04空气处理设备(AHU)

1空气处理设备热能学院建环教研室2本讲需主要解决的问题空气处理的主要原理–空气－水质交换空气热湿处理设备及原理–表冷器–喷水室–加热器、加湿器–除湿设备–空气净化设备–热回收设备空气的输送与分配设备空气的输送与分配设备3一、组合式空调机组一、组合式空调机组4组合式空调箱立柜式空调机组吊顶式空调机组一、组合式空调机组5一、组合式空调机组6转轮全热回收装置过滤器一、组合式空调机组进风段过滤段表冷段检修段风机段7干式加热等温加湿绝热加湿等湿冷却冷却除湿减焓冷却加湿加热加湿增焓冷却加湿等温除湿绝热除湿加热除湿二、空气-水热交换原理（一）空气热湿处理的11种过程在i-d图上的表示二、空气-水热交换原理8（二）空气热湿处理途径及其处理设备类型处理途径–热质交换处理介质–水、水蒸汽、冰、盐类溶液、制冷剂等处理设备类型–接触式热湿交换设备：喷水室、蒸汽加湿器、局部加湿器、液体吸湿装置–表面式热湿交换设备：肋管式、光管式二、空气-水热交换原理序序号号过过程程喷喷淋淋室室表表面面式式换换热热器器蒸蒸汽汽//电电加加湿湿器器电电加加热热器器房房间间加加湿湿器器间间接接蒸蒸发发表表冷冷器器除除湿湿机机固固体体吸吸湿湿剂剂液液体体吸吸收收减减湿湿11冷冷却却除除湿湿********22等等湿湿冷冷却却****33减减焓焓冷冷却却加加湿湿**44绝绝热热加加湿湿****55增增焓焓冷冷却却加加湿湿**66等等温温加加湿湿****77加加热热加加湿湿**88等等湿湿加加热热****99加加热热减减湿湿****1100绝绝热热减减湿湿****1111等等温温减减湿湿**二、空气-水热交换原理10三、表面式换热器cooling/heatingcoil1.构造与类型–肋管式与光管式多用肋管式绕片、串片、轧片；内拉螺旋槽。–材料铜、钢、铝–安装形式：水与空气侧均可串、并联。蒸汽回路只能并联。三、表面式换热器11表面式换热器的翅片类型三、表面式换热器12表面式换热器结构三、表面式换热器三、表面式换热器13t1,i1t2,i22.过程特征空气与水不直接接触逆流、顺流，水温越不过空气的干球温度空气只能除湿，不能加湿。可实现三种过程终状态点必在起始点至饱和线的切线或割线上tw1tw2t2,i2t1,i1tw1tw2三、表面式换热器14四、喷水室(airwasher,saturator)1.基本构造1-前挡水板；2-喷嘴和排管；3-后挡水板；4-底池；5-冷却管；6-滤水器；7-循环水管；8-三通混水阀；9-水泵；10-供水管；11-补水管；12-浮球阀；13-溢水器；14-溢水管；15-泄水管；16-防水灯；17-检查门；18-外壳四、喷水室152.类型卧式、立式(处理小风量，占地面积小)单级，双级低速(2~3m/s)，高速(4.5~6m/s，Carrier产品8~10m/s)填料式(增加喷水效率)，无填料式四、喷水室163.特点优点–处理过程多样性，造价低，可除尘缺点–占地面积大，对水质要求高，水系统复杂，开式系统，水泵能耗大，耗水量大适用范围–工业建筑：如纺织厂、卷烟厂大量使用四、喷水室17采用喷水室的组合式空调机组四、喷水室18喷水室的空气处理过程主流空气与水表面形成的饱和空气层不断混合的过程空气的终状态取决于喷淋水的温度，极限情况下处理至饱和线–冷却除湿：twtl–等温加湿：tw=ta–加热加湿：twta–……等温加湿绝热加湿冷却除湿减焓冷却加湿加热加湿增焓冷却加湿增湿与减湿分界线增焓与减焓分界线升温与降温分界线四、喷水室194.热工指标与影响因素喷水室结构对性能的影响：–喷嘴排数：双排比单排好，三排跟双排差不多–喷水室级数：双级高，有可能达到E1，E’=1–喷嘴密度：表面水苗重叠和空气旁通，有最佳值–喷水方向：单排逆喷，双排对喷好–排管间距：从占地面积与热交换效果考虑有最佳值–喷嘴孔径：孔径小，水滴细，效率高，但易堵塞四、喷水室20五、加湿设备基本类型：–等温加湿－蒸汽加湿干蒸汽加湿器电热式加湿器电极式加湿器–等焓加湿－喷水雾加湿超声波加湿器离心式加湿器123五、加湿设备21干蒸汽加湿器五、加湿设备22等温加湿：电极式加湿器五、加湿设备五、加湿设备23等温加湿：组合式空调机组用电极式加湿器五、加湿设备24等温加湿：红外线式加湿器用于柜式空调器五、加湿设备25等焓加湿：滴下浸透气化式加湿器加湿材料（湿材）可以是有机、无机或金属材料五、加湿设备26五、加湿设备湿材：特制的规则波纹状纤维纸增加了热质交换的面积27等焓加湿：超声波式加湿器五、加湿设备28等焓加湿：水泵加压喷雾式加湿器五、加湿设备29六、除湿设备除湿过程的机理：–冷冻除湿：冷冻除湿机，原理为蒸发器冷冻除湿，冷凝器排热再热–吸收除湿溶液除湿机–吸附除湿转轮除湿机六、除湿设备301.吸收除湿液体吸湿剂如LiCl、LiBr、CaCl溶液，固体吸湿剂如CaCl2，生石灰（liquiddessicant）–原理：温度相同条件下Pqb盐水Pqb水。物理化学作用：吸收水分成为含有更多结晶水的化合物–液体除湿系统：与喷水室类似，增加了再生系统。再生方式：加热、浓缩。六、除湿设备31六、除湿设备溶液冷却器冷凝器溶液箱溶液泵蒸发器加热器再生溶液泵热交换器再生溶液冷却水过滤器溶液喷淋室表冷器风机送风稀溶液浓溶液水蒸气除湿部分再生部分322.吸附除湿原理–固体吸附剂（Soliddessicant）孔隙内表面吸附作用，曲率半径小的凹面上水蒸汽分压力平液面上水蒸汽分压力，孔隙表面水蒸汽分压力环境空气水蒸汽分压力。空气中水蒸汽向吸附剂表面迁移，发生相变。–物理作用：如硅胶、活性炭等。六、除湿设备33除湿材料——硅胶六、除湿设备342.吸附除湿——过程解析过程：–接近等焓过程要求：–吸附材料需要再生（有可能采用废热或可再生能源）有什么好处？12六、除湿设备353.转轮除湿机转速8-12转/h吸湿剂多用硅胶将转轮分割为处理区域（270o扇形）和再生区域（90o扇形），采用氟弹性材料隔离密封再生热源，一般为100~140oC的高温空气关键部件：载有吸湿剂的蜂窝状转轮，是采用高强度无机纤维材料卷制成蜂窝状通道的圆柱体。吸湿剂（氯化锂、硅胶、分子筛）嵌固或烧结于吸湿载体中，性能稳定、使用寿命长。六、除湿设备36七、空气净化设备与系统(一)基本概念–空气净化的对象新风(室外大气尘)，回风(室内产尘)室外大气尘为主要矛盾，粒径在30m以下。质量比例10~30m占28%，10m以下占72%。–通风除尘的对象：室内产尘：10~44m占35%，44m以上占35%，10m以下占30%。七、空气净化设备与系统37七、空气净化设备与系统地地点点质质量量浓浓度度((mmgg//mm33))((≥≥00..55mm))计计数数浓浓度度((粒粒//LL))农农村村00..22~~00..88((00..33~~11..00))××110055城城市市00..88~~11..55((11..22~~22..00))××110055轻轻工工业业厂厂区区11~~11..88((22..55~~33..00))××110055重重工工业业厂厂区区11..55~~33大气尘的尘粒特性大气尘浓度随地区差异很大大气尘粒径分布规律各地基本一致1m以下按粒数计占98％以上，按质量计占3％。大粒尘粒粒数少而重量大。七、空气净化设备与系统38七、空气净化设备与系统空气的含尘浓度–质量浓度----(mg/m3)–计数浓度----(粒/L)或(粒/m3)–粒径颗粒浓度----某一粒径范围内的灰尘的计数浓度(粒/L)或(粒/m3)七、空气净化设备与系统39七、空气净化设备与系统检测方法：–质量效率测量：质量法比色法(精确)–计数效率测量：钠焰法(氯化钠固体尘)油雾法(透平油液态雾,0.3m)粒子计数器(大气尘、人工尘0.1m以上)七、空气净化设备与系统40七、空气净化设备与系统净化分类–一般净化：无控制指标要求，普通民用和工业建筑。–中等净化：对室内含尘浓度有一定质量浓度要求。一级宾馆的客房、办公室、接待室要求含尘量不超过0.15mg/m3宾馆的商店、餐厅、门厅及二、三级宾馆的客房、办公室等要求含尘量不超过0.3mg/m3–超净净化：对室内空气含尘浓度有严格要求，以粒径颗粒浓度为浓度指标。七、空气净化设备与系统41七、空气净化设备与系统超净净化级别–英制：大于0.5m粒径的尘粒粒数/立方英尺(ft3)–SI制：M10M=大于0.1m粒径的尘粒粒数/立方米(m3)七、空气净化设备与系统42七、空气净化设备与系统(二)空气过滤器1、空气过滤器的性能指标–过滤效率=(n1-n2)/n1×100%=(1-n2/n1)×100%分为质量效率、计数效率、粒径分组效率–串联过滤效率=1-(1-i)严格说后一级效率应不同，应有所降低，尘粒粒径分布改变了。七、空气净化设备与系统43七、空气净化设备与系统穿透率–p=1-=n2/n1–反映过滤后的含尘量–串联穿透率p=pi净化系数–Kc=1/p=n1/n2–反映了过滤后空气净化的程度。–过滤效率99％，穿透率1％，净化系数为100倍。100％pn1n2七、空气净化设备与系统44七、空气净化设备与系统过滤器阻力：–阻力与迎面风速或滤速有关。越高效阻力越大–终阻力2倍初阻力。不及时清洗或更换滤料，会使系统风量急剧下降。过滤器容尘量：达到终阻力时的容尘质量过滤器的面速和滤速–面速：迎面风速–滤速：通过滤料的流速七、空气净化设备与系统45七、空气净化设备与系统2、空气过滤器的分类材料：金属网(粗)，泡沫塑料(粗、中)、玻璃纤维、化纤。–(1)粗效：5m以上。自动卷绕式，自动浸油式，可换滤料式，M型。–(2)中效：1m以上。平板型、V型、M型、袋式。–(3)亚高效：0.5m以上。滤管式，平板型、V型、静电过滤器。–(4)高效：0.1m以上。计数效率99.9%。折叠式滤纸滤料。–(5)超高效：0.1m以上。计数效率99.999%。七、空气净化设备与系统46自动卷绕式空气过滤器七、空气净化设备与系统47平板型抗菌折叠型折叠型高效抗菌型48袋式折叠型过滤器的类型七、空气净化设备与系统49七、空气净化设备与系统(6)用法：–一般净化要求：一道粗效过滤器–中等净化要求：一粗效，一中效–超净净化要求：至少三道，一粗效，一中效，末级为高效。不可用浸油式，防止带油七、空气净化设备与系统50八、热回收装置结构–板式、转轮式（结构类似转轮除湿机）、溶液式等原理NWLN'W'减少的冷量原有的冷量八、热回收装置51热回收原理（板式）室外新风室内排风新风送风排风八、热回收装置52热回收原理（转轮式）转轮除湿机除掉的潜热量与耗热量之比一般≤0.653带热回收装置的新风机组八、热回收装置八、热回收装置54有新排风显热回收装置的组合式空调机组八、热回收装置55九、空气的输送与分配设备1、风机种类：风机主要分为离心风机、轴流风机和其它风机。离心式风机的特点是风压高，风量可调，相对噪声较低，可将空气进行远距离输送。轴流式风机的特点是风压较低，风量较大，噪声相对较大，耗电少，占地面积小，便于维修。贯流式风机采用一个筒型叶轮，常用于风幕机、风机盘管和家用空调室内侧风机。混流式风机也称为子午加速轴流风机，它兼有离心风机和轴流风机的优点。九、空气的输送与分配设备56两种典型的风机叶轮两种典型的风机叶轮572、风道（1）风道的材料——金属风道和非金属风道。金属风道的材料有镀锌铁皮、薄钢板和不锈钢板等。非金属风道的材料有玻璃钢、塑料、混凝土风道等。在新型空调中，也有用玻璃纤维板或两层金属间加隔热材料的预制保温板作成的风道，但造价较高。（2）风道的形式有圆形风道和矩形风道（3）风道的保温风管的保温是为了减少管道的能量损失，防止管道表面产生结露现象。并保证进入空调房间的空气参数达到规定值九、空