空调工程-空气热湿处理及净化处理设备课件.ppt
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1、空调与供热工程之空调调节2010年11月10日第五章 空气热湿处理及净化处理设备5.1、空气热湿处理设备n 空气热湿处理设备是空调工程中实现对空气进行加热、冷却、加湿、减湿等热湿处理过程所需要的空气处理设备。n 与空气进行热湿交换的介质有:水(热水、冷水等)、水蒸气、冰、各种盐类及其水溶液(氯化锂)、制冷剂和其他介质(硅胶、分子筛等)5.1.1 空气热湿处理设备的类型n 根据不同特点可分为直接接触式和间接接触式(表面式或间壁式)两类。n 直接接触式:喷水室、蒸汽加湿器、局部补充加湿装置以及使用液体吸湿剂的装置;特点:热湿交换介质直接与空气接触(用水喷淋空气;使空气流过热湿交换介质表面,通过含有
2、热湿交换介质的填料层;向空气喷入低压水蒸气;用液体吸湿剂喷淋空气)。n 表面式(间壁式):光管式、翅片管式和肋管式空气加热器及空气冷却器;特点:热湿交换介质不与空气直接接触,热湿交换介质(热水、水蒸气、冷水和制冷剂)在间壁式换热管内流动,空气在管外流(掠)过,两者通过固体壁面进行热(湿)交换。n 在所有的热湿交换设备中,喷水室和表面式换热器应用最广。5.1.2 喷水室n 喷水室是空调之父Willis H.Carrier博士受大自然降雨现象的启发而发明的人工微气候空调设备。n 喷水室中将不同温度的水喷成雾滴与空气直接接触,或将水淋到填料层上,使空气与填料层表面形成的水膜直接接触,进行热湿交换。n
3、 优点:可实现多种空气热、湿处理过程;对空气具有一定的净化能力,洗涤吸附空气中的尘埃和可溶性有害气体;在结构上易于实现工厂化制作和现场安装,金属耗量少。n 缺点:对水质卫生要求高、占地面积较大、水系统复杂、水泵耗能多、运行费用较高。n 应用场合:以调节湿度为主的纺织厂、烟草厂及以去除有害气体为主要目的的净化车间等得到广泛的应用。n 采暖通风与空气调节规范(GB500192003)6.6.4规定:采用循环蒸发冷却或采用江水、湖水、地下水作为冷源时,宜采用喷水室;采用地下水等天然冷源且温度条件适宜时,宜选用两级喷水室。n 分类:按空气流速大小分为低速(23m/s)和高速(3.56.5m/s)两类;
4、按空气流动方向分为卧式(空气流动为水平方向,水顺喷或逆喷)和立式(空气流动由下向上或由上向下,水由上向下喷出)两类;按制造喷水室外壳所用材料分为金属外壳和非金属外壳(如玻璃钢、砖砌或钢筋混凝土)两类;还有单级和双级喷水室之分。5.1.2 喷水室n 普通单级低速喷水室n 喷水室由外壳、底池、喷嘴与排管、前后挡水板和其他管道及其配件组成。挡水板的过水量大小与挡水板的材料、形式、折角、折数、间距、喷水室截面的空气流速以及喷嘴压力等有关。挡水板前挡水板:挡住飞溅出来的水滴,使进风均匀流入,又称均风板。后挡水板:分离空气中携带的水滴,减少被处理空气带走的水量(过水量)。5.1.2 喷水室n 普通单级低速
5、喷水室理想的喷嘴应能在较低喷水压力下,保证喷水室所需要的喷水量,且雾化效果好,使用过程中不易被堵塞。喷嘴布置:喷嘴在喷水室断面上的布置,应能使水滴均匀的布满整个断面,其密度一般为1324个/m2,在横断面上通常呈梅花形排列。喷嘴喷水室的核心部件。作用:使喷出的水雾化,增加水与空气的接触面积,增强热湿交换效果。喷嘴性能:体现在同样喷水压力下的喷水量和雾化效果。同一类型的喷嘴,孔径越小,喷嘴前压力越高,则雾化效果越好。孔径相同时,压力越高,喷水量就越大,雾化程度就越好,但喷水所消耗的水泵功率就越大。为彻底解决现有喷水室喷嘴易堵塞、维护管理工作量大、能耗较高、系统较复杂及调节不够灵活等实际问题,开发
6、了新型流体动力式喷水室。其核心部件是撞击流式喷嘴。撞击流式喷嘴有对喷式和靶式两种。对喷式撞击流喷嘴为一对直流短管,水流通过两个喷嘴相向喷射,两股水流相遇后从两喷嘴之间的缝隙中挤压出一圆形水膜。来自喷水室的迎面气流与水膜剧烈摩擦,将其撕碎,从而达到使水雾化的目的。流体动力式喷水室是撞击流理论与技术在空调工程中的应用。撞击流喷嘴的特点是防止堵塞;水膜雾化角可达180,覆盖面更宽且分散度均匀,在喷嘴密度较小的条件下,达到较高的热湿交换效率;水流在直短管喷嘴中阻力小,与离心式喷嘴相比,所需的雾化水压低,喷水量较少,降低风机和水泵的能耗,调节灵活,通过调节喷嘴间的距离,便可改变水膜的厚度,从而满足粗喷和
7、细喷的不同处理过程要求。靶式喷嘴比对喷式喷嘴便于加工和安装,精度要求低,可避免对喷式喷嘴由于加工和安装精度不够,使两短管不在同一轴线上,从而影响雾化效果的不足。对喷式撞击流喷嘴靶式撞击流喷嘴5.1.2 喷水室n 普通单级低速喷水室为便于检修,喷水室的外壳上应有不小于400mm600mm的密封检查门,门上应开设玻璃观察孔,以便运行管理人员观察喷水情况。小室内设有防水照明灯。喷水排管喷水室内喷嘴可布置成一排,两排或三排,最多四排。仅作为加湿用的喷水室,可采用一排喷嘴,顺喷或逆喷;采用两排喷嘴时为对喷;采用三排时,第一排顺喷,第二、三排逆喷。喷水室外壳喷水室一般为矩形断面。金属外壳一般采用双层钢板制
8、成,内夹保温材料层;有防腐蚀要求时,宜采用玻璃钢外壳,内夹保温层;也可采用80100mm的钢筋混凝土现场浇制。5.1.2 喷水室n 普通单级低速喷水室溢水管 底池通过溢水器与溢水管相连,以排除夏季由空气中冷凝出来的水或收集回水,使底池的水面保持一定高度,使空气流过喷水室时保持一定的迎风面积。在溢水器的喇叭口上设有水封罩可将喷水室内、外空气隔绝,防止喷水室内产生异味(喷水室内是负压)。如果用深井水喷淋,溢水管与排水管接通;如用冷水喷淋,则流回制冷装置。附属装置 底池和底池内设有的回水管、溢水管、补水管及泄水管等管道。回水管 又称循环水管。底池通过滤水器与回水管相连,使落到底池的水能重复使用。滤水
9、器的作用是清除水中杂物,以免喷嘴堵塞。在夏季,可用一部分回水与给水(冷水机组制取的冷水或天然的深井水)相混合,通过三通调节阀调节喷水温度;在冬季,全部用循环水来喷淋空气(提问:实现的是个什么热湿处理过程?)。5.1.2 喷水室n 普通单级低速喷水室附属装置 底池和底池内设有的回水管、溢水管、补水管及泄水管等管道。补水管 冬季一般采用循环水对空气进行绝热加湿,由于水分蒸发和挡水板过水还有泄露等原因,引起底池水位降低、水量减少。为维持最低水位,防止水泵断水,需设补水管经浮球阀自动补水。泄水管 为检修、清洗和防冻等目的,在底池最低点需设泄水管,以便在需要泄水时,将池内的水全部泄至下水道。底池的底面要
10、有一定的坡度,坡向泄水口。5.1.2 喷水室n 双级低速喷水室单级喷水室常用于人工冷源的空调系统中。当喷水室采用地下水、深井回灌水、山涧水等天然冷源时,为节约用水,增强冷却效果,应使被处理的空气与不同温度的水接触两次,进行两次热湿交换,再将水排入下水道中,这种喷水室称为双级喷水室。空气先进入级喷水室,再进入级喷水室;而冷水是先进入级喷水室,然后再由级喷水室底池抽出,供给级喷水室。优点:热湿交换效率高,被处理的空气温降、焓降较大,大大节约天然冷源用水量,且空气的终状态一般可达到饱和。缺点:占地面积大,水系统复杂。这种使用同一水源的两级喷水室,实际上是两个单级喷水室在风路及水路两方面串联起来使用的
11、,而且喷淋水与被处理空气呈逆流流动(相当于一个逆流式换热器),因此,具有热湿交换效率高,被处理空气的温降、焓降较大,大大节约天然冷源水用量,且空气的终状态一般可达饱和等特点。5.1.2 喷水室n 立式喷水室占地面积小,空气流动自下而上,喷水由上而下,因此空气与水的热湿交换效果更好,一般用在处理风量小或空调机房层高允许的场合。风速范围:3.56.5m/s,甚至810m/s。与低速喷水室相比,其最突出的优点是,对于同样的被处理风量,前者的横断面积可减少到后者的一半,大大节省占地面积。但是提高风速的同时,必须要解决好如何降低空气阻力,减少挡水板过水量的问题。n 单级高速喷水室n 填料式喷水室n 带旁
12、通的喷水室 在喷水室的上面或侧面增加一个旁通风道。5.1.3 表面式换热器n 优点:构造简单、占地少、水质要求不高、水系统阻力小。n 分类:空气加热器和空气冷却器,前者用热水或蒸汽作热媒,后者以冷水或制冷剂作冷媒。因此,空气冷却器又可分为水冷式和直接膨胀式两类。安装:应安装在集中式空调系统的空气处理机内,也可安装在进入空调房间前的送风风管内,作为局部补充加热用,以调节房间的温度。可垂直安装或水平安装,以蒸汽为热媒的空气加热器水平安装时,应具有不小于0.01的倾斜度,以便顺利排除凝结水。组合方式:沿空气流动方向,串联和并联,前者用于空气温升大的情况,后者用于被处理空气量多的情况。空气加热器与热媒
13、管路的连接:热媒为热水时,热水管路与加热器可并联也可串联,加热器水系统最高点应设空气阀,最低点应设泄水、排污阀;热媒为蒸汽时,蒸汽管路与加热器只能用并联,因为蒸汽加热器主要利用蒸汽的汽化潜热来加热空气,而热水加热器则利用热水温度降低时放出的显热。n 分为翅片管式和光管式两类,工艺性空调中有时也采用电加热器。n 冬季采用热水为热媒时其温度取65摄氏度以下为宜,以免因管内壁积水垢而影响换热器的性能。n 空气加热器翅片管式空气加热器蒸汽加热器配管时应注意的事项:加热器的入口管道上,应安装压力表和调节阀,在凝结水管路上应安装疏水器,它的前后须安装截止阀,并设旁通管路。疏水器前应安装过滤器或冲洗管,疏水
14、器后应设检察管。若检察管排出的不是凝结水而是蒸汽,说明该疏水器已失灵,需要更换。在空气处理机内的空气加热器,应配置旁通风阀,以便对加热空气量和空气被加热的温度进行有效的调节和控制;这样做也有利于降低非供暖季节里空气侧的压力损失。5.1.3 表面式换热器用无缝钢管焊制而成。与翅片管式空气加热器相比,传热系数小,表面光滑所以易做清洁维护,且结构简单,制作方便,空气阻力小,特别适合于纺织厂冬季对含有纤维性尘杂空气的加热,可避免尘杂堵塞加热器。n 空气加热器光管式空气加热器电加热器优点:加热均匀,加热量稳定,设备结构紧凑且加热量易于调节控制。缺点:有效能耗消耗量大,费用高。应用场合:小型空调系统,或用
15、在对恒温精度要求高的大型空调系统的送风支管上作为局部加热器或末级精加热器,起微调节的作用。5.1.3 表面式换热器又称表面式冷却器,简称表冷器。目前空调工程中采用的空气冷却器大都属于翅片管式。大多数型号的空气冷却器若采用热水做热媒,也可作空气加热器用,但所采用的热媒是温度为65以下的热水(因为高于65的水易结垢)。这种夏季作空气冷却器,冬季作空气加热器的装置称为冷热交换器(或称空气换热器、冷热两用换热器)。n 空气冷却器n 空气冷却器的结构空气冷却器的构造图空气冷却器的构造图 各种翅片管的构造各种翅片管的构造5.1.3 表面式换热器对于集中式全空气空调系统,装在空气处理机内;对于半集中式空调系
16、统,装在风机盘管机组或柜式空调机组内。空气冷却器可垂直安装,也可水平安装或倾斜安装。要使空气冷却器的翅片处于垂直位置,使冷凝水顺翅片流下,以免冷凝水积存而增加空气阻力。空气冷却器可以单台或多台组合使用,以满足冷量的要求。空气冷却器可以并联也可以串联或者既有并联又有串联。通过空气量多时采用并联,需要空气温降大时采用串联。空气冷却器(或空气换热器)与冷媒(或热媒)管路的连接也有并联与串联之分。通常的做法是,相对于空气来说并联的空气冷却器(或空气换热器),其冷煤(或热媒)管路也应并联;串联的空气冷却器(或空气换热器),其冷煤(或热媒)管路也应串联。为了使冷煤(或热媒)与被处理空气之间有较大的传热温差
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