空氣加熱器的調(diào)節(jié)原理

空氣加熱器的空氣調(diào)節(jié)原理     

空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)，在于按照使用的目的，對房間或公共建筑物內(nèi)的空氣狀態(tài)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，為人們的工作和生活，創(chuàng)造一個溫度適宜，濕度恰當(dāng)?shù)氖孢m環(huán)境。對舒適性空調(diào)，關(guān)鍵是空氣溫度、濕度的控制。    

1. 溫度調(diào)節(jié)     按照人類的生理特征和生活習(xí)慣，常要求居住和工作環(huán)境與外界的溫差不宜過大。從保健的角度來看，以5℃左右對人體健康比較有益，夏日里，如溫差過大，則人由室外進入室內(nèi)時將受到冷沖擊，而由室內(nèi)走到室外，又將受到熱沖擊，這兩種情況都會使人體感到不舒適。因此對于大多數(shù)人，居住室溫夏季保持在25～27℃，冬季保持在16～20℃是比較適宜的。    

2. 濕度調(diào)節(jié)     生活經(jīng)驗得知，空氣過于潮濕或過于干燥都將使人感到不舒適。一般來說，相對濕度冬季在 40%～50%之間，夏季在 50%～60%之間，人的感覺比較良好。假如溫度適宜，相對濕度即便在 40%～70%的范圍內(nèi)變化，人們也能基本適應(yīng)。    

3. 調(diào)溫調(diào)濕設(shè)備    

 (1) 空氣的加熱設(shè)備     空氣的加熱是通過加熱器來實現(xiàn)的?？照{(diào)系統(tǒng)中所用的加熱器一般是以熱水或蒸汽為熱煤的空氣加熱器或電加熱器。      以熱水或蒸汽為熱煤的空氣加熱器一般均采用翅片管式換熱器。它是由幾排（每排有數(shù)根）翅片管和聯(lián)箱組成的。      當(dāng)熱水或蒸汽在管內(nèi)流動，空氣在翅片管間流動時，空氣被高溫的翅片表面及基管加熱。管內(nèi)水或排汽的流速越大，加熱越快；熱水與空氣間的溫差越大，加熱越快；空氣與加熱器接觸面積越大，加熱也越快。因此可通過增加空氣和水的流速，或靠增加排數(shù)來增大加熱器面積的辦法達到室內(nèi)快速升溫的目的，但此時加熱器的空氣阻力和水阻力均增加，風(fēng)機和水泵的耗電也增加。     

翅片管式空氣加熱器一般作為空調(diào)系統(tǒng)的一次或二次加熱器。一次加熱器的任務(wù)在冬季是負責(zé)將一次回風(fēng)和新風(fēng)混合后的空氣加熱到指定溫度，以便于系統(tǒng)進入加濕處理。一次加熱器多用于冬季室外氣溫較低的北方地區(qū)和全年一次回風(fēng)混合比不變的系統(tǒng)。對于冬季室外氣溫較高的南方地區(qū)和一次回風(fēng)混合比可變的系統(tǒng)，可以通過調(diào)節(jié)一次回風(fēng)混合比使一次回風(fēng)和新風(fēng)的混合溫度達到設(shè)計值。一次加熱器夏季一般不使用，但有時也可將其內(nèi)通自來水等作為新風(fēng)預(yù)冷器，達到加熱冷卻兩用的目的。但此時冷。熱水管路上的閥門要嚴密，以防相互串通。二次加熱器是用于將被表冷器冷卻或與二次回風(fēng)混合后（有二次回風(fēng)時）的空氣加熱到所需的送風(fēng)溫度。      常用于各類小型空調(diào)機組內(nèi)的電加熱器是通過電阻絲將電能轉(zhuǎn)化為熱能來加熱空氣的設(shè)備。它具有加熱均勻、加熱量穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊和易于控制等優(yōu)點，在恒溫恒濕精度較高的大型集中式系統(tǒng)中，常采用電加熱器作為末端加熱設(shè)備（或稱為微調(diào)加熱器，放在被調(diào)房間風(fēng)道入口處）來控制局部加熱。電加熱器的缺點是耗電量大、加熱量大的場合不宜采用。      電加熱器有裸線式和管式兩種。抽屜式電加熱器是一種常用的裸線式電加熱器。裸線式加熱器加熱迅速、熱慣性小。結(jié)構(gòu)簡單，但易斷線和漏電，安全性差；管式電加熱器加熱均勻、熱量穩(wěn)定、經(jīng)久耐用、安全性好、可直接裝在風(fēng)道內(nèi)，但其熱慣性較為結(jié)構(gòu)復(fù)雜。    

 (2) 空氣的減濕冷卻設(shè)備     空氣的減濕與冷卻可以通過表面冷卻器（表冷器）來實現(xiàn)。與空氣加熱器結(jié)構(gòu)類似，表冷器也都是翅片管式換熱器，它的翅片一般多采用套片和繞片，基管的管徑也較小。      表冷器內(nèi)流動的冷媒有制冷劑和冷水（深井水、冷凍水和鹽水等）兩種。以制冷劑為冷媒的表冷器稱為直接蒸發(fā)式表冷器，多用于各類單元式空調(diào)器和房間式空調(diào)器中。以冷水作為冷媒的表冷器稱為水冷表冷器，多用于集中式空調(diào)系統(tǒng)和半集中式空調(diào)系統(tǒng)的末端設(shè)備中。     與加熱器的工作原理類似，當(dāng)空氣沿表冷器的翅片間流過時，通過翅片和基管表面與冷媒進行熱量交換，空氣放出熱量溫度降低，冷媒得到熱量溫度升高。當(dāng)表冷器的表面溫度低于空氣的露點溫度時，空氣中的一部分水蒸氣將凝結(jié)出來，此時稱表冷器處于濕工況，從而達到對空氣進行降溫減濕處理的目的。      增大空氣和冷水的流速，增加換熱面積和空氣與冷水間的溫差，都可以提高傳熱量。但風(fēng)速和水的流速過大，風(fēng)機和水泵耗電量增加，且在濕工況下，過大的空氣流速容易將冷凝水帶到表冷器后面的空氣中，影響減濕效果。設(shè)計時一般將表冷器迎面風(fēng)速。控制在2.5m/s左右，管內(nèi)水的流速?？刂圃?.6～1.5m/s。     

表冷器的安裝與以熱水為媒的空氣加熱器安裝方式基本相同，但表冷器下部應(yīng)設(shè)積水盤，用來收集空氣被表冷器冷卻后產(chǎn)生的冷凝水。     表冷器的調(diào)節(jié)方法有3種：水量調(diào)節(jié)、水溫調(diào)節(jié)和通風(fēng)量調(diào)節(jié)。水量調(diào)節(jié)是改變進入表冷器的冷水流量，水溫不變，使表冷器傳熱效果發(fā)生變化。水量減少，表冷器傳熱量降低，空氣溫降小，除濕量也少；反之，增大冷水量，空氣經(jīng)過表冷器后的溫降大，降濕量也多。水溫調(diào)節(jié)是在水量不變的條件下，通過改變表冷器進水溫度，改變其傳熱效果。進水溫度越低，空氣溫降越大，除濕量也增加；反之供水溫度提高，空氣溫降減小，除濕量降低。該方式調(diào)節(jié)性能好，但設(shè)備復(fù)雜，運行也不太經(jīng)濟。水溫調(diào)節(jié)一般多用于溫度控制精度較高的場合。通風(fēng)量調(diào)節(jié)就是控制通過表冷器的通風(fēng)量。    

(3) 空氣的加濕設(shè)備     在建筑中常遇到的空調(diào)系統(tǒng)一般均采用向空氣中噴蒸汽的辦法進行加濕。常用的噴蒸汽加濕方法有干蒸汽加濕和電加濕兩種。干蒸汽加濕是將由鍋爐房送來的具有一定壓力的蒸汽由蒸汽加濕器均勻地噴入空氣中。而電加濕則是用于加濕量較小的機組或系統(tǒng)中。      電加濕器分為電熱式加濕器和電極式加濕器兩種。電熱式加濕器是將電熱元件直接放在盛水的容器內(nèi)，利用加熱元件所散出的熱量加熱水而產(chǎn)生蒸汽，并且其體積較大。      電極式加濕器是用3根不銹鋼棒（也可以是銅鍍鉻）作為電極，放在不易銹蝕的水容器中，以水作為電阻，通電后水被加熱而產(chǎn)生蒸汽。通過調(diào)整水位的高低，可以改變水的電阻，從而改變熱量和蒸汽發(fā)生量。電極式加濕器結(jié)構(gòu)緊湊，多用于各類空調(diào)機組內(nèi)，其加濕量較小。    

 (4) 空氣狀態(tài)調(diào)節(jié)     空氣調(diào)節(jié)是對房間或公共建筑物內(nèi)的空氣狀態(tài)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，一般來說；空氣調(diào)節(jié)主要是對空氣的溫度、相對濕度進行調(diào)節(jié)?？諝庹{(diào)節(jié)的過程實際上是空氣從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)的過程，當(dāng)被調(diào)節(jié)的空氣狀態(tài)（溫度、相對濕度）偏離了設(shè)定值時，就需要進行調(diào)節(jié)。      空氣調(diào)節(jié)的原理就是應(yīng)用空氣狀態(tài)參數(shù)相互間的關(guān)系，通過合理的加熱、加濕、冷卻、去濕步驟，使空氣的狀態(tài)發(fā)生人為的改變，達到設(shè)定狀態(tài)

1)冬季新風(fēng)加熱加濕處理  冬季室外新風(fēng)的氣溫低，如果對新風(fēng)加熱至室內(nèi)要求的標準，這時新風(fēng)中的水氣總量未發(fā)生變化，即Pc水氣分壓未變，因此加熱后的空氣相對濕度會大大降低。為了使加熱后的空氣的相對濕度也能達到室內(nèi)空氣濕度的標準，在調(diào)節(jié)的過程中必需要進行加濕處理。圖4-5所示是冬季新風(fēng)加熱加濕處理的一種調(diào)節(jié)方法，其中的加濕是采用定溫飽和加濕方式。這種調(diào)節(jié)方式可以不用測量Pc或相對濕度。新風(fēng)首先加熱至12℃，然后加濕至飽和，再加熱至20℃，這時的相對濕度即為60%。

2)夏季新風(fēng)減溫去濕處理  夏季新風(fēng)的調(diào)節(jié)與冬季相反，新風(fēng)的氣溫高于室內(nèi)空氣，需要對夏季新風(fēng)進行減溫去濕處理。如果對新風(fēng)只進行降溫至室內(nèi)要求的標準，這時新風(fēng)中的水氣總量未發(fā)生變化，即Pc 水氣分壓未變，因此降溫后的空氣相對濕度會大大增加。為了使降溫后的空氣的相對濕度也能達到室內(nèi)空氣濕度的標準，在調(diào)節(jié)的過程中必需要進行去濕處理。圖4-6所示是夏季新風(fēng)減溫去濕處理的一種調(diào)節(jié)方法，其中去濕是采用定露點去濕方式。這種調(diào)節(jié)方式可以不用測量或相對濕度。新風(fēng)首先降溫至12℃的露點，然后使表冷器的表面溫度穩(wěn)定在露點溫度，讓空氣中的一部分水蒸氣充分凝結(jié)出來，至空氣飽和，再加熱至20℃，這時的相對濕度即為60%。