关于空调加湿的几种方式及应用的讨论
医药工程设计杂志Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｄｅｓｉｇｎ
２００３，２，４（４）
・２５・
关于空调加湿的几种方式及应用的讨论
上海电子工程设计研究院（２００１３５）
周亮
摘要本文对等焓加湿的几种方式作了介绍，并对等焓加湿及等温加湿二种加湿原理加以比较，阐明了加湿效率及饱和效率的概念。并指出其各自优缺点及应用场合。
关键词
等焓加湿等温加湿加湿效率饱和效率
１概述
生燃烧、爆炸等。因此，在现代空气调节实旋过程随着经济的发展和人民生活水平的提高，空调中，相对湿度的重要性就显得越来越突出。空气的加湿在室内环境中的运用愈来愈广泛。如在舒适性加湿按加湿原理分，有等温加湿及等焓加湿二种；按空调对象中相对湿度偏低，人们的舒适感会变差，会加湿方式分，等温加湿主要有直接喷干蒸汽加湿、加感觉到皮肤干燥，口唇开裂，易患感冒等等。在电子热蒸发式加湿（包括电热式加湿、电极式加湿）等。工业生产场合中，相对湿度偏低易产生静电积聚，从等焓加湿主要有循环水喷水室、离心式、超声波式、而导致电子设备损坏，或导致易燃易爆场所容易发
湿膜汽化式、高压喷雾式等。
图１
２等焓加湿与等温加湿的能耗比较
做一下分析。从图２可知，在空气初、终状态都相同从图１（Ｉ—ｄ图）中可知，等焓加湿过程中水蒸的前提下，等温加湿是将空气从状态ｌ直接加湿至发的热量直接取自空气，因此其加湿过程有二个作状态３，而等焓加湿是将空气先从状态１加热至状态用，即加湿并冷却空气，这一过程为绝热过程（图２（状态２的焓值与状态３的焓值相同），然后再从状ｌａ）。而等温加湿过程中蒸汽直接喷射人空气中，在态２绝热加湿至状态３。因此其△ｉ（焓值变化）是相加湿的同时，蒸汽的汽化潜热被空气吸收，空气焓值
同的。从原理上讲，其能耗也应该是一样的。
增大，表现在Ｉ—ｄ图上即为等温增焓过程（图１ｂ）。
３等焓加湿
目前市场上的高压喷雾加湿器产品均介绍其产等焓加湿主要有空调喷水室、离心式、超声波品耗电量低．节能。事实果真如此吗？下面让我们
式、湿膜汽化式、高压喷雾式等，下面我们对高压喷
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雾加湿及气水混合加湿方式作重点介绍。
３．１
高压喷雾加湿高压喷雾加湿是使经过加压泵
加压的高压水从喷嘴的小孔向空气中喷雾，喷雾水
的粒子通过与流通空气热交换而蒸发加湿。在讨论
图２
高压喷雾加湿的同时，不能不提到加湿效率及饱和
效率这二个概念。
加湿效率１＝岩×１００％
（１）
式中：
△ｄ一有效加湿量（ｋｇ／ｈ）；
ｗ一对每ｋｇ空气的喷雾量（ｋｇ／ｈ）。
有效加湿量占喷雾量的比例越大，说明加湿效率越高。空气离开饱和状态越远，其吸湿能力越强，加湿效率越高。因此，实际应用中应先将空气加热，然后再加湿，其加湿效率会有所提高。一般高压喷
雾加湿器的加湿效率在２５％～５０％之间¨１。
饱和效孙，＝措×１００％－氆×１００％（２）
式中：
ｄ，一加湿前空气含湿量（∥ｋｇ）；ｄ：一加湿后空气含湿量（ｇ／ｋｇ）；
ｄ，一饱和空气含湿量（ｇ／ｋｇ）；ｔ。一加湿前空气于球温度（℃）；ｔ：一加湿后空气干球温度（ｑＣ）；ｔ，一饱和空气湿球温度（℃）。
如图３所示，饱和效率表示加湿使空气状态产雾粒子的粒径、喷雾位置、蒸发吸收距离等因素。当
ｄ１
图３
喷雾加湿器的喷嘴孔径为０．６０～０．８５ｍｍ时，其喷雾粒子的粒径在３０～７０１ｘｍ之间，其饱和效率一般不超过５０％‘¨。
现举例说明饱和效率的概念。如图４所示，要
图４
求校核在某一空气状态下采用喷雾加湿方法，是否能将空气从２９／ｋｇ加湿至８．７∥ｋｇ。
ｍ＝措ｘ１００％＝黑×００％＿９４％
饱和效率９４％大于５０％，实际情况是加湿不到所要求的状态，其加湿后含湿量最大为：
ｄ２７＝１１ｂ
Ｚ（ｄ３一ｄ１）＋ｄｌ
＝５０％Ｚ（９．１—２）＋２
＝５．５５９／ｋｇ
由上述分析可知，如所要求的饱和效率大于和效率为１００％。此外，在控制上，高压喷雾加湿只生变化时，要达到饱和点还需要加湿多少。通俗地说就是加湿器使空气状态发生变化能力的强弱。饱和效率越高，表示加湿器使空气状态发生变化的能力越强。对喷雾加湿器而言，其饱和效率取决于喷
５０％，就不能采用高压喷雾的方式。而蒸汽式加湿器是将饱和蒸汽直接喷向气流中被空气吸收，其饱能做到开关量控制，其控制精度不高，但高压喷雾加湿器加湿量大，可达５００ｋｇ／ｈ，因此其适用于对湿度控制精确度不高且加湿量大的场合。
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表１
喷雾水量（ｋｇ／ｈ）
ｌ
・２７・
３．２气水混合喷雾加湿
气水混合喷雾加湿的是将压缩空气与水经喷嘴
压缩空气量（ｎ１３／ｈ）
０．４５
压缩空气压力（ＭＰａ）
０．２
混合后喷射人空气中。其原理与高压喷雾一样，均为等焓加湿，在此不再赘述。其喷雾粒径在５～８ｕｍ
之间，因此其加湿效率及饱和效率均较高，可达８０％
对压缩空气的要求为无油、干燥、过滤精度为０．３ｕｍ。喷雾水可采用市水，也可采用去离子水。气水混合喷雾加湿器由３个主要部件组成。
综上所述，气水混合喷雾加湿喷雾粒径小，加湿效率高，控制精度高。这些都是高压喷雾加湿所不具备的优点。但其需压缩空气作为动力源的使用条件，使其应用受到限制。因此它主要用于湿度要求较高
的、且有压缩空气源的工业厂房。４等温加湿
以上。据了解，其目前在国内的应用较少，因此，有必要对加湿构造作一简单介绍。它由三个主要部件
组成。
３．２．１水量控制及气量控制部分
该部分包括２个电磁阀、１个水量调节阀及１个压力电控开关，作为输出调节装置，它安装在风管（或设备外）并与雾化喷头的集管安装位置高度一致。每个控制部分最大调节范围至２２７ｋｇ／ｈ。３．２．２雾化喷头自清洁、自密封、无滴水及高效的雾化喷头是系统核心部分。数个雾化喷头安装于水平安装在风管（或设备）内的集管上。喷头喷雾方向
与气流方向成直角。
等温加湿主要是指通过各种方式产生蒸汽，并将其喷人空气之中，除低温加湿和加湿量很大的情况外，其加湿效率及饱和效率几乎为１００％。其形式
主要有直接喷干蒸汽、加热蒸发式（包括电热式加
３．２．３湿度控制部分
可采用电动或气动控制。系统探测到湿度状态并将信号传输到控制箱内，控制器将信号与设定值相比较，并自动调节系统。控制箱包括２个湿度传感器／变送器，安装于风管内或加湿区域，其湿度精
度可达到±５％。
湿、电极式加湿）等。下面对等温加湿的几种方式作
一下比较。
（１）喷干蒸汽加湿是将蒸汽直接喷人空调器或送风管的气流中以加湿空气，其主要特点是：加湿精度高（±３％），可通过蒸汽调节阀作比例调节；加湿量大，可做到近１０００ｋｇ／ｈ，特别适用于有蒸汽源的场
合。
３．２．４气水混合加湿水气比
表２
ｊｊｕ湿原理加湿方式
高压喷雾加湿使经过加压泵加压的高压水从喷
加湿原理
嘴的小孔向空气中喷雾，喷雾水的粒子通过与流通空气热交换而蒸发加湿
ＪＪＩＩ湿形态加湿效率饱和效率控制特性控制精度水质要求单台最大加湿能力耗电鞋（ｒｅ／ｋｇ）（每ｌ加湿量）
ｋｇ
各种加湿方式对照表
等温加湿
湿膜汽化式加湿加湿器内设置高吸水性加湿材料，从上面滴下的水分浸透加湿材料，并使空气气流通
于蒸汽加湿将蒸汽直接喷人空调器或送风管的气流中以加湿空气干燥蒸汽、饱和蒸汽
１００％１００％
等焓加湿
气水混合加湿将压缩空气与水经喷嘴混合后喷射入空气中，喷雾水粒子通过与流通空气热交换而蒸发加湿
超声波加湿在加湿器水槽底部安装，
电热式加湿将放置在水槽中的电加热元件通电升温，使水加热沸腾产生蒸汽饱和蒸汽
１００％１００％
电极式加湿
将电极棒置于水容器中，以水作为电
向水面发射超声波，使水
在常温下直接雾化，进行蒸发加湿水微粒子（极细）
≥８０％≥８０％
阻，三相电源接通
后，水中不纯物产生运动，运动能量转变成热能，使水本身变成发热体产生蒸汽饱和蒸汽
１００％１００％
过它，水分汽化蒸
发，加湿空气高湿度空气
１００％１００％
水微粒子
２５—５０％≤５０％
水微粒子
（５—８¨ｍ）
≥８０％≥８０％
开关
±】Ｏ％
比例
±５％
比例
±５％
开关
±ｌＯ％
比例
±３％
比例
±Ｊ％
比例
±３％
自来水２５０ｋｇ／ｈ
自来水或去离子水２２７ｋｇ／ｈ用压缩空气作动力
软水
６０ｋ：ｇ／ｈ
自来水大小可设定
１
去离子水
０００ｋ：ｇ／ｈ
１３０ｋｇ／ｈ
自来水及软水１３０ｋ：ｇ／ｈ
≤２０８０～１００
仅水泵耗电、很少
７５０７５０
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（２）电热式加湿是将放置在水槽中的电加热元件通电升温，使水加热沸腾产生蒸汽。其主要特点是加湿精度极高，可采用可控硅直接控制电流以控制加湿精度。如采用去离子水作为水源，其加湿精度可达±１％。如采用一般自来水，其加湿精度也可达±２％。电热式加湿器加湿量较小，单台容量最大可做到１３０ｋｇ／ｈ左右。主要适用于无蒸汽源，加湿量不大，湿度要求又极其严格的场合。但其对水质要求较高，最好用去离子水。如采用一般市水，使用一段时间后结垢严重，需定期除垢。
（３）电极式加湿是将电极棒置于水容器中，以水作为电阻，三相电源接通后，水中不纯物产生运动，运动能量转变成热能，使水本身变成发热体产生蒸汽。水容器内水位越高，导电面积越大，因此可通过开关进水阀以改变水位高低的方式来控制加湿精度，单台容量最大可做到１３０ｋｇ／ｈ左右。其主要特点是加湿精度高（±３％），适用于无蒸汽源，加湿量
不大，且湿度要求高的场合。因为电极式加湿靠水中离子导电，由于不能用纯水，应采用软水，且需定期除垢。
５
总结
综上所述，我们将空调加湿的各种方式可归纳为表２。以上对等焓加湿及等温加湿作了比较，并得出结论：二种加湿方式的初终空气状态一致的前提下，其能耗是相同的。同时对高压喷雾加湿、气水混合喷雾加湿、喷干蒸汽加湿、电热式及电极式加湿作了介绍，阐明了加湿效率及饱和效率的概念。并明确了各种加湿方式的不同的应用场合。
参考资料
Ｅｔ本湿王公司加湿器产品资料
收稿日期：２００３—０３—１７
中石化集团上海工程公司
中国医药设备工程协会
将于八月下旬在徐州召开
中国（徐州）制药机械展览暨ＧＭＰ实施技术研讨会
为满足国内制药行业在ＧＭＰ认证改造过程中对项目设计、设备采购、ＧＭＰ实施技术及设备应用等方面的需求，在国内众多著名医药设计单位的大力支持下，中国石化集团上海工程公司（原上海医药工业设计院）与中国医药设备工程协会将于２００３年８月２３日至８月２６日在徐州共同举办“中国（徐州）制药机械展览暨ＧＭＰ实施技术研讨会”。
本届展会设有“工艺设备区”和由设计单位等组成的“设计、咨询区”，同时邀请了多家与ＧＭＰ改造相关的系统工程方面的环保、净化等设备生产单位及施工单位参展，力争全方位满足药厂在ＧＭＰ改造过程中的各方面需求。
本届展会将由缪德骅、阮正帼、丁金文等著名专家主持相关技术讲座，以ＧＭＰ实施技术为重点，努力为解决国内制药企业当前所面临的各种紧迫问题创造一个研讨、交流的机会，同时为医药设计单位、制药设备生产单位和用户创造一个良好的技术交流与购销环境。
大会具体安排如下：
一、报到日期：供、需双方于２００３年８月２２１３报到。大会１３期：８月２３日～２６日二、报到地点：徐州国际会展中心（徐州市城南经济技术开发区徐州国际会展中・Ｄ－－楼）三、大会会务组联系方式：
地址：江苏省徐州市城南经济技术开发区徐州国际会展中心电话：０５１６—３８７３５０２大会组委会咨询电话：
０５１６—２８２８７０１
０５１６—２８２８７０２
中石化集团上海工程公司（原上海医药工业设计院）
电话：０２１—３２１４０４１８
６２４９０４１０
传真：０２１—６２４９０４１０
中国医药设备工程协会电话：０１０—６８３５９９４０
０１０—６８３３１１８８—２３１０
传真：０１０—８８３６１５３４