潔凈空調(diào)系統(tǒng)加濕段技術(shù)應(yīng)用分析

陳明光

摘 要：潔凈空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)潔凈空調(diào)系統(tǒng)加濕段技術(shù)方式進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)例分析，以期促進(jìn)同行間的相互交流和借鑒。

關(guān)鍵詞：空調(diào)；加濕段；過(guò)濾器；自動(dòng)控制系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU831.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.148

潔凈空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)（對(duì)溫濕度要求不高，允許波動(dòng)范圍較大的凈化空調(diào)系統(tǒng)除外，它只由簡(jiǎn)單的空氣處理系統(tǒng)和控制器組成），包括對(duì)房間內(nèi)空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)的所有裝置，由空氣處理系統(tǒng)、水系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等構(gòu)成。空氣處理系統(tǒng)包括空氣處理裝置（組合式空調(diào)器）、送回風(fēng)管路、末端高效過(guò)濾器和潔凈室；水系統(tǒng)主要包括冷熱源機(jī)組、水泵、各種控制閥門(mén)、送回水管路；自動(dòng)控制系統(tǒng)包括各工況點(diǎn)位檢測(cè)傳感器、執(zhí)行器、各類(lèi)線(xiàn)纜、現(xiàn)場(chǎng)控制器、遠(yuǎn)程值班控制器等。

在空氣處理系統(tǒng)中，組合式空調(diào)機(jī)組是其主要設(shè)備。組合式空調(diào)機(jī)組一般由新風(fēng)段、混合段、初效段、表冷段、電加熱段、加濕段、風(fēng)機(jī)段、均流段、中效段、出風(fēng)段組成。以下就加濕段技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 加濕段技術(shù)方式比較

在組合式空調(diào)機(jī)組加濕段，常見(jiàn)的加濕方法有濕膜浸透蒸發(fā)加濕、噴水室自循環(huán)加濕、噴霧加濕、超聲波加濕、電加濕、噴蒸汽加濕等。

1.1 濕膜浸透蒸發(fā)式加濕器的工作原理

水從濕膜的頂部通過(guò)淋水器沿濕膜流下，使?jié)衲纳系较聺B透，均勻濕潤(rùn)，當(dāng)干燥的熱空氣流過(guò)濕膜表面，就會(huì)與濕膜中的水分進(jìn)行熱交換，水分受熱蒸發(fā)變成水蒸氣進(jìn)入空氣中，增加空氣濕度，從而使得干燥的熱空氣變?yōu)闈駶?rùn)空氣。濕膜材料是濕膜加濕器的核心，目前有4種材料，即有機(jī)濕膜、無(wú)機(jī)玻纖濕膜、鋁合金濕膜、不銹鋼濕膜。其優(yōu)點(diǎn)為潔凈、無(wú)噪聲，對(duì)空氣有洗滌、過(guò)濾作用；缺點(diǎn)為體積大，有機(jī)膜容易腐爛、滋生霉菌，無(wú)機(jī)膜易碎，安裝不方便，金屬膜吸水性差、造價(jià)高，直排水濕膜浪費(fèi)水。

1.2 噴水室自循環(huán)加濕器的工作原理

將噴水室的水用泵循環(huán)淋水加濕。可結(jié)合濕膜加濕或循環(huán)形成水簾加濕（用于精度要求不高場(chǎng)所）。其優(yōu)點(diǎn)為加濕量大、節(jié)水；缺點(diǎn)為控制精度不高，易滋生細(xì)菌。

1.3 噴霧加濕器的工作原理

采用各種物理方法使水霧化，并將其噴射到空氣中，使水與空氣充分接觸，迅速得到汽化而提高空氣的濕度。其優(yōu)點(diǎn)為應(yīng)用靈活、加濕量大，節(jié)能、安全、可靠；缺點(diǎn)為控制精度不高，易滋生細(xì)菌。

超聲波加濕是利用高效的超聲波振動(dòng)將水擊碎后形成微小顆粒（平均粒徑3～5 μm）的空氣加濕技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)為具有較高的水利用率和加濕飽和效率；缺點(diǎn)為價(jià)格昂貴，對(duì)水質(zhì)和維護(hù)保養(yǎng)的要求較高。

1.4 電加濕器的工作原理

電加濕器分為電極加濕器和電熱加濕器，其特點(diǎn)為利用電能直接產(chǎn)生蒸汽加濕，適于加濕量較小的系統(tǒng)。電極加濕器的工作原理為電極與水構(gòu)成電流回路，加熱水至沸騰產(chǎn)生蒸汽，通過(guò)調(diào)整電極加濕器的輸出功率可實(shí)現(xiàn)精度控制。該方法的優(yōu)點(diǎn)為應(yīng)用靈活、方便，不受電極結(jié)垢的影響，控制精度高、安全性高、性能穩(wěn)定；缺點(diǎn)為耗能大、維護(hù)成本高。

電熱加濕器的工作原理為利用電熱管對(duì)水加熱產(chǎn)生蒸汽，用可控硅調(diào)相技術(shù)實(shí)現(xiàn)精度控制。其優(yōu)點(diǎn)為應(yīng)用靈活方便，控制精度高；缺點(diǎn)是高耗能、易結(jié)垢，對(duì)水質(zhì)要求高，使用壽命短，某些情況下存在干燒的安全隱患。

1.5 噴蒸汽加濕工作原理

利用外部蒸汽源，經(jīng)汽水分離將不含凝結(jié)水的蒸汽導(dǎo)入機(jī)組內(nèi)空氣中實(shí)現(xiàn)加濕處理。其優(yōu)點(diǎn)為安裝簡(jiǎn)單、控制方便、調(diào)節(jié)精度高、加濕快、濕度均勻、潔凈、無(wú)噪聲，缺點(diǎn)為需要配套的蒸汽源。

綜上所述，濕膜浸透蒸發(fā)加濕、噴水室自循環(huán)加濕、噴霧加濕、超聲波加濕都是水與空氣直接接觸換熱蒸發(fā)加濕，屬于等焓加濕；電加濕和噴蒸汽加濕屬于等溫加濕。其他的加濕方式都屬于這兩種范疇，不再一一介紹。

2 加濕段改造應(yīng)用實(shí)例分析

至于采用何種加濕技術(shù)，可以根據(jù)加濕量大小、衛(wèi)生要求、控制精度和現(xiàn)有條件選用。實(shí)際上，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，有些加濕技術(shù)彌補(bǔ)了部分缺陷，得到了更好的應(yīng)用。特別是針對(duì)已有的潔凈空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行局部改造，可以發(fā)揮出更好的使用效果。

以我單位潔凈空調(diào)系統(tǒng)為例，加濕段原設(shè)計(jì)采用的是濕膜浸透蒸發(fā)加濕，因經(jīng)費(fèi)原因，配備的是國(guó)產(chǎn)紙基濕膜，實(shí)際使用效果很差，滲透不充分，加濕效率很低，水浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，膜上成片產(chǎn)生鈣化斑紋和霉菌。經(jīng)過(guò)比較分析，我們采用了氣水混合噴霧加濕進(jìn)行改造。將壓縮空氣與水經(jīng)噴嘴混合通過(guò)超細(xì)過(guò)濾后經(jīng)特制噴嘴霧化高速?lài)娚湓诩訚穸危纬晌⑿∷F粒子，與流動(dòng)的空氣進(jìn)行熱濕交換，吸收空氣中的熱量，汽化、蒸發(fā)，從而使空氣的濕度增加，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的加濕處理。噴霧粒徑越小，霧化程度越高，其表面積越大，與干熱空氣進(jìn)行熱濕交換的效率越高。其主要由2部分組成：①水量控制和氣量控制部分。包括水、氣電磁閥、止回閥、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、過(guò)濾器。②水預(yù)熱管和霧化噴頭。

采用該方式的原因?yàn)椋簼崈艨照{(diào)相對(duì)濕度要求為60±15%，控制精度要求不高；加濕量約30 K/h，不改變現(xiàn)有組合式空調(diào)機(jī)組的格局，只加裝水預(yù)熱管和4個(gè)霧化噴頭；有符合要求的壓縮空氣源（無(wú)油、干燥、過(guò)濾精度為0.3 μm）和去離子水源；霧化噴頭技術(shù)改進(jìn)大效果理想且易于購(gòu)置；原有自動(dòng)控制系統(tǒng)不變，只需增加一組電磁閥信號(hào)控制線(xiàn)。

實(shí)際改造效果非常理想：加濕效率高，反應(yīng)迅速，無(wú)殘留積水；調(diào)整濕度設(shè)定值其控制精度可達(dá)到±5%，超出預(yù)期效果；基本不需要維護(hù)，且投資費(fèi)用低。

然而，噴頭的選擇非常重要，噴頭的特點(diǎn)為：噴嘴采用氣動(dòng)針閥結(jié)構(gòu)，在時(shí)間定時(shí)器的控制下可實(shí)現(xiàn)噴嘴出口處水路的自動(dòng)清洗功能，保證噴嘴不堵塞、免維護(hù)；噴頭自備控制器可精確地調(diào)整壓縮空氣與水的混合比例，保證水霧的霧化程度達(dá)到最佳效果，水霧的粒徑最小可達(dá)2 μm，可以在空氣中迅速汽化蒸發(fā)；運(yùn)行可靠，連續(xù)工作時(shí)穩(wěn)定性極高；安裝簡(jiǎn)便，可提供噴頭水氣條件：水壓為0.15 MPa，壓縮空氣為0.65 MPa。

此外，水預(yù)熱管的設(shè)置也很重要。在實(shí)際中，采用本方案類(lèi)似將一個(gè)小儲(chǔ)水容器安裝在組合式空調(diào)機(jī)組中，將水溫預(yù)熱到與空氣一致。等焓加濕過(guò)程加濕前的空氣必須加熱到一定溫度后再加濕，如果不進(jìn)行加熱，濕量難以提升，且會(huì)很快飽，變?yōu)槟Y(jié)水稀釋出來(lái)，無(wú)法達(dá)到加濕目的。

該加濕段改造的使用效果明顯，超出了預(yù)期目的，也使筆者重新理解了現(xiàn)有技術(shù)。以期通過(guò)本文與同行交流，促進(jìn)潔凈空調(diào)系統(tǒng)更好的使用和發(fā)展。

〔編輯：張思楠〕