中央空调加湿系统浅析

摘要：相对湿度对于人体的健康和舒适、生产设备的安装和运行、生产资料的保管意义重大。本文以对中央空调加湿系统的概述为切入点，借助对当前中央空调加湿系统存在的问题及分析，提出了中央空调加湿系统存在问题的解决进路。

关键词：中央空调；加湿系统

中图分类号：TB657文献标识码： A

现代社会，随着工业化进程的加快，公众对工作场所和工作环境的要求越来越高，进而对空气品质的控制要求日益提到。相对湿度对于人体的健康和舒适、生产设备的安装和运行、生产资料的保管都有非常重要的意义。根据研究显示，相对湿度是影响空气品质的重要因素。面对日新月异的技术创新，洁净加湿更成为空气品质控制的必然途径之一。基于此，在中央空调系统的设计中，加湿成为了一个极为重要的环节。

一中央空调加湿系统概述

1、 中央空调加湿系统释义

所谓中央空调系统，即是指在同一建筑物中以集中或半集中方式对空气进行净化（或纯化）冷却或加热、加湿或除湿等处理、输送和分配的空调系统。目的在于创造一个标准温度、标准湿度、标准洁净度和新鲜度的室内室外空气环境，以满足生活舒适性或成长工艺性等的空气调节要求，中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。制冷系统为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。

2、 中央空调加湿系统通常采用的加湿方式

通常而言，中央空调系加湿系统惯常采用的加湿方式包括下述几种：

①喷水室绝热加湿方式。在温度降低的冬季，喷水室水泵自循环喷雾，使被处理的空气加湿，达到空气状态的湿球温度。

②蒸汽加湿（等温加湿）方式。蒸喷加湿方式，是借助蒸气加湿器对空气加湿，通过湿敏元件，调节器控制蒸气阀门的开与关，从而控制加湿量。普通蒸喷加湿方式，则是通过普通管道对被处理的空气喷蒸汽加湿，自动式手动调节阀门达到被处理空气提高湿度的要求。

③电加湿器加湿方式。电加湿器分为电极加湿器和电热加湿器。电极加湿器加湿方式是在加湿器中装有电极，水相当于电阻，电流通过水中，水被加热成为蒸暂，再通过自控系统控制加湿量。而电热式加湿器加湿方式，则是水中装有电加热管，通电后，水被加热形成蒸气，并可通过系统控制加湿量。

④等焓加湿方式。等焓加湿有压缩空气喷水式、电动喷雾式和超声波式。所谓的压缩空气喷水式，是指用压缩空气使水雾化喷入空气中。电动喷雾机，则是借助电动机高建运转，使喷雾机内的水雾化后喷到被处理的空气中。超声波加湿器加湿方式，是指借助高频电力从水中向水面发射具有一定强度的、波长相当于红外线波长的超声波，水面将产生水的细微粒子，这些细微粒子喷入空气中，使空气被加湿。

二当前中央空调加湿系统存在的问题及分析

1、 工业建筑不同季节的加湿量问题及分析

当前，多数现代化的电子厂房都配置有发热量很大的机器设备，平时工作时由于机器发热会造成厂房内温度比室外温度高60℃-100℃左右(指空调不送冷风或热风的条件下)，此类电子厂房均为内热式厂房。如石家庄某电脑生产厂房为内热式厂房，使用14台20000m³/h的空调机组对整个厂房进行空气调节。在设计院设计时，按石家庄的室外空气含水量最低的冬季进行加湿量的计算，此时空调的新风比为30%。在使用过程中，用户发现，在春秋季室外空气含水量相对冬季较大的季节，空调的加湿量反而不能满足要求，造成产品质量不稳定。经调查发现，出现此种问题的原因在于设计人员误认为春秋季全新风送风方式时，石家庄地区所需的加湿量会小于冬季30%新风送风方式，然而实际上，冬季30%新风送风方式时，20000m³/h全新风空调所需加湿量为70 kg/h，而春秋季全新风送风方式时空调所需的加湿量为130 kg/h。

2、 工业建筑所需的加湿量较大，送风温度偏低的问题及分析

某些工业建筑的中央空调送风温度较低，然而对加湿量需求缺口较大。如江苏某半导体生产厂房内部发热量较大，为了实现降温的目的，空调送风温度仅为12℃(按美国半导体生产厂房净化空调送风要求设计)，使用某空调厂家所配的五喷杆电动干蒸汽加湿器后，其亚高效空气过滤器上滤袋很快积水，湿阻快速增大，同时过滤袋十分容易被吹破，导致电子厂房空气送风量和空气洁净度都达不到指标.另外，风道内还有一定的冷凝水滴出。而在低温送风时，由于空气中的含水量保持不变，故其加湿后送风空气相对湿度一定很高(此半导体生产厂房的空调送风相对湿度即达到90%RH)，由此发现，此时使用五喷杆干蒸汽加湿器，则蒸汽扩散均匀所需要的加湿段长为5m，而实际加湿段长仅为1m，远远满足不了蒸汽扩散要求，导致饱和蒸汽在吸水性很强的中高效空气过滤器上冷凝积水，造成空气过滤器湿阻力过大，影响系统的正常运行，穿过空气过滤器的蒸汽还将在风机和风道中遇冷物体冷凝，直接导致风道滴水的恶劣后果。

3、 工业建筑热能耗输出较大，相对湿度处于低位徘徊的问题及分析

部分工业建筑因其产热量大，造成相对湿度偏低。如沿海某电子厂房，由于夏季室外温度高，室内发热设备较多，内热大，车间夏季工艺要求温湿度为25℃，50%RH，但在使用过程中用户发现，在将室温控制在25℃时，室内空气相对湿度达不到50%RH，同时导致电子厂房墙体热负荷很大，加上内部发热设备过大，故中央净化空调制冷量很大，中央空调在制冷的同时，也会将空气中的大量水分冷凝析出，导致空气中含水量不足，造成室内空气相对湿度下降到50%RH以下。此时，由于送风温度为9℃左右，相对湿度已高达100%RH，因此造成无法在空调中进行加湿。

三中央空调加湿系统存在问题的解决进路

结合多年暖通空调领域的实践，针对前述问题，提出如下解决措施：

1、 全方位考虑季节对加湿量的影响

在中央空调加湿系统的设计时，如厂房在春秋季使用全新风节能送风方式时，在计算加湿量时必须考虑在春秋季采用全新风送风时空调机组所需的加湿量，比较冬季最干燥季节采用一定新风比的情况下所需的加湿量与春秋季采用全新风送风时所需的加湿量，按加湿量大者进行科学、合理的选择加湿器的类型。

2、 合理配置蒸汽的吸收距离

针对前述所存在的工业建筑所需的加湿量较大，送风温度偏低的问题，可以考虑采用25根喷管的快速吸收式蒸汽扩散器，可以大大缩短蒸汽的吸收距离，能够将蒸汽吸收距离缩短至800mm，同时可以在1m长有限的加湿段和高湿(高达90%RH)条件下将蒸汽均匀分布到空调的整个截面里，保证蒸汽不再在中高效空气过滤器及风机风道内冷凝。这样，经过改造的加湿器使工业建筑的室内温湿度均达到满意的控制要求，送风量和空气洁净度也达到先前的设计指标预期。

3、 采取焓加湿方案

对待内热式厂房，最好采用等焓加湿这种冷加湿方案。由于超声波加湿器振子易损坏，故采用高压微雾加湿方式配合干雾器能够较好的解决工业建筑热能耗输出较大的问题。因厂房内热较大，故此用户夏季送风空调所送的风温很低，此时电蒸汽加湿已达到低温超饱和状态，在风道和出风口格栅上产生冷凝，此时由于回风口上的风管温湿度传感器测量的是已被升温的相对湿度，达不到设定的值，故中控室仍命令加湿器以更大的加湿量来满足要求。同时，可以在加湿器送风管路上加装一个高限湿度传感器，防止低温送风时送风湿度达到超饱和状态，形成风道和出风口格栅上的冷凝。并且此高限湿度传感器应与加湿器联动，即送风管道上湿度达到高限湿度以上时，加湿器将减少加湿量，防止冷凝。

小结

在工业化程度居高的现代社会，湿度是影响空气品质的重要因素，相对湿度的大小对环境中的人员活动和物质生产具有相当程度的影响。在保持温度一定的环境中，保持较高的相对湿度同样重要。在建筑中空调加湿系统的应用，不仅提高了公众活动的舒适度，降低了交叉感染的可能性，同时也实现了经济效益与社会效益的双赢。

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