3第三章 空调热湿处理解析
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一、空气与水直接接触时的热湿交换原理 空气通过敞开的水表面或将水喷到空气中，水就与空气发生热 湿交换，总热交换=显热交换+潜热交换。 显热交换：温差导热、对流、辐射； 潜热交换（质交换、湿交换）：水蒸汽压差 凝结、蒸发。
未饱和空气 边界层 水滴 未饱和空气 边界层
(a)
(b) 水 图3—2 空气与水的热、湿交换 (a)敞开的水面 （b)飞溅的水滴
Air Conditioning----Chapter 3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、适用条件与适用过程 质交换的Sc=热交换的Pr 质交换的Sh=热交换的Nu 适用过程：绝热加湿，冷却干燥，等温加湿，加热加湿等。 3、总热交换 dQz=dQx+dQq=[(t-tb)+r(d-db)]df=[cp(t-tb)+r(d-db)]df 考虑水分蒸发或凝结时的水的液体热的转移，令： cp=1.01+1.84d，r=iq=2501+1.84tb 代入上式得：dQz=(i-ib)df
Air Conditioning----Chapter 3
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实际上，空气与水的接触时间是有限的，因此，空气终状态难 以达到饱和。 在实际工程中，用空气的初终状态连线来表示空气的变化过程。
Air Conditioning----Chapter 3 三、热、湿交换的相互影响及同时进行的热湿传递过程 1、刘伊斯关系式的推导 对于绝热加湿过程，在dF接触面上，空气传给水面的显热量 等于水面水分蒸发所需要的潜热量： (t-tb)df=r(d-db)df db=/r(t-tb) 对于Gkg/s的湿空气本身而言,空气失去的显热等于水分带来 的潜热： Gr(d-db) =Gcp(t-tb) db=cp/r(t-tb) 由上可得：/=cp，此即为刘伊斯关系式，它表明对流热交 换系数与对流质交换系数之比为常数。
dQx+dQq＝Wc· dtw
Air Conditioning----Chapter 3 二、空气与水直接接触时的状态变化过程 空气与水直接接触时，水表面形成的饱和空气边界层与主 流空气之间通过分子扩散和紊流扩散，使边界层的饱和空气与 主流空气不断混掺，从而使主流空气状态发生变化。因此，空 气与水的热湿交换过程可以视为主流空气与边界层空气不断混 合的过程。 在假想的条件下（假定水面无限大，接触时间无限长）， 全部空气都能达到饱和状态，且空气终状态温度与水温相等。 在理想条件下（接触时间足够长，但水量有限），空气终状态 达到饱和，且空气终温等于水温，但水温发生变化。
Air Conditioning----Chapter 3
由此可见，可以通过不同的途径，即采用不同的空气处理方案 而得到同一种送风状态。至于究竟采用哪种途径，则须结合各种空 气处理方案及使用设备的特点，经过分析比较才能最后确定。
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二、空气热湿处理设备的类型
Air Conditioning----Chapter 3
喷淋排管
Air Conditioning----Chapter 3
玻璃丝盒喷水室
Air Conditioning----Chapter 3
1、喷嘴
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Y—1型离心喷嘴， 除Y—1型外，在我国还出现了BTL—1型、 FL型、ZK型 和JN型等喷嘴。它们的喷水性能较Y—I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。喷水方向根 据与 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。
空气热湿处理设备
介质 直 接 接 触 式 类型 其它 固 体 吸 湿 装 置
水
水 蒸 汽
液 体 吸 湿 剂
制 冷 剂
表 面 式
混 合 式
电 加 热 器
喷水室，蒸汽加湿器， 局部加湿器，液体吸湿装置
空气加热器，空气冷却器
Air Conditioning----Chapter 3
第二节 空气与水直接接触时的热湿交换
Air Conditioning----Chapter 3
第一节 空气热湿处理的途径及使用设备的类型
一、空气热湿处理的途径
在I-D图上分析可知， 在空调系统中，为得到同一 送风状态点可以有不同的空 气处理途径。以完全使用室 外新风的空调系统为例，将 室外空气处理到送风状态点 的方案如图。 夏季处理方案有三种， 冬季有五种。各种方案是由 简单的空气处理过程组合而 成。
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第三节 用喷水室处理空气
一、喷水室的构造和类型
1、构造 （1）喷嘴：使水流雾化（2）排管：布置喷嘴，一~四排 （3）挡水板（前、后）： 前：均流与挡水，后：分离水滴与空气，减少过水量 （4）外壳 （5）底池 （6）管道系统：供水管，循环水管，溢流管，补水管，泄水 管 （7）水泵 2、类型 （1）卧式，立式（2）单级，双级（3）低速，高速 （4）带旁通，带填料
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第三章 空调热湿处理设备
第一节 空气热湿处理的途径及使用设备的类型 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 空气的其它加热加湿方法 第六节 空气的其它减湿方法
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Air Conditioning----Chapter 3
质交换以层流分子扩散（水表面饱和空气层）和紊流脉动 扩散（饱和空气层空气）两种形式进行，形成对流质交换。 当空气与水在一微元面积df上接触时，空气温度变化为dt， 含湿量变化为d(d)，空气与水之间发生热湿交换： 显热交换：dQX=Gcpdt=(t-tb)df 湿交换：dW=Gd(d)=(Pq-Pqb)df=(d-db)df 潜热交换：dQq=rdW=r(d-db)df 总热交换：dQz=dQx+dQq=[(t-tb)+r(d-db)]df 若水温变化为dtw，则总热交换量为：dQz=Wc· dtw 在稳定工况下，空气与水之间热交换量是平衡的。
未饱和空气 边界层 水滴 未饱和空气 边界层
(a)
(b) 水 图3—2 空气与水的热、湿交换 (a)敞开的水面 （b)飞溅的水滴
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2、适用条件与适用过程 质交换的Sc=热交换的Pr 质交换的Sh=热交换的Nu 适用过程：绝热加湿，冷却干燥，等温加湿，加热加湿等。 3、总热交换 dQz=dQx+dQq=[(t-tb)+r(d-db)]df=[cp(t-tb)+r(d-db)]df 考虑水分蒸发或凝结时的水的液体热的转移，令： cp=1.01+1.84d，r=iq=2501+1.84tb 代入上式得：dQz=(i-ib)df
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实际上，空气与水的接触时间是有限的，因此，空气终状态难 以达到饱和。 在实际工程中，用空气的初终状态连线来表示空气的变化过程。
Air Conditioning----Chapter 3 三、热、湿交换的相互影响及同时进行的热湿传递过程 1、刘伊斯关系式的推导 对于绝热加湿过程，在dF接触面上，空气传给水面的显热量 等于水面水分蒸发所需要的潜热量： (t-tb)df=r(d-db)df db=/r(t-tb) 对于Gkg/s的湿空气本身而言,空气失去的显热等于水分带来 的潜热： Gr(d-db) =Gcp(t-tb) db=cp/r(t-tb) 由上可得：/=cp，此即为刘伊斯关系式，它表明对流热交 换系数与对流质交换系数之比为常数。
dQx+dQq＝Wc· dtw
Air Conditioning----Chapter 3 二、空气与水直接接触时的状态变化过程 空气与水直接接触时，水表面形成的饱和空气边界层与主 流空气之间通过分子扩散和紊流扩散，使边界层的饱和空气与 主流空气不断混掺，从而使主流空气状态发生变化。因此，空 气与水的热湿交换过程可以视为主流空气与边界层空气不断混 合的过程。 在假想的条件下（假定水面无限大，接触时间无限长）， 全部空气都能达到饱和状态，且空气终状态温度与水温相等。 在理想条件下（接触时间足够长，但水量有限），空气终状态 达到饱和，且空气终温等于水温，但水温发生变化。
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由此可见，可以通过不同的途径，即采用不同的空气处理方案 而得到同一种送风状态。至于究竟采用哪种途径，则须结合各种空 气处理方案及使用设备的特点，经过分析比较才能最后确定。
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二、空气热湿处理设备的类型
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喷淋排管
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玻璃丝盒喷水室
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1、喷嘴
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Y—1型离心喷嘴， 除Y—1型外，在我国还出现了BTL—1型、 FL型、ZK型 和JN型等喷嘴。它们的喷水性能较Y—I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。喷水方向根 据与 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。
空气热湿处理设备
介质 直 接 接 触 式 类型 其它 固 体 吸 湿 装 置
水
水 蒸 汽
液 体 吸 湿 剂
制 冷 剂
表 面 式
混 合 式
电 加 热 器
喷水室，蒸汽加湿器， 局部加湿器，液体吸湿装置
空气加热器，空气冷却器
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第二节 空气与水直接接触时的热湿交换
Air Conditioning----Chapter 3
第一节 空气热湿处理的途径及使用设备的类型
一、空气热湿处理的途径
在I-D图上分析可知， 在空调系统中，为得到同一 送风状态点可以有不同的空 气处理途径。以完全使用室 外新风的空调系统为例，将 室外空气处理到送风状态点 的方案如图。 夏季处理方案有三种， 冬季有五种。各种方案是由 简单的空气处理过程组合而 成。
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第三节 用喷水室处理空气
一、喷水室的构造和类型
1、构造 （1）喷嘴：使水流雾化（2）排管：布置喷嘴，一~四排 （3）挡水板（前、后）： 前：均流与挡水，后：分离水滴与空气，减少过水量 （4）外壳 （5）底池 （6）管道系统：供水管，循环水管，溢流管，补水管，泄水 管 （7）水泵 2、类型 （1）卧式，立式（2）单级，双级（3）低速，高速 （4）带旁通，带填料
Air Conditioning----Chapter 3
第三章 空调热湿处理设备
第一节 空气热湿处理的途径及使用设备的类型 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 空气的其它加热加湿方法 第六节 空气的其它减湿方法
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质交换以层流分子扩散（水表面饱和空气层）和紊流脉动 扩散（饱和空气层空气）两种形式进行，形成对流质交换。 当空气与水在一微元面积df上接触时，空气温度变化为dt， 含湿量变化为d(d)，空气与水之间发生热湿交换： 显热交换：dQX=Gcpdt=(t-tb)df 湿交换：dW=Gd(d)=(Pq-Pqb)df=(d-db)df 潜热交换：dQq=rdW=r(d-db)df 总热交换：dQz=dQx+dQq=[(t-tb)+r(d-db)]df 若水温变化为dtw，则总热交换量为：dQz=Wc· dtw 在稳定工况下，空气与水之间热交换量是平衡的。