户式中央空调系统加湿方式探讨

摘要：户式中央空调系统作为一种高档住宅的标志正得到越来越多的应用，本文从探讨加湿的必要性入手，分析了各种加湿方式，给出住宅空调系统冬季加湿量的计算公式，探讨了各种适用于住宅的加湿方式。

1 加湿的必要性

北方冬季空调、采暖系统中，室内空气是一个等湿加热过程，空气被加热的温度越高，其相对湿度越低。在济南地区，当把室外空调计算状态（干球温度-10℃，相对湿度54％）下的空气加热到室内设计温度（干球温度22℃）时，相对湿度将减小到5％左右。除南方沿海部分相对湿度较高的地区外，凡对室内空气温度有加热需要的地方，都存在这个问题。室内相对湿度过低，对人的呼吸系统产生刺激，易引发呼吸系统疾病；室内易产生静电，影响人们的正常生活；木质地板、家具易干裂变形。因此，采暖住宅特别是设置了户式中央空调系统的住宅应采取加湿措施。

2 空调系统加湿方法

舒适性空调系统中的加湿过程有等温加湿、等焓加湿、加热加湿、冷却加湿等。等温加湿设备主要有干蒸汽加湿、电极加湿、电热加湿等；等焓加湿设备主要有喷水室加湿（循环水）、高压喷雾加湿、超声波加湿、湿膜加湿等；加热加湿设备主要有喷水室加湿（热水）等；冷却加湿主要有喷水室加湿（冷水，水温在空气露点温度和湿球温度之间）。在民用建筑中，受条件限制，喷水室已很少采用，各种常用的加湿方法的优缺点如表1所示。

表1常用加湿方法

3 加湿量计算

冬季空调房间空气可建立如下湿平衡关系式：

Wp=Wx+Wy+W (1)

式中

Wp—室内排风带走的含湿量，Kg/h；

Wx—送入室内的新风或渗风含湿量，Kg/h；

Wy—室内余湿量，Kg/h；

W—加湿设备加湿量，Kg/h。

住宅室内的余湿量来源于人员与人的日常活动如洗浴、炊事、饮食等，相对于其它类型的建筑形式，住宅内人员较少，缺乏稳定的散湿来源，产湿量较大的厨卫部分一般与空调区域隔开并处于排风负压区。因此，住宅内的余湿量很下，在加湿设备的计算中可以忽略不计。

考虑房间的风量平衡，加湿设备的加湿量的计算公式如下：

W=Gw(dn－dw) (2)

式中

W—加湿设备加湿量，Kg/h。

G－送入室内的新风量或房间渗风量，Kg/h；

dn—室内空气含湿量，g/Kg；

dw—室外空气含湿量，g/Kg。

4 户式中央空调加式方式探讨

目前市场上的户式中央空调系统的主要有以下三种：冷热源采用风冷热泵、室内采用风机盘管的形式；采用一体式或分体式管道静压送风机组的形式；变频一拖多（VRV）系统、采用新风换气机供应新风的形式。根据户式中中央空调系统的形式不同，应采用不同的加湿方式。

4.1 风机盘管加湿器

在风机盘管的出风口处设置一组特殊加工的湿膜即构成风机盘管加湿器，用于风机盘管户式中央空调系统中的加湿。该设备具有如下特点：

（１）较用户自购的家用加湿设备加湿量大，容易满足湿度求，且经过加湿的空气随风机盘管送风到达室内各个角落，湿度分布均匀。

（２）结构简单、可靠，设计使用与普通风机盘管系统完全相同，无须另外增加设备。

（３）耗水量小，一般型号仅５Kg/h，全天使用耗水量不过100Kg。

（４）排水方便，加湿器安装在风机盘管内部，通过风机盘管凝水盘即可实现排水。

（５）风阻力小，采用普通余压型风机盘管即可正常送风。

图1为风机盘管加湿器工作原理图示，表2为某公司开发研制的部分风机盘管加湿器的技术参数。

表2

4.２新风换气机加湿器

新风换气机是一种带有高效热回收器、风机和空气过滤器，具有双向换气、空气净化及热回收功能的通风设备。新风换气机采用的热回收器一般为叉流式静止、平板热交换器，冷、热气体的运动方向相互垂直，在热交换器内气流属于湍流边界层内的对流换热性质，热交换充分，可以达到较高的热交换效率，一般显热交换效率可达70%，可减少室内冷热量损失，具有明显的节能效果。双向换气风机可保证在向室内提供经过过滤的新鲜空气的同时，将等量的室内污浊空气排出室外，起到一机两用的作用。

当采用新风换气机为户式中央空调系统供应新风时，由于冬季送风温度较低，如济南地区在室外空调设计干球温度-10℃时，送风温度仅为12.4℃，如采用湿膜或超声波式、高压喷雾式等型式的等焓加湿，即使加到饱和也无法达到用户要求，故只能采用电极或PTC电陶瓷加热的等温加湿方式。

新风换气机系列加湿器的工作原理是将用PTC电陶瓷加热而产生的蒸汽输送到新风换气机的室内新风送风口处，完成新风加湿过程。图2是其工作原理图示。该设备具有如下特点：

（１） 低温加湿性能好，可在10℃左右的低温送风管道内完成等温加湿。

（２）风阻力小，蒸汽在PTC不锈钢箱体内产生后，仅通过蒸汽管送到新风换气机的新风送风管内，与干蒸汽加湿器的布置方式相同，对送风系统基本没有影响。

（３）耗水量小，除定期进行排污外，水全部转化为蒸汽。

（４）使用安全，无水时PTC电陶瓷表面温度不超过200℃，不会像电热管一样产生干烧火灾隐患。

表3是某公司开发的SPT电陶瓷加湿器的性能参数，当新风量超过600m3/h时应采用电极式加湿器。

表3

4.３全空气型户式中央空调加湿器

全空气型户式中央空调室内机（静压式管道机）为了降低噪音，风压一般都比较小，如在出风口上设置湿膜式加湿器对户式中央空调系统的送风量有较大影响，一般均采用BYPASS旁通方式加湿或采用电加湿。

旁通加湿的工作原理是将经过空调盘管加热后的空气一部分从旁通风管经过喷雾加湿段，利用送回风口的压力差形成旁通空气循环，实现加湿目的。图3表示吊顶安装的户式中央空调风管式室内机的加湿系统工作原理。该种加湿方式具有如下特点：

（１）风阻力小，旁通加湿器安装在出风管道的侧边，通过BYPASS系统旁通一部分空气到回风管道，送风系统无风阻力。

（２）耗水量小，加湿器采用压力喷雾加湿膜吸水二次汽化，所需喷水量极小。

（３）加湿可靠性高，整个设备无动力部件。

表4为某公司开发的全空气型户式中央空调加湿器的产品性能参数。

表4

5 本文对户式中央空调的加湿作了较为粗浅的探讨，水平所限，难免错误，欢迎指正。

［参考文献］

李向东编著．现代住宅暖通空调设计．北京：中国建筑工业出版社，2003