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第5章空气调节设备1.学习要求2.本章难点5.1空气加热与冷却设备5.2空气加湿与除湿设备5.3空气净化设备5.4空气调节通风设备5.5空调系统能量回收装置实训4空气调节设备的结构认识思考与练习1.学习要求1)掌握喷水室、表面式空气换热器、电加热器的工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。2)掌握空气加湿与除湿设备的种类、工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。3)了解空气净化的目的和标准;掌握空气过滤器的滤尘机理、种类、结构、性能特点及适用范围;了解洁净室、局部净化设备的种类、结构形式、性能特点及适用范围。4)掌握风机的种类、工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。5)了解送风口和回风口的种类、基本结构、性能特点及适用范围;了解通风管道的种类、材料及适用范围。1.学习要求6)了解空调通风管道用阀的作用、种类、工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。7)了解消声原理及消声器的种类、工作原理、基本结构、性能特点及适用范围。8)了解能量回收的意义及空调系统能量回收装置的种类、工作原理及性能特点。2.本章难点1)空气热湿处理设备种类、形式较多,掌握起来有一定难度,应结合实训,通过观察设备实物或模型,掌握其基本结构、工作原理及适用范围。2)不同使用场合对空气的洁净度要求不同,应根据净化标准合理选择、布置空气过滤器。5.1空气加热与冷却设备5.1.1喷水室1.喷水室的工作原理和类型图5-1喷水室的基本结构a)卧式喷水室b)立式喷水室1—前挡水板2—喷嘴与排管3—防水灯4—外壳5—后挡水板6—浮球阀7—底池8—补水管9—滤水器10—循环水管11—冷水管12—三通调节阀13—水泵14—供水管15—溢水管16—泄水管17—溢水器18—检查门5.1空气加热与冷却设备1)按被处理空气在喷水室内的流速大小分为低速的(流速为2~3m/s)和高速的(流速为3.5~6.5m/s)两类。2)按气流方向分,可将喷水室分为卧式和立式两类。3)按有无填料层分,可将喷水室分为无填料层和有填料层两种。4)按级数分,分为单级喷水室和双级喷水室。2.喷水室的主要部件(1)喷嘴和喷嘴排管喷嘴是喷水室的主要部件,作用是使喷出的水雾化,增加水与空气的接触面积。图5-2空调工程中常用的几种喷嘴结构a)LUWA(LTG)型b)BTL—1型c)PX—1型5.1空气加热与冷却设备图5-3喷嘴的排列形式5.1空气加热与冷却设备图5-4喷嘴排管的连接方式a)下分式b)上分式c)中分式d)环式(2)挡水板挡水板分为前挡水板和后挡水板两种,前挡水板的作用是挡住飞溅出来的水滴,并使进入喷水室的空气均匀地流过整个断面,故又称为均风板。5.1空气加热与冷却设备图5-5挡水板a)折板b)波形板5.1空气加热与冷却设备(3)外壳喷水室的外壳一般用双层钢板制成,并应有角钢或弯曲钢板加固。(4)底池及附属设施底池也称为水槽,容积一般按能容纳2~3min的总喷水量来确定,池深一般为400~600mm,主要考虑溢水器、溢水管、滤水器等的安装位置和是否能正常使用。5.1.2表面式空气换热器1.肋片管式空气换热器图5-6肋片管式空气换热器5.1空气加热与冷却设备(1)圆形肋片管型在管子外绕制圆形肋片,根据加工工艺的不同,又有以下几种圆形肋片管,如图5-7所示。图5-7圆形肋片管a)皱褶绕片b)光滑绕片c)镶片d)轧片1)绕片型:将金属带绕制在管子上,片形有皱褶型和L型、I型(光滑片)。2)镶片型:将金属带绕在有螺旋槽管子的槽内,再经挤压使金属带紧密地镶嵌在槽内,SXL型空气换热器的肋片管为此种类型。3)轧片型:用专门的轧管机直接将管子轧制成圆形肋片管,KL型空气换热器的肋片管为轧片管。5.1空气加热与冷却设备(2)整体串片型在肋片上事先冲好相应的孔,然后将肋片与管束串在一起,经对管子进行机械或液压扩管使其与肋片紧密结合。图5-8整体串片型肋片管a)平片b)波纹片c)条缝片d)波形冲缝片e)二次翻边片2.喷水空气冷却器5.1空气加热与冷却设备图5-9喷水式空气冷却器示意图5.1.3电加热器5.1空气加热与冷却设备1.电加热器的工作原理2.电加热器的结构图5-10裸线式电加热器a)基本结构b)抽屉式1—隔热层2—瓷绝缘子3—电阻丝4—钢板5—送风管6—接线端子7—抽屉式电加热器5.1空气加热与冷却设备图5-11管式电加热器a)结构b)图形符号1—接线端子2—瓷绝缘子3—紧固装置4—绝缘材料5—金属套管6—电阻丝5.2空气加湿与除湿设备5.2.1空气加湿设备1.加湿器的作用与类型1)根据对空气的处理方式的不同可分为集中式加湿器和局部式加湿器。2)根据加湿的介质状态的不同分为蒸汽加湿器和水加湿器。2.加湿器的结构特点和工作原理(1)干蒸汽加湿器目前空调工程中常用的干蒸汽加湿器,接其结构特征和组合情况的不同,可分为整体式、组装式和散装式。图5-12QZS型干蒸汽加湿器1—蒸汽引导管2—外套3—喷管4—挡板5—分离室6—干燥室7—消声腔8—阀孔9—电动或气动执行器5.2空气加湿与除湿设备(2)电加湿器电加湿器是用电能使水汽化而送入空气中的加湿设备,主要有电极式和电热式两种。图5-13电极式加湿器的结构1—外壳2—保温层3—电极4—进水管5—溢水管6—橡皮管7—溢水嘴8—水蒸气管9—接线柱5.2空气加湿与除湿设备1)电极式加湿器。图5-14开式电热式加湿器1—浮球2—溢水口3—排污阀4—电热元件2)电热式加湿器。5.2空气加湿与除湿设备(3)喷水(雾)加湿器喷水(雾)加湿器常用于某些余热量较大、余湿量较少,又要求保持较高湿度的房间的加湿,这类加湿器直接在房间内将常温水(或将常温水雾化)喷向空间,利用水雾吸收室内空气热量蒸发成水蒸气来加湿空气。1)离心式加湿器。图5-15闭式电热式加湿器1—蒸汽出口管2—溢流管3—电热元件4—排水管5—进水管5.2空气加湿与除湿设备图5-16离心式加湿器1—圆筒形外壳2—固定式破碎梳3—旋转圆盘4—封闭电动机5—水泵管6—储水器7—浮球阀5.2空气加湿与除湿设备图5-17超声波式加湿器1—进水管2—弯曲共振器3—分级变压器4—压电陶瓷5.2空气加湿与除湿设备2)超声波式加湿器。图5-18淋水层加湿器工作原理1—蒸发湿帘2—水箱3—排水管4—进水管5—排水阀6—水泵7—布水器5.2空气加湿与除湿设备3)淋水层加湿器。5.2.2空气除湿设备1.除湿机的作用与类型(1)升温除湿机是在不减少湿空气含湿量的前提下,对湿空气加热升温而降低其相对湿度的降湿设备,主要有升温除湿装置等。(2)露点式除湿机将湿空气通过低于其露点温度的冷却面而结露析出水分的除湿设备,亦称表面冷却式除湿机,有冷冻除湿机、调温除湿机等。(3)吸附式除湿机利用某些物质具有吸收或吸附水分以及具有再生能力的除湿设备。(4)综合式除湿机利用多种除湿机原理工作的除湿设备。2.常用除湿机的结构特点和工作原理5.2空气加湿与除湿设备(1)加热通风式除湿装置加热通风式除湿装置由通风机、加热器等组成。(2)露点式除湿机露点式除湿机有冷冻除湿机和调温除湿机。1)冷冻除湿机。图5-19冷冻除湿机的工作原理1—风机2—风冷冷凝器3—毛细管4—空气过滤器5—蒸发器6—冷凝水盘7—制冷压缩机8—机壳5.2空气加湿与除湿设备2)调温除湿机。图5-20调温冷冻除湿机的基本组成及工作原理1—离心风机2—风冷冷凝器3—凝结水盘4—蒸发器5—热力膨胀阀6、7、13—直通截止阀8—压力表9—制冷压缩机10—电磁阀11—干燥过滤器12—储液器14—水冷冷凝器5.2空气加湿与除湿设备(3)吸收或吸附式除湿装置在工程中,空气露点低于4℃时应选用吸收或吸附式除湿装置。1)固体除湿装置。①硅胶除湿装置。硅胶除湿装置有抽屉式和电加热转筒式。图5-21抽屉式硅胶除湿机1—分风隔板2—抽屉式吸湿层3—外壳4—密闭门5.2空气加湿与除湿设备图5-22电加热转筒式硅胶除湿机原理图1—硅胶转筒2—箱体3、6—离心风机4—干空气出风口5—再生空气出口7—电加热器8—再生空气进口9—密闭隔风板10—高湿空气入口11—蒸发器5.2空气加湿与除湿设备②氯化钙除湿装置。用于氯化钙除湿装置的除湿剂有工业纯氯化钙与无水氯化钙。氯化钙除湿装置有抽屉式(见图5-23)和通风除湿箱(见图5-24)两种。图5-23抽屉式氯化钙除湿机1—轴流风机2—活动抽屉吸湿层3—进风口4—主体骨架5.2空气加湿与除湿设备图5-24氯化钙通风除湿箱1—氯化钙溶液储液箱2—氯化钙吸湿层3—氯化钙存料箱4—氯化钙加料口5—氯化钙溶液放液口5.2空气加湿与除湿设备③转轮除湿机。为了使固体吸附剂除湿装置能够连续地工作,可以采用转轮式除湿机。图5-25所示为转轮除湿机的工作原理图。它的主体结构和吸湿部件是不断转动着的蜂窝状干燥转轮。该转轮由特殊复合耐热材料制成的波纹状介质构成,波纹状介质中载有吸附干燥剂。按照干燥剂的种类不同,干燥转轮有氯化锂转轮、高效硅胶转轮和分子筛转轮等3种,其中以氯化锂转轮和硅胶转轮使用得最多。就强度而言,氯化锂转轮不如硅胶转轮。图5-25转轮除湿机的工作原理图1—再生空气风机2—转轮3—再生加热器4—处理空气风机5—转轮电动机5.2空气加湿与除湿设备图5-26整体型转轮除湿机的结构及流程图a)结构b)流程1—干燥转轮2—转轮驱动电动机3—处理空气过滤器4—再生风机及电动机5—再生空气过滤器6—散热风扇7—再生空气加热器8—键盘及数字显示板9—电气控制盘10—主电源关断开关11—处理风机及电动机5.2空气加湿与除湿设备图5-27三甘醇除湿机的吸湿装置1—除雾器2—冷却水出水管3—百叶窗滤尘器4—浓溶液喷淋管5—冷却接触器6—冷却水进水管7—平衡管8—回液管9—出液管10—底箱5.2空气加湿与除湿设备2)液体除湿装置。图5-28三甘醇除湿机的再生装置1—出液管2—平衡管3—凝结水管4—加热接触器5—蒸气管6—稀溶液喷淋管7—百叶窗滤尘器8—除雾器9—进水管10—除雾冷却器11—出水管5.3空气净化设备5.3.1空气净化的目的和标准1.空气净化的目的2.空气净化的标准(1)质量浓度又称计重浓度,是以单位体积空气中含有悬浮微粒的质量来表示,单位为mg/m3。(2)计数浓度单位体积空气中含有各种粒径悬浮微粒的总数,单位为粒/m3或粒/L。(3)粒径计数浓度单位体积空气中含有某一粒径范围内的悬浮微粒的颗粒数单位为粒/m3或粒/L。(1)一般净化对于夏季以降温为主要目的的一般空调系统,通常无确定的控制指标,只需采用粗效过滤器一次滤尘即可。(2)中等净化通常对空气中悬浮微粒的质量浓度有一定要求。5.3空气净化设备(3)超净净化对空气中悬浮微粒的大小和数量均有严格要求。表5-1洁净室(区)空气洁净度等级表5-2医药洁净室(区)空气洁净度等级5.3.2空气过滤器1.空气过滤器的滤尘机理与过滤效率5.3空气净化设备(1)滤尘机理空调系统中使用的空气过滤器主要是玻璃纤维和合成纤维,以及由这些材料制成的滤布和滤纸。1)惯性作用(撞击作用)。2)拦截作用(接触阻留作用)。3)扩散作用。4)静电作用。(2)过滤效率空气净化设备过滤掉的微粒量与进风中的微粒量之比,称为过滤效率。1)尘粒粒径。2)滤料纤维的粗细和密实性的影响。3)过滤风速。4)附尘影响。5.3空气净化设备2.常用空气过滤器的种类和结构(1)粗效空气过滤器粗效空气过滤器是以过滤5μm以上的微粒为主的空气过滤器,又称为初效空气过滤器。图5-29粗效空气过滤器的结构形式a)平板式b)折褶式c)袋式d)卷绕式(2)中效空气过滤器中效空气过滤器(包括高、中效空气过滤器)5.3空气净化设备主要用于除去直径1μm以上的微粒,在净化系统中用作高效空气过滤器的前级预过滤,对高效空气过滤器起保护作用。图5-30玻璃纤维过滤器5.3空气净化设备图5-31泡沫塑料过滤器a)断面形状b)外形5.3空气净化设备图5-32无纺布中效空气过滤器a)袋式b)楔形组合式5.3空气净化设备图5-33高、中效空气过滤器5.3空气净化设备(3)高效空气过滤器高效空气过滤器是指在额定风量下,对粒径不小
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