淺談空氣熱濕處理設施的有效應用

摘要：目前的空氣處理設備，在溫度與濕度的調節控制中，存在一些不合理的問題，文章從空調系統的自動控制入手，簡述了室內空氣熱濕處理的一些運用原理，并提出采用組合式空氣熱濕處理系統，實現對空氣降溫、除濕、加熱和加濕的綜合處理。

關鍵詞：空氣熱濕處理組合式復疊循環

一、空氣熱濕處理

溫度與濕度，我們的生活環境中無處不在，它不僅影響人們的生活，而且對于從事工業生產的一些行業，如木材加工業，食品貯藏與加工業，以及某些化工行業都有影響，為了滿足生嚴生活的需要，需要對空氣的溫度與濕度進行調節處理。

目前的空氣處理設備，在溫度與濕度的調節控制中，一般都是獨立地進行調節，忽視溫度和濕度控制的聯系，存在一些不合理的問題，而且在功能上比較單一，在對空氣進行熱濕處理的過程中，需要分別購置不同的處理設備，受季節等環境因素的影響，處理設備中某些機組的使用率較低，造成投資大，運行維護費用多，以及設備的閑置與浪費。

因此迫切需要有效的應用空氣熱濕處理設施，合理采用一些新的處理設置，實現對空氣降溫、除濕、加熱和加濕的綜合處理。

二、處理設施的有效應用

1、室內空氣熱濕處理的設計應用

以空調系統的自動控制為例進行實驗設訛室內空氣處理采用集中式空氣處理，即空氣被設置于室內的空氣處理機組吸入，在空調機組內部進行冷卻、除濕、加熱、加濕處理，處理后的空氣由風機吹出，經孔板出風，與室內空氣進行熱濕交換，此過程連續循環進行。

(1)空氣的熱濕處理

空氣的冷卻、除濕，由表面式空氣換熱盤管承擔，空氣換熱盤管也就是制冷系統的蒸發器?？諝獾募訜幔捎秒娂訜崞鳎哂屑訜峋鶆?，熱量穩定、結構緊湊，易于實現溫度自動調節的特點，電加熱器的選擇比較簡單，可直接按加熱空氣所需的熱量來確定加熱器的電功率。注意的是，電加熱器的風速應≥3m/s，以免風速過低，導致電熱管表面溫度過高，從而縮短使用壽命。

空氣的加濕采用電熱式蒸汽加濕，將電熱元件置于水槽通電，水被加熱產生蒸汽，可對空氣進行等溫加濕，具有加濕迅速、穩定、控制方便的優點。由于模擬實驗室有低溫高濕的工況要求，空氣加濕效率低，若處理不當，大量蒸汽極易凝結成水滴，并隨氣流吹出，造成試驗室內的吹水現象，解決此問題的關鍵是提高加濕效率，以及做好汽液分離，因此，蒸汽分配管要盡量在迎風面均勻布置-蒸汽出口設置在加熱器后段；蒸汽出口安裝汽液分離器，使凝結水能夠通過引水管及時排走。

(2)采用蒸發壓力調節閥，保證高濕度時蒸發器的長期運行。

室內要求中溫、高濕度工況時，蒸發溫度有可能低于零度，蒸發器盤管容易結霜堵塞，應采取措施，調節蒸發器的換熱能力，盡量延長其有效工作時間。可在蒸發器出口管路上設置蒸發壓力調節閥，這是一種受閥前壓力控制的比例型節流調節閥，通過人工設定最小蒸發壓力來保證蒸發溫度不低于零度。此外，在0℃以下工況時，采用大片距的盤管，配和大風量的風機和回風加熱器，可有效的減緩蒸發器在負溫時的結霜情況。

(3)采用噴液冷卻裝置，限制壓縮機排氣溫度過高。

室內35℃以上高溫工況時，蒸發器出口處的制冷劑過熱度較大，壓縮機吸氣溫度較高，導致排氣溫度高，若不控制，則壓縮機很快會出現故障。采用噴液冷卻機構。當溫控器感受到壓縮機排氣溫度超過設定值時，電磁閥通電開啟，從系統冷凝器后引一定流量的液體制冷劑，經毛細管節流冷卻后，噴入壓縮機吸氣管，通過降低吸氣溫度，從而降低壓縮機排氣溫度。當排氣溫度低于設定值時，電磁閥失電關閉，液噴射停止。

2、采用組合式空氣熱濕處理系統

(1)可以實現對空氣的降溫、除濕、加熱和加濕處理，并可以按不同的模式運行，以提高空氣處理的范圍，擴大對環境的適應范圍。

組合式空氣熱濕處理系統，采用復疊循環的裝置，實現低溫級單級制熱、冷凍除濕，低溫和中溫級兩級復疊循環制冷’制熱和兩級冷凍除濕；高溫和中溫級的雙級熱泵加濕，高溫、中溫和低溫三級熱泵加濕8種運行模式。從而實現對空氣較廣范圍的降溫、除濕、加熱和加濕的綜合處理。

(2)兩級冷凍除濕過程中，因蒸發溫度較低，蒸發器結霜是不可以避免的，設置2個蒸發器輪換使用，采用自然或通風融霜方式，可避免傳統融霜方式造成的冷量損失。

以空調技術為例，在空氣的除濕技術中，冷卻干燥除濕是目前最為廣泛采用的除濕方法。其原理是利用換熱器表面溫度低于空氣的露點溫度，空氣中的水蒸氣凝結析出，空氣的含濕量下降，將處理后的空氣復熱，溫度升高，相對濕度下降，從而達到降低濕度的目的。單級冷凍除濕在高溫高濕環境下得到了廣泛應用，但單級冷凍除濕受蒸發溫度限制，除濕能力是有限的，不能滿足較低濕度環境的要求。因此，目前在小濕度要求情況下，常采用轉輪除濕技術，但轉輪除濕后因吸附凝結放出汽化熱，使空氣溫度升高，處理后的空氣需再冷卻，且吸濕材料的再生也需要另外的再生系統，這樣使系統復雜化，設備投資增加。

采用兩級復疊降低蒸發溫度進行冷凍除濕，空氣經過不同溫度的表冷器后復熱，得到的相對濕度。由于兩級復疊運行，制冷劑的蒸發溫度可以達到-30℃或更低。采用兩級冷凍除濕，理論上可以得到相對濕度低于lO％，甚至更低的低濕度環境，但是表冷器表面溫度此時低于0℃，蒸發器表面將會結霜，需要融霜。兩級冷凍除濕循環中，因蒸發溫度較低，結霜是不可避免的，傳統的電熱融霜和旁通熱氣融霜將造成較大的能量損失，在兩級冷凍除濕過程中使用2個蒸發器輪換使用，采用自然融霜或通風融霜方式，加快了融霜過程。

(3)在冷凍除濕過程中，利用流經蒸發器后的低溫空氣預冷進風空氣，降低顯熱負荷，組合式空氣熱濕處理系統的預冷循環，有明顯的節能效益，進風溫度越高，要求濕度越低，即顯熱負荷越大，預冷循環的節能效率越大。

三、結語

總之，針對不同空氣熱濕處理過程，選擇合理的空氣熱濕處理設施和熱濕處理自動控制系統對提高室內空氣品質和維持室內所必需的溫濕度及節約能源減少設備投資均具有十分重要的意義。