潔凈空調系統加濕段技術應用分析

　　摘 要：潔凈空調系統的應用越來越廣泛，根據工作經驗，對潔凈空調系統加濕段技術方式進行了應用實例分析，以期促進同行間的相互交流和借鑒。 

　　潔凈空調系統是一個復雜而龐大的系統（對溫濕度要求不高，允許波動范圍較大的凈化空調系統除外，它只由簡單的空氣處理系統和控制器組成），包括對房間內空氣進行調節的所有裝置，由空氣處理系統、水系統、自動控制系統等構成。空氣處理系統包括空氣處理裝置（組合式空調器）、送回風管路、末端高效過濾器和潔凈室；水系統主要包括冷熱源機組、水泵、各種控制閥門、送回水管路；自動控制系統包括各工況點位檢測傳感器、執行器、各類線纜、現場控制器、遠程值班控制器等。 

　　在空氣處理系統中，組合式空調機組是其主要設備。組合式空調機組一般由新風段、混合段、初效段、表冷段、電加熱段、加濕段、風機段、均流段、中效段、出風段組成。以下就加濕段技術的應用進行分析。 
　　1 加濕段技術方式比較 
　　在組合式空調機組加濕段，常見的加濕方法有濕膜浸透蒸發加濕、噴水室自循環加濕、噴霧加濕、超聲波加濕、電加濕、噴蒸汽加濕等。 
　　1.1 濕膜浸透蒸發式加濕器的工作原理 
　　水從濕膜的頂部通過淋水器沿濕膜流下，使濕膜從上到下滲透，均勻濕潤，當干燥的熱空氣流過濕膜表面，就會與濕膜中的水分進行熱交換，水分受熱蒸發變成水蒸氣進入空氣中，增加空氣濕度，從而使得干燥的熱空氣變為濕潤空氣。濕膜材料是濕膜加濕器的核心，目前有4種材料，即有機濕膜、無機玻纖濕膜、鋁合金濕膜、不銹鋼濕膜。其優點為潔凈、無噪聲，對空氣有洗滌、過濾作用；缺點為體積大，有機膜容易腐爛、滋生霉菌，無機膜易碎，安裝不方便，金屬膜吸水性差、造價高，直排水濕膜浪費水。 
　　1.2 噴水室自循環加濕器的工作原理 
　　將噴水室的水用泵循環淋水加濕。可結合濕膜加濕或循環形成水簾加濕（用于精度要求不高場所）。其優點為加濕量大、節水；缺點為控制精度不高，易滋生細菌。 
　　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。其優點為應用靈活、加濕量大，節能、安全、可靠；缺點為控制精度不高，易滋生細菌。 
　　超聲波加濕是利用高效的超聲波振動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。其優點為具有較高的水利用率和加濕飽和效率；缺點為價格昂貴，對水質和維護保養的要求較高。 
　　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，其特點為利用電能直接產生蒸汽加濕，適于加濕量較小的系統。電極加濕器的工作原理為電極與水構成電流回路，加熱水至沸騰產生蒸汽，通過調整電極加濕器的輸出功率可實現精度控制。該方法的優點為應用靈活、方便，不受電極結垢的影響，控制精度高、安全性高、性能穩定；缺點為耗能大、維護成本高。 
　　電熱加濕器的工作原理為利用電熱管對水加熱產生蒸汽，用可控硅調相技術實現精度控制。其優點為應用靈活方便，控制精度高；缺點是高耗能、易結垢，對水質要求高，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，經汽水分離將不含凝結水的蒸汽導入機組內空氣中實現加濕處理。其優點為安裝簡單、控制方便、調節精度高、加濕快、濕度均勻、潔凈、無噪聲，缺點為需要配套的蒸汽源。 
　　綜上所述，濕膜浸透蒸發加濕、噴水室自循環加濕、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 加濕段改造應用實例分析 
　　至于采用何種加濕技術，可以根據加濕量大小、衛生要求、控制精度和現有條件選用。實際上，隨著技術的不斷發展，有些加濕技術彌補了部分缺陷，得到了更好的應用。特別是針對已有的潔凈空調系統進行局部改造，可以發揮出更好的使用效果。 
　　以我單位潔凈空調系統為例，加濕段原設計采用的是濕膜浸透蒸發加濕，因經費原因，配備的是國產紙基濕膜，實際使用效果很差，滲透不充分，加濕效率很低，水浪費現象嚴重，膜上成片產生鈣化斑紋和霉菌。經過比較分析，我們采用了氣水混合噴霧加濕進行改造。將壓縮空氣與水經噴嘴混合通過超細過濾后經特制噴嘴霧化高速噴射在加濕段，形成微小水霧粒子，與流動的空氣進行熱濕交換，吸收空氣中的熱量，汽化、蒸發，從而使空氣的濕度增加，實現對空氣的加濕處理。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、手動調節閥、過濾器。②水預熱管和霧化噴頭。 
　　采用該方式的原因為：潔凈空調相對濕度要求為60±15%，控制精度要求不高；加濕量約30 K/h，不改變現有組合式空調機組的格局，只加裝水預熱管和4個霧化噴頭；有符合要求的壓縮空氣源（無油、干燥、過濾精度為0.3 μm）和去離子水源；霧化噴頭技術改進大效果理想且易于購置；原有自動控制系統不變，只需增加一組電磁閥信號控制線。 
　　實際改造效果非常理想：加濕效率高，反應迅速，無殘留積水；調整濕度設定值其控制精度可達到±5%，超出預期效果；基本不需要維護，且投資費用低。 
　　然而，噴頭的選擇非常重要，噴頭的特點為：噴嘴采用氣動針閥結構，在時間定時器的控制下可實現噴嘴出口處水路的自動清洗功能，保證噴嘴不堵塞、免維護；噴頭自備控制器可精確地調整壓縮空氣與水的混合比例，保證水霧的霧化程度達到最佳效果，水霧的粒徑最小可達2 μm，可以在空氣中迅速汽化蒸發；運行可靠，連續工作時穩定性極高；安裝簡便，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，水預熱管的設置也很重要。在實際中，采用本方案類似將一個小儲水容器安裝在組合式空調機組中，將水溫預熱到與空氣一致。等焓加濕過程加濕前的空氣必須加熱到一定溫度后再加濕，如果不進行加熱，濕量難以提升，且會很快飽，變為凝結水稀釋出來，無法達到加濕目的。 
　　該加濕段改造的使用效果明顯，超出了預期目的，也使筆者重新理解了現有技術。以期通過本文與同行交流，促進潔凈空調系統更好的使用和發展。