经验公式
E Av m n E Av m n
第五讲 空气的热湿处理途径及设备
空调与制冷技术
本章主要内容
空气热湿处理途径 空气热湿处理设备种类 空气与水直接接触时的热湿交换原理 喷水室 表面式换热器 空气的加湿减湿设备
第一节 空气的热湿处理途径
一、夏季空气热湿处理途径
表冷器冷却减湿 加热器加热
W
L
O
固体吸湿剂减湿 表冷器减湿
泄水管：为了检修、清洗和防冻等目的，在底池的底 部需设泄水管
3、影响喷水室效率的主要因素
喷水室断面空气质量流速，推荐 v=2.5~3.5kg/m2.s
空气与水直接接触时的热湿交换介绍
＊缺点
对水质要求高； 占地面积大； 水泵耗能大。
一、喷水室的构造和类型
1、喷水室的构造 ＊喷嘴：使水雾化成液滴 ＊喷水排管：布置喷嘴 ＊前挡水板：挡水、使进风均匀
＊后挡水板：分离空气中夹带的水滴、减少过水量
＊管道系统：供水管、循环水管、补水管、溢水管、
泄水管
＊其他：水泵、底池、滤水器、溢水器等。
普通卧式单级喷水室
计算方法及步骤
（1）计算类型
＊设计性计算
对既定的空气处理过程，选择满足要求的喷水室。 已知：空气量G、空气的初终状态（ t1 , t s1 ）、（ t 2 , t s2 ） 计算内容：喷水室结构、喷水量W（或喷水系数 ）、
水的初终温 t w1、t w2。
＊校核性计算
对结构一定的喷水室，校核其处理能力。
常用范围： 2.5~3.5kg/(m2.s). 2.喷水系数 定义：处理每kg空气所用的水量， W / G
增大，则η 1、η 2增大，但水泵的能耗也会增大。
（3）喷水室的结构特性
＊喷嘴排数
热交换效果双排比单排好，三排与双排差不多，
因此常用双排喷嘴。 ＊喷嘴密度 喷嘴密度过大，水苗叠加；过小，水苗不能覆盖 整个喷水室断面，使部分空气旁通。
层空气传热。
＊湿交换的推动力 主体空气与边界层空气之间的水蒸汽分压力差。 当边界层空气的水蒸汽分压力大于主体空气的水 蒸汽分压力时，水蒸汽分子由边界层向主体空气迁移 （蒸发）；反之，则水蒸汽分子由主体空气向边界层 迁移（凝结）。
当空气与水在一个微小表面dF(m2)上接触时， 显热交换量将是：
dQx (t tb )dF
已知：空气量G、空气的初状态（ t1 , t s1）、喷水室结
第十章空气的热、湿处理过程及空调设备
和三甘醇（C6H14O4）等。
（4）固体吸湿剂吸附减湿： 固体吸湿剂的吸附原理因吸湿材料的不同而不同：
（3）等焓加湿器：滴下浸透气化式加湿器
（4）局部补充加湿器
直接向房间喷水的一种加湿方法。通常采用压缩空气喷雾 装置或电动喷雾机来作为局部补充加湿设备。 局部补充加湿过程与喷循环水加湿过程一样，空气的内热能 变化很小，可以近似地看成是等焓加湿过程。
其他等焓加湿器：超声波加湿器
二．空气除湿设备
A-5：ts＜tw＜tA 降温、增焓、加湿过程 等温、增焓、加湿过程 升温、增焓、加湿过程 降温与升温的分界线
在水量无限大、接触时间无限长的理想状态下，流 经喷水室的全部空气都能达到100%饱和状态，并具有喷 淋水的温度。事实上，空气的最终相对湿度只能达到 90~95%，习惯上称这一空气状态为“机器露点”。
时；
减湿冷却过程：表冷器表面温度低于空气的露点温度 时。 表冷器与空气加热器一样，可以单独使用，也可以按 气流流动方向并联或串联：
并联：当处理空气量大时，应采用并联；
串联：要求空气温升（或温降）大时，应采用串联
注意：并联的表冷器，冷水管路也应并联；串联的表冷 器，冷水管路也应串联。
每台表冷器的下面都应设置集水盘和泄水管。
特制的金属套管中，中间填充结晶氧化镁做绝缘材
二、空气冷却器
1．表面式空气冷却器
表面式空气冷却器简称表冷器，其结构与表面式空
气加热器一样，只是传热管中流通的不是热水或蒸汽， 而是由制冷机提供的低温冷媒水。
根据冷媒水的温度不同， 表面式空气冷却器可以实现 对空气的2种处理过程： 等湿冷却过程：表冷器表面温度高于空气的露点温度
根据喷水温度的不同，可以实现对空气的7种处理过：
空气的热湿处理课件
05
热湿处理对环境的 影响
能耗与碳排放
能耗
热湿处理过程中需要消耗大量能源， 如电、燃气等，导致能源消耗增加。
碳排放
热湿处理设备运行过程中会产生二氧 化碳等温室气体，对环境造成负面影 响。
对室内环境的影响
温度
热湿处理设备能够调节室内温度，保持适宜的室内温度，提 高居住舒适度。
湿度
通过热湿处理设备可以调节室内湿度，避免室内过于干燥或 潮湿，有利于人体健康。
自动化控制系统
通过自动化控制系统，实现空气处理过程的自动调节和控制。
人工智能技术
利用人工智能算法，优化控制策略，提高系统自适应和学习能力。
新材料与新技术的应用
新材料
采用新型的高导热、高强度材料，提高设备性能和寿命。
新工艺
采用新型的加工工艺，提高设备制造精度和可靠性。
新型过滤材料
采用新型的过滤材料，提高空气过滤效果和延长过滤器寿命。
处理方案
采用组合式空气处理机组，包 括过滤、加热、加湿、冷却等 功能，以满足不同季节和生产 需求。
效果评估
经过处理后的空气质量明显提 升，生产效率和员工满意度得
到提高。
某办公楼的空调系统
办公楼简介
某高端写字楼，入驻多家知名企业和 机构。
处理需求
办公楼内需要提供舒适、健康的空气 环境，以满足员工和客户的需求。
02
空气热湿处理的设 备
空气加热器
红外线辐射式空气加热器
利用红外线辐射原理，将电能转化为 热能，直接加热经过的空气。
燃气式空气加热器
利用燃气燃烧产生的热量加热经过的 空气，适用于需要大量热风的场所。
电热式空气加热器
通过电热元件加热空气，通常采用 PTC陶瓷加热元件，具有安全、高效 、节能的优点。
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3.A-6过程
在上述假想条件下，用温度等于空气干球温度 的水与空气直接接触，便可实现A-6过程。这 时，由于t=tb，所以空气的显热量不发生变 化。。但是，由于d＜db,说明空气将被加湿， 空气的潜热量将增加。结果，空气的状态变化 是等温加湿过程。
2、理想条件下的状态变化过程 ＊理想条件：空气与水的接触时间足够长、但水量有 限。 ＊状态变化过程：水温发生变化，全部空气都能达到 饱和状态，且空气终温等于水终温（或水初温）。
和湿交换同时发生的潜热交换量是：
d Q q rd W r (d d b)d F
式中 r—温度为tb时水的汽化潜热，J/kg 因为总热交换量 dQz dQxdQq，于是，有
下式：
d Q z ( t tb ) r ( d d b )d F
二、空气与水直接接触时的状态变化过程 1、假想条件下的状态变化过程 ＊假想条件：与空气接触的水量无限大、接触时间无 限长。 ＊状态变化过程：水温不变，全部空气都能达到饱和 状态，且空气终温等于水温。
dQx(ttb)dF
式中 α—空气与水表面的显热换热系数， W/(m2.℃）； t—周围空气的温度，℃； tb—边界层的空气温度，℃。
湿交换量是：
dW D(CC b)dF
式中 αD—空气与水表面之间按水蒸气分子浓度 差计算的湿交换系数，m/s； C—周围空气中水蒸气分子浓度，kg/m3； Cb—边界层空气中水蒸气分子浓度，kg/m3.
湿膜加湿器 超声波加湿器 液体吸湿剂装置
表面式热湿 空气加热器 处理设备 空气冷却器
第二节 空气与水直接接触时 的热湿交换
一、空气与水直接接触时的热湿交换原理
未饱和空气
未饱和空气
边界层
水滴
边界层
水
空气与水的热、湿交换
(a)敞开的水面 （b)飞溅的水滴
＊热交换的推动力 主体空气与边界层空气之间的温差。 当边界层空气的温度高于主体空气的温度时，边
2.A-4过程
在上述假想条件下，以温度等于空气湿球温度 的水与空气直接接触，便可实现A-4过程。这 时，空气的终状态将变成该空气的湿球温度状 态。然而由于等湿球温度线与等焓线非常接近， 所以也可说空气的状态变化为等焓加湿或绝热 加湿过程。因此，总热交换量为0.但是，由于 t＞tb和d＜db，说明还存在着显热交换和潜热 交换。所以，空气状态的变化是等焓加湿过程。
0
p2 p4 p6
水蒸气分压力（Pa)
t6 = tA
t4= ts
t2= tl
Φ=100%
A
7
6
5 4 3
2
1
空气与水直接接触时各种过程的特点
tw tl tw tl tl <tw ts tw =ts ts <tw <tA tw =tA tw >tA
1.A-2过程
在上述假想条件下，以温度等于空气露点温度 的冷水与空气直接接触，便可实现A-2过程。 这时，尽管空气与水接触，但是由于d=db，所 以湿交换量dW=0，空气既未加湿，也未减湿。 但是由于t＞tb，所以存在显热交换，空气将 向水传热而使空气温度下降。结果，空气状态 的变化是等湿冷却过程。
空气的热湿处理、方法和处理 装置
第一节 空气热湿处理设备的类型； 第二节 空气与水直接接触时的热湿交换； 第三节 用喷水室处理空气； 第四节 用表面式换热器处理空气； 第五节 空气的其它热湿处理方法； 第六节 空气的其它热湿处理装置；
➢ 基本要求： 1、了解空气热湿处理的途径和设备。 2、掌握用喷水室处理空气的原理、特点及热工计算方 法； 3、掌握用表面式换热器处理空气的原理、特点及热工 计算方法； 4、了解空气的其他热湿处理方法和设备。
＊缺点 对水质要求高； 占地面积大； 水泵耗能大。
一、喷水室的构造和类型 1、喷水室的构造 ＊喷嘴：使水雾化成液滴 ＊喷水排管：布置喷嘴 ＊前挡水板：挡水、使进风均匀 ＊后挡水板：分离空气中夹带的水滴、减少过水量 ＊管道系统：供水管、循环水管、补水管、溢水管、 泄水管 ＊其他：水泵、底池、滤水器、溢水器等。
2、喷水室的类型 ＊卧式喷水室、立式喷水室 ＊单级喷水室、双级喷水室 ＊低速喷水室、高速喷水室 ＊带旁通的喷水室、带填料层的喷水室
界层空气向主体空气传热；反之，则主体空气向边界 层空气传热。
＊湿交换的推动力 主体空气与边界层空气之间的水蒸汽分压力差。 当边界层空气的水蒸汽分压力大于主体空气的水
蒸汽分压力时，水蒸汽分子由边界层向主体空气迁移 （蒸发）；反之，则水蒸汽分子由主体空气向边界层 迁移（凝结）。
当空气与水在一个微小表面dF(m2)上接触时， 显热交换量将是：
dQ z[ttbrbddb]dF [Cpttbrbddb]dF
Cp1.01 1.8d 4
r b 25 1 .8 0 tb 4 4 0 .1 tb 9 1 .8 0 tb4 0
dzQ iibdF
第三节 用喷水室处理空气
＊优点 能实现多种空气处理过程（7种） ； 具有一定的空气净化能力； 金属耗量少，容易加工。
第一节 空气热湿处理设备的类型
空气流经热湿交换 介质表面 介质与空气直接接触
热湿交换设备
将热湿交换介质喷 淋到空气中间
介质不与空气直接接触
热湿交换在设 备金属表面进 行
空气热湿处理设备的类型
介质：水、水蒸汽、制冷剂、液体和固体吸湿剂
热湿处 理设备
接触式热湿 处理设备
喷水室
蒸汽加湿器 高压喷雾加湿器
dQx =dQq
(t tb)d F = r(d b d )d F
1r(dbd)1cp(ttb)
/ =cp 即热交换系数与湿交换系数之比为常数。也适用
于其他过程。
适用条件：在给定雷诺准则Re条件下，质交换的施米特准则 Sc与热交换的普朗特准则Pr数值相等，且边界条件的数学表达 式也完全相同时，此时反映对流热交换过程强度的努谢尔特准 则Nu及反映对流质交换过程强度的宣乌特准则Sh才相等。 绝热加湿、冷却干燥、等温加湿、加热加湿等过程
3、实际条件下的状态变化过程 ＊实际条件：空气与水的接触时间有限、水量也有限 ＊状态变化过程：空气最终难以达到饱和状态。
实际变化过程不为直线，但工程中只关心初终状 态，可以用连接初终状态的直线来表示空气的变化过 程。
三、刘伊斯关系式及其应用 刘伊斯关系式
绝热加湿过程，空气失去的显热=水分蒸发需要的潜热：