九 喷水室在线视频

前面我给大家讲的都是表面式的换热器

那么换热器其实还有一种

就是接触式的换热器

喷水室就是一种典型的接触式的换热器

那喷水室往往叫做air washer

也叫saturator

saturator意思就是让水

空气在里面可以达到饱和

air washer就是它可以把空气进行清洗

也就是说它可以给空气进行洗澡

喷水室的基本结构是这样的

看起来它要复杂一点

这个相当于一个表冷器那一段

我们前面看了表冷器那一段好像薄薄的

就这么一个换热器

但是喷水室这一段却是这么大的一块

最直接的是你看到这个图里头

它有两排喷管再对着喷

然后下面又有一个水池

前后有挡水板

那么挡水板的目的

也是希望这个喷嘴喷出来

它的水雾不要喷到外面去

当然还有检查门

还有一个这个一样有个机箱外壳

它的下面这个水池子里面结构

也相对是比较复杂的

要想喷出去水变成水雾

要大家注意

这里面看到那个喷嘴喷出来的

都是液体的水

但是都是非常非常细的水雾像云一样

这样空气流过

它跟空气进行直接的热交换

可以说它的换热面积几乎是无穷的

那么要达到这个喷出这个水雾这个目的

那么喷嘴的口会非常的小

这样它又需要有水泵

有这么一个强有力的动力

才能形成这个水雾

所以你可以看到这水池下面还有一个水泵

那么水泵喷下来的水喷出去了

有一部分跟空气进行热交换

甚至进到空气里了

那么还有一些有可能有空气里的水分

凝结下来跟这些水雾合在一起

又落回到这个池子里

那么池子里面这个就有一个滤网

这个水通过滤网又会循环到这个水泵来

再通过这个水泵喷出去

如果是仅仅这么一个循环它喷的就是循环水

如果想要喷冷水或者喷热水

就需要外面有冷水的源或者热水的源

从这个图中你可以看到外面有跟冷水源

就是从制冷机那儿还有冷水过来

这个冷水跟这个水池子里的水进行混合

混合到一个合适的喷水温度

由这个三通阀来控制这个水温

然后再通过这个水泵进入到这个喷管

喷嘴喷到这个空间与这个空气进行热交换

当然这里还有一个溢水管 溢水器

水太多就会溢出去

然后还有一个泄水管

定期如果这个水池子里的水脏了

很多污染物

把空气中的污染物都洗出来了

然后我们要把这个水给清掉

重新换一池子干净水

这就是喷水室的基本结构

喷水室的类型有卧式和立式两种

卧式就是我们刚才看到的

立式往往用于处理小风量

它的占地面积是比较小的

那喷水室也有单级的

也有双级的

一级处理不过瘾还可以处理两级

那么通过喷水室的风速也有不同的

比如有低速也有高速的

民用建筑中往往都是用低速的

那么工业建筑中有的也用高速

它的断面风速可以达到每一秒4.5到6米

而低速往往是两三米

有的厂家的产品可以达到8到10米

选择高速喷水室的目的

就是因为处理的风量太大了

如果用低速喷水室的话

可能占据的空间面积太大

所以不得已而为之

实际上大家都知道如果是低速的话

它的换热效果会更好

那么还有一种就是填料式

就是怕这个空气和水接触的时间太短

换热不够所以才要加填料

让水喷到填料上

加大这个换热面积

增加这个喷水的效率

那么大部分的卧式的喷水室

都是无填料式的

只有一部分立式的喷水室由于它体积太小

它的换热空间太小

所以需要加入填料

这是一种立式的喷水室叫做玻璃丝盒喷水室

这里面有玻璃纤维做成的填料块

那么喷出的水

就落在这个玻璃纤维这个滤块上面

把它阴湿

然后这个水可以通过这个玻璃纤维的表面

慢慢地流下去

然后空气流过的时候跟这个水换热的过程

就可以尽量要时间长一点

换热面积能够大一些

因为这个空间很难去喷这个水雾了

那么现在的新产品里面

这种填料的类型就不光是玻璃纤维了

还有更多的种类了

我们看一看典型的卧式喷水室里面的排管

它是怎么布局的

我们右边这个图

是这个卧式喷水室的一个侧面

然后我们可以看到

喷水排管和它前后的挡水板

然后左边这个图是它的那个正面的断面图

我们可以看到一个个垂直的喷水排管

上面有一个个的小喷嘴

下面这两张图

就是各种各样的喷嘴的一些产品

那么它前后有挡水板

挡水板的目的就是不让这个

喷水室里喷出的这个水雾

越过这个喷水段进入到下一阶段

或者上游的那些空气处理设备中

所以要用这个挡水板来挡一下

那么挡水板它的结构就是这样一个结构

空气在里面拐弯抹角地走

然后空气中所带有的液滴

由于碰撞到这个边壁就会留下来凝结下来

然后就可以集中到一起

然后流走了不会进入到后面

包括空气以及汽化的水蒸气

现在给大家展示的这个

是采用喷水室的组合式空调机组了

那么前后都跟我们前面看到的

采用表冷器的空调机组没有什么区别

只是中间这一段变成了淋水段

而不是表冷段

喷水室看着上体积非常的庞大

但人们有时候要用它

为什么呢

它是有一定的优点的

它的处理过程有多样性

大家看到了

而且还有一个很重要的优点

它可以除尘

它除尘的效果

往往比一些空气过滤器要好的多

所以在一些工厂比如说纺织厂

用这个喷水室来进行空调是非常普遍的

这也就是为什么

100多年前的早期的空调系统

就是这种喷水室系统的原因

因为它是用于工业建筑的

但是它也有很明显的缺点

这也就是为什么后来在绝大部分的建筑里

尤其是在民用建筑里

几乎都被表冷器取代的原因

因为它占地面积很大

对水质的要求高

而且它的水系统是一个开式系统

从这张图上你可以看到

上面一个水箱就是这个喷水室里面的水箱

有个液面

下面还有个水箱

这个水箱就是它的回水箱

那么这里面就出现了两个自由液面

所以往往要用泵来进行维持

那么如果这两个水箱放在同一水平面还好

但是如果是楼房

我们一个系统用有多个喷水室

那么必然要出现多个自由液面

中间就一定要有水泵来进行撑住了

就要造成水泵的能耗大

另外由于它是个开式系统

它的空气中的污染物

都会被清洗掉落到这个水里

所以这个水要经常要换

所以耗水量也非常大

所以它的适用范围到现在为止

就是工业建筑

比如说纺织厂卷烟厂等

而且是大量使用的

喷水室的空气处理过程

前面我给大家用一个表介绍过

可以做很多事情

在焓湿图上画就是有这样

一二三四五六个过程

主要在右边这个空间以及左下角冷却除湿

包括加热加湿 等温加湿 增焓冷却加湿

绝热加热 减焓冷却加湿与冷却除湿

实际上用的最多的是绝热加湿和冷却除湿

它的热湿交换的特征

是主流空气与水的表面

形成的饱和空气层不断混合的过程

空气的终状态取决于喷淋水的温度

极限的情况下它可以处理到饱和线

而且处理到饱和线

它要比表冷器容易的多了

对于冷却除湿的过程

水温要低于空气的露点

如果是等温加湿的话

水温要等于空气的温度

如果是加热加湿的话

那么水温就一定要高于空气温度了

最常见的绝热加湿其实就是喷循环水

刚开始即便水温不是空气的湿球温度

那么它几个循环下来

这个水温也就达到了空气的湿球温度了

变成了一个绝热加湿过去

这是一个表冷器处理空气

它的焓湿图的表达

空气处理过程从1处理到2

那么这里面也有一个3这个露点

非常像这个表冷器的过程

那么它的过程特征水温这一部分

与表冷器有很大的差别

喷淋冷冻水的时候

水的终温tw2

永远也越不过空气状态点1的湿球温度

也就是说这个1'点

那么终状态点必然在起始点

到饱和线的切线的右侧

这一点跟表冷器有一点相似

但是也有不一样的地方

我们可以看到右侧

它是可以处理的到的

左边是越不过这个饱和线的切线的

那么如果我的喷水温度比较高

那么终状态也可以处理到右面

甚至处理到比空气的温度

还要高的这个区域

评价喷水室的热工指标也是两个效率

但是名称有点区别

尤其是第一个效率

它不是干球效率了

因为它没有办法处理纯干的过程

第一个效率叫做全热交换效率

也叫第一交换效率

或者热交换效率系数

在不同的书里有不同的表述

但是它的定义是一样的

它都是反映了热湿交换的完善程度

它的数学表示是从1'点

到2'点这个距离

加上4点到5点这两点的距离

这段距离就是饱和线上这段距离

比上1'点到5这两个点之间的这个距离

它是同时考虑空气和水的状态变化的

那么这这两节距离分子是两段加一起

分母就是一个最大和最小

由于分子那两段是有重叠的

所以这个数就会大于1

第二个效率跟表冷器一样

都叫接触系数了

它的数学表达式也跟表冷器一样

但是有一点我们要注意的是

对于绝热加湿过程由于水温是不变的

一直都是这个湿球温度

所以这个接触系数与第一效率

就变成一样的了

那么影响喷水室热交换效率的因素

有这么以下几个部分

一个是空气的质量流速

它增加空气质量流速的话可以提高效率

但是会增加阻力和挡水板的过水量

所以我们的前人

给了一个比较好用的这么一个范围

就是建议你在这个范围

在这个空气质量流速

在2.3到3.5公斤每秒每平方米

这样比较好一点

就是两个方面

好与坏的方面进行了一个平衡

那么第二个是喷水系数

实际上相当于水气比

水的量和空气量的比

它是随着这个喷水系数

水量和空气的比是递增的

水喷的越多

那么它的效率越高

当然这样又跟处理空气的终状态

是有关的了

从前面我们介绍的全热交换效率

和接触系数它的实验公式看

我们都可以看到

上面这个空气质量流速

和喷水系数在里面起的作用

当然这些实验公式里面

有好多参数都是实验的常数

是由喷水室的结构和过程类型决定的

那么影响热交换系数

还有一个很重要的参数

就是空气和水的初参数

因为它决定了过程的处理方向

不过如果这个过程的方向是一致的

也就是说它这个过程的类型是相同的

在这个相同过程中

初参数对效率的影响并不大

前面谈到喷水室的结构

对性能是有影响的

那么具体来看看

喷水室哪些结构会影响性能

首先是喷嘴的排数

双排肯定比单排好

虽然前面的图给大家展示的是双排喷嘴

实际上常见的喷水室里面

有单排 双排也有三排的

双排肯定要比单排要好

但是再加 加到三排

它的性能是跟双排又差不多了

所以这就是为什么在实际应用中

虽然可以装一排 两排 三排

但是绝大部分都是装的是两排

那么喷水室的极数

双极当然它的效率要高

甚至要达到这个第一热交换效率

要全热交换效率可以大于1

那么它的接触系数等于1

喷嘴的密度

它影响了射流喷出去的这个水雾

也称作这个水苗

它喷出去之后它的重叠的程度

当然重叠的越好没有空档是最好的

如果有空档就会造成空气旁通

有一部分空气接触不到水

喷嘴的密度有个最佳值喷嘴密度过密

然后水苗重叠的非常的力量害

重叠了之后

就可能导致空气的阻力很大

而且过于重叠是没有太大的用的

关键是不要出现空气的旁通

另外还有喷嘴的方向

如果是装单排的话应该用逆喷

如果装双排的话应该对喷

在这种情况下是比较好的

排管间距是要考虑

从占地面积和热交换效率去考虑

跟那个喷嘴密度一样都有一个最佳值

喷嘴的孔径小 水滴细 效率高

但是一是容易堵塞

二是水泵的能耗又会很大

在做空调设计的时候

我们也可能会遇到

喷水室的设计和校核计算

它的特点其实跟我们前面介绍过的

表冷器的设计和校核计算是一样的

它的原则都是第一是要求两个效率

就是它的全热交换效率

以及它的接触系数

都要跟喷水室能达到的

全热交换效率与接触系数是一致的

第二个要满足空气侧失去的热量的量

跟水侧得到热量的量是一致的

那么设计过程

就是已知要处理的空气的初参数

终参数 风量

然后求喷水室的结构

喷水的水量 水的初温和终温

校核计算过程组

是已知要处理的空气的初参数

风量 喷水室的结构 喷水量 水的初温

再来求空气和水的终参数

这些方面跟表冷器又是非常相似的了