谈暖通典型空气加湿器的应用

摘要：在暖通空调系统中，常将空气加湿设备布置在空气处理室或送风管道内，通过送风的集中加湿来实现对所服务房间的湿度调控。另一种情况是将加湿器装入系统末端机组或直接布置到房间内，以实现对房间空气的局部补充加湿。本文对暖通典型空气加湿器的应用进行简要的分析。

关键词：暖通；典型；空气；加湿器；应用

从热湿传递过程来考察，蒸汽加湿器大多需借助外部热源使水变成蒸汽，再将蒸汽混入空气中进行加湿，空气的状态变化过程呈近似的等温加湿过程。水加湿器则不同，它们系借助某种动力与构件使水雾化或膜化，在空气与这些微细水滴或薄薄膜层直接接触条件下，利用水吸收空气显热而蒸发，从而实现对空气的加湿。这类加湿方法正如喷水室使用循环水处理空气一样，空气状态变化可近似看作等焓加湿过程。当然，在某些特定条件下使用这些加湿器也完全可能获得其他一些多变的空气加湿过程。

1、蒸汽喷管和干蒸汽加湿器

在直径略大于供汽管道的管段上开设直径约2 ~ 3mm的若干小孔，即可制成蒸汽喷管。

蒸汽在管网压力作用下由这些小孔喷出，并均匀地混入流经喷管周围的空气中。根据所需加湿量和具体安装条件即可确定喷管尺寸和喷孔数目与大小。蒸汽喷管构造简单,加工便利，费用低。缺点是加湿过程中喷出蒸汽往往夹带冷凝水滴，影响到加湿效果的控制。其改进方法可将蒸汽喷管外面加上一个外套，在其中供入部分蒸汽起保温、加热作用。这种所谓干蒸汽喷管即可避免喷管内产生或积存冷凝水，确保喷管以干蒸汽加湿空气。

常用干蒸汽加湿器的构造由干蒸汽喷管、分离室、干燥室和电动或气动调节阀等组成。喷管上开设直径8 ~ 10 mm、间距50 ~ 100 mm的小孔。蒸汽经由进口 依次进入外套和分离室。由于分离室断面较大，蒸汽流速降低，加上惯性作用及挡板的阻挡，蒸汽带入或器壁处产生的冷凝水会在其中分离出来。当蒸汽经顶部调节阀孔减压后进干燥室，残存在蒸汽中的水滴将再次汽化。这样，供入蒸汽喷管并从小孔喷出的自然全都是干蒸汽。

2、电极式和电热式加湿器

电极式和电热式加湿器都是利用电能使水汽化而加湿空气的设备，习惯上统称为电加湿

器。电极加湿器通常使用三相电源,利用三根铜棒或不锈钢棒插入盛水容器作电极。当电源接通后，水中就有电流通过。在这里水是电阻，因而能被加热蒸发成为蒸汽。容器内水位越高，导电面积越大，通过电流也越强，产生的蒸汽量也就越多。因此，加湿量大小可借助水位高低来调节。

电加湿器中以电极式加湿器应用更为广泛，因其结构紧凑，加湿量也易于控制，故多与小型恒温恒湿机组配套使用。其主要缺点是耗电量较大，电极、电热元件及容器壁面易于结垢和腐蚀，故对水质均有较严格的要求。

3、红外线和PTC蒸汽加湿器

红外线加湿器和PTC蒸汽加湿器都是近年来从国外引进的新型中小容量蒸汽加湿器。它们也要使用电能，但其蒸汽发生机理等方面与前述电加湿器有所不同。

红外线加湿器主要由红外灯管、反射器、水箱、水盘及水位自动控制阀等部件组成。它使用红外线灯作热源,其温度高达2200℃左右，箱内水表面在这种红外辐射热作用下产生过热蒸汽并用以加湿空气。根据系统所需加湿量大小可单台安装也可多台组装。这种加湿器运行控制简单，动作灵敏，加湿迅速，产生的蒸汽无污染微粒，但耗电量大，价格较高。它很适宜用于对温湿度控制要求严格、加湿量不大的中、小型空调或洁净空调系统。

4、透湿膜加湿器

透湿膜加湿器是日本于20世纪80年代依据膜蒸馏理论开发出的一种清洁、节能的新型蒸汽加湿器。就机理而论，它是利用某些材料的疏水性，在膜孔两侧介质温差引起的水蒸气分压力差驱动下所产生的一种有选择性的传质现象。实践中通常选用诸如聚四氟乙烯之类的含氟树脂或聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂制成透湿膜袋，袋内通水构成"水片层"，各水片层间则保持着空气通路。当水侧水蒸气分压力高于空气侧水蒸气分压力时，水侧水蒸气即在这一分压力差作用下通过膜孔进入空气侧，由于膜的疏水性，水侧的水及所含钙、镁离子等杂质却无法通过膜孔，从而实现对空气的加湿。

透湿膜加湿器主要由透湿膜加湿元件、给水箱、软水器、控制阀件和给排水管所组成。将内置垫片的透湿膜袋与波纹隔板叠合并卷成螺旋状，再嵌人外框就构成一个透湿膜加湿元件。这种特殊结构既保证膜层内外介质流动畅通，又有利于增大加湿面积。根据理论与实验分析，这种加湿元件的加湿能力主要受水温、进风干球温度、含湿量和风速的影响，加湿量明显高于一般自然蒸发式加湿器。以日本生产的一种用于吊装式新风机组的透湿膜加湿膜体为例，其外形尺寸为宽232mm，高295mm，厚197mm，在供暖额定工况下的加湿量为1.2kg/h，根据所需加湿量要求还可选用2 ~ 4个并列组装。透湿膜加湿器具有结构简单、紧凑、初投资省、能耗低，对加湿量有自行调节特性和能够实现纯净蒸汽加湿等特点，适合中小容量空调机组、新风机组的配套使用，尤其适宜用于电子计算机室、通讯站房、精密机加车间等净化要求较高的暖通空调系统。

5、超声波加湿器

超声波加湿器借助超声波振子的高频振荡将电能转换成机械能，从水中向水面发射具有一定强度的波长相当于红外线波长的超声波，从而在水表面产生直径约几微米的微细粒子，这些雾粒吸收空气的热量蒸发成水蒸气，从而实现对空气的加湿。

超声波加湿器具有运行安静可靠、反应灵敏、雾粒微细均匀、省电节能等特点，加上高频雾化过程的"瀑布效应能产生相当数量的负氧离子，有益于人体健康，因而正日益广泛地应用于对湿度有一定要求的各种民用或工业建筑的空气加湿。不利之处在于其初投资较高，加湿过程容易伴生一些污染微粒，故一般要求对供水进行软化处理。

6、离心式加湿器

离心加湿器是靠离心力作用使水雾化,再让雾化形成的微小水粒在空气中蒸发而加湿空气的一种设备。它具有一个圆筒形外壳，位于中央的封闭电机驱动一个圆盘和水泵管高速旋转，水泵管从贮水器吸水并送至旋转圆盘上面形成水膜，水由于离心力作用被甩向破碎梳，并形成细小水滴。干燥空气从圆盘下部进入，吸收这些雾化了的水滴而被加湿。

这种加湿器节省电能，动作灵敏，使用寿命长，安装维修也较简便。其不足之处是生成雾粒粒径较大，水的利用率较低，大部份需加以排除，当使用软化水时经济性则成问题。国产离心加湿器有多种不同规格，单台加湿量约2 ~ 5 kg/h电功率为75 ~ 550W，它与通风机组配合可以构成一个大型的空气加湿设备。

参考文献

[1]陆亚俊.暖通空调(第二版).中国建筑工业出版社.

[2]朱颖心.建筑环境学(第二版).中国建筑工业出版社

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