空氣加溼的方法,總的說可分兩類。一類是向空氣中蒸發水,另一類是直接向空氣中噴入水蒸氣。
為了增大加溼速度,可採取增加其接觸面積和提高溫度的方法。增加加溼面積,一般採用親水性的浸溼面,也可以採用水滴細分化的措施。在水滴細分化方法中,有離心霧化、加壓噴霧、二流體噴霧、超聲波霧化、靜電霧化等。
按加溼的場合,分為裝入空調裝置內的和室內直接加溼的單元方式。
步驟/方法
浸溼面蒸發式加溼器
此種加溼器的工作原理是用泵使水流動,不斷地往纖維狀的浸溼面上淋水,通過浸溼面不斷蒸發而加溼。加溼量與通過空氣的水蒸氣分壓力、其溼球溫度下的飽和蒸汽壓力及接觸表面積成比例。用於加溼的水蒸氣因不含雜質,所以不會汙染水質。
離心式加溼器
工作原理是往高速旋轉盤上供給水,形成水膜流向轉盤的周邊,水撞到圓盤周圍的固定擋板上而受離心力霧化(見圖1)。這種加溼器需要的動力小,不存在噴霧堵塞問題。適用於工業場合。這種加溼器可以安裝在風道內,也可以和送風機組合成單元式機組設在室內使用。這種方式的水滴粒徑較大,不能全部蒸發,會有水滴析出,需要經常排放積水。多用於供暖的場合。
加壓噴霧式加溼器
此種加溼器由給水加壓泵和多個0.2 mm直徑的噴嘴組成,組裝在空調器內使用,噴霧壓力800 kPa以下居多,所需動力不大。水滴粒徑100 μm,由於不會全部蒸發,存在水滴析出問題。此外,若水中含有鈣、鎂、鹽及固體物時,則雜質會浮游空氣中。當環境要求較嚴格時,應設定水處理裝置。作為水處理方法,浸透膜處理的水較純,比較適用。有的軟化水裝置是以鈉離子去置換水中的鈣、鎂離子,但不能全部置換掉。
一般情況下,一個噴嘴的噴霧量的蒸發汽化量約為噴霧量2.5 L/h的一半。
二流體霧化式加溼器
此種加溼器是利用壓縮空氣進行水的霧化,使用100 kPa以下的壓縮空氣稱為低壓型,100 kPa以上為高壓型,後者可以產生較細的霧汽,不必再裝擋水板。
超聲波霧化式加溼器(或稱超聲波加溼器)
此種加溼器是把超聲波源浸入水中,聲波波束射向水錶面,水錶面呈現噴水狀,超聲波頻率從500 kHz至數MHz。噴水過程伴隨有強烈的噴霧,這是由超聲波和空氣穴引起的。
水滴的粒徑與頻率有關係,頻率越高粒徑越小。頻率在2.4 MHz時粒徑為4~5 μm。
市場上銷售的超聲波加溼器使用交流電源,內部設定發振迴路、增幅迴路、振動子、水槽、給水裝置和送風機等。可以把它放在室內使用,也可以安裝在空調機組或風道內使用。
超聲波加溼器的特點是產生的霧化水滴直徑小,不存在排水的問題;消耗電能少,噴霧量10 mL約耗電1 Wh。
這種加溼器所用的水貯存在水槽中,水質不好時,隨著加溼時間增加,水中含的固體雜物濃度越來越大,這些固體雜物會一起噴到空氣中去,汙染空氣。其次,隨著水在水槽中滯留時間的加長,水槽中會滋長細菌。據國外資料報道,家庭用超聲波加溼器在24 h內細菌增長105個。“加溼病”的問題已引起足夠的重視。但是在我國至今尚未引起人們的關注。
蒸汽直接加溼的蒸汽加溼器
蒸汽加溼器的工作原理是將通過脫凝水裝置的幹蒸汽均勻噴入氣流中。圖2表示有蒸汽源的非獨立式蒸汽加溼器,圖3表示電熱獨立式蒸汽加溼器。這種加溼器的加溼過程為等溫加溼,不會影響空氣溫度。由於不含雜質,用不著擔心汙染空氣的問題。
這種加溼器適用於要求潔淨的場合,在有蒸汽源的場合,可優先考慮採用;在無蒸汽源的場合,可以考慮市場上銷售的帶有蒸汽發生器的蒸汽加溼器,例如盤式電加熱加溼器、電極式加溼器和紅外線加溼器等。電加溼器的價格往往較高,執行及維護費也較高。
注意事項
以上6種加溼器,第1種屬於水汽化式,第2~5種屬於水噴霧式,第6種屬於蒸汽式。以往集中式空調系統的加溼,在有蒸汽源時,首先採用第6種蒸汽式,既經濟,又無水汙染問題。90年代末,隨著對溼度要求的提高,各種各樣的加溼器都有了銷售市場。它們的銷售比例大體上是蒸汽式約佔10%,電加熱約佔30%,離心式約佔10%,高壓噴霧式約佔10%,超聲波式約佔25%,水汽化式約佔15%。各種加溼器都有定型系列化產品,設計選用十分方便。