7.2.2.1　喷水室

喷水室又称为喷淋室、淋水室、喷雾室和洗涤室。如图7.9所示，喷水室主要有外壳、底池、喷嘴与排管、前后挡水板和其他管道及其配件组成。常见的喷水室有卧式、立式、高速喷水室，还有带旁通管的喷水室和带填料层的喷水室。

图7.9　卧式喷水室的构造

1—前挡水板；2—喷嘴；3—排管；4—防水灯；5—检查门；6—外壳；7—后挡水板；8—溢水器；9—泄水管；10—溢水管；11—供水管；12—水泵；13—滤水器；14—循环水管；15—三通阀；16—浮球阀；17—底池；18—补水管

喷水室能实现对空气加热、冷却、加湿、除湿等多种处理过程，对空气具有一定的净化能力，在空调工程中得到广泛使用。其工作原理是借助内部设置的喷水装置喷出的高密度小水滴，与空气直接接触进行热湿交换，从而使空气状态发生变化。被处理的空气在风机的作用下进入喷水室，通过前挡水板或整流器与喷水装置喷出的水滴相接触进行热湿交换，发生状态变化。然后，流经挡水板，分离出夹带的水滴，离开喷水室。

喷水室除能实现多种空气处理，对空气具有一定的净化能力外，在结构上易于现场加工，且金属耗量少，夏冬季可以共用。但它对水质要求高，占地面积大，水系统复杂，而且需要配备专用水泵，运行费用较高。主要在以空气湿度为主要调控对象的工艺性空调系统中或以去除有害气体为主要目的的净化车间使用。

7.2.2.2　表面式换热器

表面式换热器是空调工程中另一类广泛使用的热湿交换装置。它在组合式空调机组和柜式风机盘管中用于空气冷却除湿处理时称为空气冷却器或表面式冷却器，简称表冷器。用来对空气进行加热处理时，叫空气加热器。作为风机盘管的部件使用时，叫做盘管。用作各种空调器或空调机四大件中的换热器时，分别称为蒸发器（或表面式蒸发器、直接蒸发式表冷器）和冷凝器。

如图7.10所示，空调工程中使用的表面式换热器主要是各种金属肋片管的组合体，主要由肋管、联箱和护板等组成，常用的表面式换热器主要有圆形肋管型和整体串片型。表面式换热器是冷热介质通过金属表面（如光管、肋片管）使空气加热、冷却、甚至减湿的设备。与喷水室相比，表面式换热器结构紧凑，水系统简单，水质无卫生要求，用水量少，体积小，使用灵活，用途广。不足之处在于耗用有色金属材料，空气处理类型少，无除尘功能。

图7.10　肋片管式换热器

1—冷（热）媒；2—护板；3—肋管；4—联箱1；5—联箱2

7.2.2.3　电加热器

电加热器是空调工程中通常采用的另一类加热装置，是利用电流通过电阻丝发热来加热空气的设备。电加热器加热均匀、热量稳定、效率高、结构紧凑、控制方便，在空调设备和小型空调系统中应用较广。在恒温精度控制要求较高的大型全空气系统中，也经常在送风支管上设置电加热器来控制局部区域的加热升温。由于电加热器耗电量较大，在电费较贵，加热量较大的场合不宜采用。

如图7.11、图7.12所示，常用的电加热器有裸线式和管式两种。

裸线式电加热器结构简单，热惰性小，加热速度快，根据需要电阻丝可布置成单排或多排，定型产品常做成抽屉式，方便检修。但是，在高温下易断丝漏电，安全性差，必须有可靠的接地装置，并要与风机连锁运行。电阻丝表面温度高，黏附其上的杂质经烘烤后会产生异味，影响空气质量。

管式电加热器由管状电热元件组成，将电阻丝装在特制的金属套管中，中间填充导热好但不导电的材料，如结晶氧化镁。管式电加热器具有加热均匀、加热量稳定、安全性好的优点，但其热惰性较大。

图7.11　裸线式电加热器

1—钢板；2—电阻丝；3—瓷绝缘子；4—隔热层

图7.12　管式电加热器

1—接线端子；2—瓷绝缘子；3—紧固装置；4—结晶氧化镁；5—金属套管；6—电热丝

7.2.2.4　空气加湿装置

空气加湿装置是用来增加空气含水蒸气量（含湿量）的装置。对空气加湿的形式分为在空调设备或送风管道内对送入空调房间的空气集中加湿和在空调房间内直接对空气进行局部补充加湿两种。按与空气接触的是水还是水蒸气，将空气加湿装置分为水加湿装置和蒸汽加湿装置。

水加湿装置分为雾化式加湿装置和自然蒸发式加湿装置。前者工作原理为将水变成无数微小水滴，并散发到被处理的空气中，依靠水滴的汽化来给空气加湿。常见装置有压缩空气喷雾器、电动喷雾机、喷雾轴流风机、高压水喷雾加湿器以及超声波加湿器等。后者工作原理为利用空气与含水或沾水的填料直接接触，使水在空气中自然蒸发而实现对空气的加湿。自然蒸发式加湿装置的基本形式可分为采用吸水填料的自然蒸发式加湿装置（图7.13）和采用不吸水填料的自然蒸发式加湿装置。

蒸汽加湿装置又称为直接加湿式加湿装置，由于往空气中加蒸汽加湿的过程在工程中是当作等温加湿过程对待。因此，也称为等温加湿装置。其工作原理是将水蒸气直接喷入到空气中。根据水蒸气是由其他蒸汽源提供的，还是加湿装置自己产生的分为蒸汽供给式和蒸汽发生式。

图7.13　固定式吸水填料加湿器

1—吸水填料；2—补水管；3—排水管；4—排水阀；5—水泵；6—蓄水池；7—布水器

蒸汽供给式加湿装置简称蒸汽加湿器，需要另外的蒸汽源向加湿装置提供加湿用的水蒸气。其特点为加湿速度快，加湿精度高，加湿量大，节省电能，布置方便，运行费用低。常见类型有蒸汽喷管和干蒸汽加湿器。

蒸汽发生式加湿装置是利用电能将水加热并使其汽化，然后将水蒸气输送至要加湿的空气中。属于蒸汽发生式的加湿装置的有电热式加湿器、电极式加湿器、PTC 蒸汽加湿器及红外线加湿器。

电热式加湿器又称为电阻式加湿器。如图7.14所示，其原理是把U 形、蛇形或螺旋形的电热（阻）元件放在水槽或水箱内，通电后将水加热至沸腾，用产生出的蒸汽来加湿空气，有开式和闭式两种形式。

图7.14　电热加湿器

1—溢水口；2—电热元件；3—蒸汽出口；4—溢流管；5—进水管；6—排水管

如图7.15所示，电极式加湿器是利用3根不锈钢棒或镀铬铜棒作为电极以水作电阻，电极通电后，电流从水中通过，水被加热而产生出蒸汽。可以通过改变溢水管高低的办法来调节水位高度，从而调节加湿量。

7.2.2.5　空气除湿装置

空气除湿（或称减湿、去湿、降湿处理）方法除了前述的喷水室除湿、表面式换热器除湿外，还有加热通风除湿、冷冻除湿、液体吸湿剂除湿和固定吸湿剂除湿。

加热通风除湿是将湿度较低的室外空气加热送入室内，从室内排出同等数量的潮湿空气，这种方法易受自然条件限制；冷冻除湿就是利用制冷设备，除掉空气中析出的凝结水，再将空气温度升高达到除湿目的；液体吸湿剂除湿是将盐水溶液与空气直接接触，空气中的水分被盐水吸收，从而达到吸湿的目的。固体吸湿剂除湿原理是空气经过吸湿材料的表面或孔隙，空气中的水分被吸附，常用的固体吸湿剂是硅胶和氯化钙。

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图7.15　电极式加湿器

1—接线柱；2—外壳；3—保温层；4—电极；5—溢水管；6—橡皮短管

常用的除湿装置（除了喷水室和表面式换热器以外），有冷冻除湿机和转轮除湿机。如图7.16所示，冷冻除湿机的工作原理是需要除湿的空气，先经过制冷装置的蒸发器被降温减湿，然后进入冷凝器，吸收热量，温度升高排出。转轮除湿机的工作原理是：转轮旋转时，需要除湿处理的空气由转轮一侧进入吸湿区，其所含水蒸气即被处于这个区域中的吸湿材料吸收或吸附，使空气得到干燥。与此同时，经过再生加热器加热的高温空气（再生空气）由转轮的另一侧进入转轮的再生区，将处于这个区域内的吸湿材料所含的水分吸出、带走。

图7.16　除湿机

1—毛细管；2—蒸发器；3—排水

7.2.2.6　空调房间的空气净化

通常往空调房间送的“风”是室外空气（新风）和室内再循环空气（回风）的混合空气，由于室外环境存在各种污染源，会产生悬浮微粒、有害气体、臭味、细菌等固态、气态和微生物的污染物；室内环境也会因人及活动、家具、陈设、装饰装修、设备装置使用等产生类似污染物。

必须对取自室外的新风和室内的回风，在送入空调房间前先进行除去它们所含污染物的净化处理，然后再用此洁净空气来置换或稀释空调房间内的空气，从而使空调房间的空气质量满足要求。室内空气质量标准相关规定见表7.2。

表7.2　室内空气质量标准

续表

空气净化设备可按室内污染物存在的状态分为处理悬浮颗粒物的除尘式和处理气态污染物的除气式两类。

1.除尘式空气净化处理设备

（1）纤维过滤器。空气过滤器（除尘式）是在空调过程中用于把含尘量较高的空气进行净化处理的设备。按过滤效率来分类可分为粗效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器和高效过滤器3类。空气过滤器常为人造纤维滤材制成，外框是由坚固、防潮硬纸框制成。在正常的操作环境下不会变形、破裂、扭曲。此外框前后以对角线固定滤材，滤材与外框紧密的黏合外框防止气漏产生。

粗效过滤器主要适用于空调与通风系统初级过滤、洁净室回风过滤、局部高效过滤装置的预过滤，主要用于过滤5μm 及以上粒径的尘埃粒子。初效过滤器有板式（图7.17）、折叠式、袋式3种样式，外框材料有纸框、铝框和镀锌铁框；过滤材料有无纺布、尼龙网、活性碳滤材及金属孔网等；防护网有双面喷塑铁丝网和双面镀锌铁丝网。初效过滤器价廉、重量轻、通用性好且结构紧凑。

中效过滤器由人造纤维及镀锌铁所组合而成。有各种效率可供选择，包括40%～45%、60%～65%、80%～85%、90%～95%。法兰由镀锌铁组成。此系列产品可应用于工商业、医院、学校、大楼和其他各种工厂空调设备（系空调系统的初级过滤，以保护系统中下一级过滤器和系统本身，在对空气净化洁净度要求不严格的场所，经中效过滤器处理后的空气可直接送至用户），也可以安装于燃气轮机入风口设备或电脑室，以延长设备使用寿命。中效空气过滤器边框有冷板喷塑、镀锌板等形式，过滤材料有无纺布、玻璃纤维等，过滤粒径1～5μm，过滤效率60%～95%（比色法），过滤材料通常分为F5（土黄色）、F6（绿色）、F7（浅粉色）、F8（浅黄色）、F9（白色）。中效空气过滤器分袋式（图7.18）和非袋式两种，其中袋式包括F5、F6、F7、F8、F9，非袋式包括FB（板式中效过滤器）、FS（隔板式中效过滤器）、FV（组合式中效过滤器）。

图7.17　粗效板式过滤器

图7.18　中效袋式过滤器

高效及亚高效过滤器主要用于捕集0.5μm 以下的颗粒灰尘及各种悬浮物。采用超细玻璃纤维纸作滤料，胶版纸、铝膜等材料作分割板，与木框铝合金胶合而成，采用特殊硅橡胶制作，无气味，表面不会硬化，时间长也不会有裂纹，化学性能稳定，耐腐蚀，可吸收热胀冷缩产生的应力而不会开裂，软硬度适中，弹性恢复好。每台均经钠焰法测试，具有过滤效率高、阻力低、容尘量大等特点。高效空气过滤器可广泛用于光学电子、LCD 液晶制造、生物医药、精密仪器、饮料食品及PCB印刷等行业无尘净化车间的空调末端送风处。高效和超高效过滤器均用于洁净室末端，以其结构形式可分为有：有隔板高效（图7.19）、无隔板高效、大风量高效及超高效过滤器等。

（2）驻极体静电过滤器（纤维—静电过滤器）。驻极体静电过滤器的滤尘机理是利用滤料纤维本身带电，通过荷电纤维（驻极体）的库仑力实现极体静电过滤。过滤器中极化的纤维通常带有几百甚至上千伏电压，纤维间隙的电场可达每米几十兆伏甚至更高，用使纤维扩散成网状孔洞，间隙尺寸远大于粉尘的尺寸，形成了纤维间距比粉尘尺寸大得多的开式结构。静电力不仅能有效地吸引带电粉尘，而且可以静电感应效应捕获感应极化的中性粒子。

2.除气式空气净化处理设备

除气式空气净化处理设备能够除去室内空气中有害气体，它们为SO2、H2S、NH3、氮氧化物及部分挥发性有机物。一般包括物理吸附式室内空气净化器、化学式室内空气净化器、光触媒和冷触媒催化分解空气净化器、离子化法室内空气净化器及遮盖法室内空气净化器。

图7.19　有隔板高效过滤器

（1）活性炭过滤器（物理过滤器）。活性炭过滤器是利用活性炭的物理吸附原理来实现净化空气的目的。活性炭是以含炭量较高和空隙比较发达的物质，如煤、果壳、木材、骨、石油残渣等为原料，先经过炭化，再经过800～1500℃的高温活化处理，形成发达的微孔和中孔，使其比表面积及吸附能力达到一定的要求。空气净化活性炭，选用优质的木材或椰子壳，通过深度活化和独特的孔径调节工艺，使活性炭有丰富的孔，且孔的大小略大于有毒气体，比表面积大于1300m2/g，对于苯，甲醛，氨气等有毒有害气体具有高效能吸附能力，可有效去除室内空气中的气态污染物及有害恶臭物质，进而达到降低污染、净化空气的目的。

活性炭过滤器主要构成有机箱外壳、过滤段、风道设计、电机、电源及液晶显示屏等。包括板（块）式和多筒式，如图7.20所示。

图7.20　活性炭空气过滤器

图7.21　纳米光触媒净化器

1—污染传感器；2—操控显示屏；3—前盖；4—风机（出风量500m3/h）；5—后盖

（2）光触媒净化器。光触媒净化器俗称为“光触媒”的光催化材料，是一种在光照条件下能够在其表面发生氧化、还原反应的半导体材料。如图7.21所示，光触媒空气净化器集高科技光触媒技术、紫外灯、高效过滤系统、颗粒状活性炭、叠层悬浮式滤筒及负离子等多项技术为一体，具有快速分解有毒有害气体、有效杀灭各种细菌、霉菌、病毒、除去各种异味、烟味、吸附粉尘等功效，可迅速有效地改善室内空气质量。市场上已经成熟并在高端空气净化器中采用的光催化材料是二氧化钛。然而，二氧化钛只能吸收利用紫外光，空气净化的效率仍有局限。专家评价，光触媒空气净化器具有在同样的紫外光源照条件下，滤除PM2.5及甲醛、甲苯的效果更好，选用材料的性价比很高，工程化应用前景广阔。

7.2.2.7　组合式空调机组

如图7.22所示的组合式空调机组是由各种空气处理功能段组装而成的一种空气处理设备。机组空气处理功能段有空气混合、均流、过滤、冷却、一次和二次加热、去湿、加湿、送风机、回风机、喷水、消声、热回收等单元体。按结构型式分类，可分为卧式、立式和吊顶式；按用途特征分类，可分为通用机组、新风机组、净化机组和专用机组（如屋顶机组、地铁用机组和计算机房专用机组等）；还可以按规格分类，机组的基本规格可用额定风量表示。净化机组功能段的设置要根据生产工艺或洁净室要求确定，这是基本原则。净化机组功能段的合并及取舍要与空调房的设计紧密结合起来。

图7.22　组合式空调机组

1—混合段；2—初效过滤段；3—表冷除湿段；4—加热段；5—加湿段；6—风机段；7—均流段；8—中效过滤段；9—亚高效过滤段；10—杀菌段；11—出风段；12—主机段