空氣熱質處理的有效途徑分析

【摘 要】為了創造適宜的室內人工環境，滿足房間的舒適度要求，因此必須有相應的熱質處理設備能對空氣進行各種處理，包括除濕和加濕、加熱和冷卻等，使之達到所要求的送風狀態。研究分析各種對空氣進行熱質處理的主要技術原理和方法，對有效改善室內空氣環境起到極大作用。

【關鍵詞】熱濕處理原理 改善方法 熱質處理設備

一、空氣熱質處理相關概念

1、空氣調節：指利用冷卻、加熱或者加濕設備等裝置，對空氣的溫度和濕度進行處理，使之達到人體舒服度要求。

2、熱舒適性：指人體對周圍空氣環境的舒適熱感覺，在人的活動量和衣著一定的前提下，這主要取決于室內環境參數，如溫度、濕度等。國家標準對民用建筑物室內環境參數中溫度以及濕度有明確的指導參數。

3、新風：指從室外引進的新鮮空氣，經過熱質交換設備處理后送入室內的環境中。新鮮空氣可以提供呼吸和燃燒所需要的氧氣，調節室溫，除去過量的濕氣，并且可以稀釋室內污染物，保證人體正常生活與健康的基本需要。新風量大小是衡量室內空氣質量的重要參考指標。

4、回風：指從室內引出的空氣，經過熱質交換設備的處理再送回風室內的環境中。送風狀態點：

5、送風狀態點：為了消除室內的余壓余溫，以保持室內空氣環境要求，送入房間空氣的狀態。

6、室內設計工況：

夏季：溫度24-28℃，相對濕度40-65%，風速不應大于0.3m/s

冬季：溫度18-22℃，相對濕度40-60%，風速0.2m/s.

二、空氣熱濕處理的原理與方法

1、由濕空氣的焓濕圖可見，在空調系統中，為得到同一點送風狀態點，可能有多種的處理方法。

以完全使用室外新風的空調系統為例，一般夏季需要對室外空氣進行冷卻減濕處理，而冬季則需加熱加濕，然而具體將夏、冬季分別為 、 點的室外空氣如何處理到送風狀態點 。

2、夏季工況空氣熱濕處理的方法

（1）

由冷卻干燥 和干加熱 組成。通常使用噴淋室或表冷器對夏季 狀態的熱濕空氣進行冷卻干燥處理，使其接近飽和的 狀態，再經過各種空氣加熱器等濕升溫，即可獲得所需送風狀態 。

冷卻干燥是夏季空調的必要處理工程，由于冷媒水溫要求較低，通常需要使用人工冷源，相應的設備投資與能源也就更大。若采用噴淋室處理空氣，則能獲得較高衛生標注和較寬的處理范圍，有利于充分循環水噴淋，一體化并且經濟地解決冬季的加濕問題；若采用表冷器，可以使處理設備緊湊，且使用管理方便等。

（2）

由一個等焓減濕 和一個干冷卻 組成。使用固體吸濕劑處理空氣可以近似表現出等焓減濕變化。由于空氣在減濕同時溫度會升高，故要達到送風狀態點，需后續進行冷卻處理。

（3）

這種處理方法是以一個基本的熱濕處理過程，從新風狀態 直接獲得空調所需的低溫低濕的送風狀態點 。由于技術上要求過大，常規的處理設備達不到要求，只能采取液體吸濕劑的減濕裝置來處理，但液體減濕裝置本身復雜，而且在投資和管理上也存在很多不利點。

3、冬季工況空氣熱濕處理的方法

（1）

對于冬季 狀態低溫低濕的室外空氣，先通過預熱 升溫，再通過近似于等溫的加濕 ，達到要求的含濕量，最后通過空氣加熱器 ，從而獲得所需送風狀態點 。方法中的 通常采用噴蒸汽的方法。對于夏季使用表冷器的空調系統，這是必然選擇。當空氣加熱也是采用蒸汽做熱媒時，更加方便地解決熱、濕媒體的問題。但應注意在使用蒸汽處理空氣的同時，會產生異味，可能影響送風的衛生標準，應注意氣味的處理。

（2）

這種方法的主要特點在于利用經濟地絕熱加濕 取代噴蒸汽加濕，為此需加大前面預熱過程的加熱量。對于夏季使用噴淋室處理空氣的空調系統，冬季可充分利用同一設備對空氣做循環水噴淋處理，從而獲得即改善空氣品質又達到了經濟、節能等，故采用這種方法效果很好。

（3）

采用熱水噴蒸汽加濕 再加上繼續加熱 過程。這種方法實施的前提條件是夏季處理中確定使用噴淋室。

（4）

新風預熱 和噴蒸汽加濕 。由新風預熱集中解決所需要的溫度升高，因此可以獲取設備投資的節省。但后面的噴蒸汽加濕過程不僅會存在異味問題，而且加濕量的調節和控制在實際中也不方便解決。

上述的解決方法在空氣的處理過程雖然不同，按從冬季總的耗熱量是相同的。只是在各個加熱、加濕環節的比例不相同，這些處理方法有可能在處理空氣的過程中減少設備的運行。但我們在選擇處理方法的同時，也要考慮實際工況下設備的性能，空間的大小，與輸送的能源消耗等因素。

三、空氣熱濕處理設備

根據各種熱質交換設備的特點分：

1、混合式熱質交換設備，包括噴淋室、蒸汽加濕器、局部補充加濕裝置、液體吸濕劑裝置等。

特點：與空氣進行熱質交換的介質直接與空氣接觸，通常是使被處理的空氣流過熱質交換介質表面，通過含有介質的填料層或將直接介質噴灑到空氣中，形成各種分散度液滴的空間，使液滴與流過的空氣直接接觸。

2、間壁式熱質交換設備，各種形式的空氣加熱器及空氣冷卻器等。

特點：不直接與空氣進行熱質交換，而是通過分隔壁面進行。根據交換介質的溫度不同，在避免的空氣側可能會形成一層水膜。

【參考文獻】

[1] 連之偉，孫德興. 熱質交換原理與設備（第二版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2006.

[2] 陳晉南.傳遞過程原理[M].北京：化學工業出版社，2004 .

[3] 戴鍋生. 傳熱學（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2011.