湿膜加湿器

湿膜加湿器
编辑
锁定
讨论
上传视频
特型编辑
空调内置加湿器件
本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目
审核
。
发展背景
随着空调技术的进步和人民生活水平的提高，人们对空气湿度的要求也随之提高。空气湿度和空气温度一样，都是构成空气质量的重要因素，它对人们的生活环境、工作环境以及工业生产都具有非常重要的意义。
由于湿度环境的重要性，加湿器还有很大的发展潜力，许多国家都在着手研发各种新型的加湿器，其研究的重点有：加湿效果;加湿器的节能；白粉问题；减少水垢等问题。根据加湿器所存在的问题以及适用范围，可推断出将来加湿器会朝着高精度控制、低能耗、低噪音、少污染、少病菌、加湿迅速、加湿范围大等方向发展。而湿膜加湿器正是符合上述研究方向的一种型式。
加湿机理
湿膜加湿器加湿的基本原理是：水经上水泵由管路送至淋水系统，其下部是高吸水性的加湿材料——湿膜。水在重力作用下沿湿膜材料向下渗透，水分被湿膜材料吸收，形成均匀的水膜；当干燥的空气通过湿膜材料时，水分子充分吸收空气中的热量而汽化、蒸发，使空气的湿度增加，形成湿润的空气。空气的湿度增加使温度下降，但空气的焓值保持不变。湿膜加湿器分为直排水加湿和循环水加湿两种方式。 
湿膜直排水加湿系统工作原理:如图1所示，经过电磁阀的清洁自来水通过供水管路送到湿膜顶部布水器，水在重力作用下沿湿膜表面往下流，从而将湿膜表面润湿，流到接水盘中的水通过排水弯管排到下水管道中，此水不循环使用。 
湿膜循环水加湿系统工作原理:如图2所示，洁净的自来水(或冷冻水)通过进水管路送到湿膜循环水的循环水箱中，进入循环水箱的水由浮球阀或液位开关来控制。湿膜循环水的水泵将水箱中的水送到湿膜顶部布水器，通过湿膜布水器将水均匀分布，水在重力作用下沿湿膜表面往下流，将湿膜表面润湿，从湿膜上流下来的未蒸发的水流进循环水箱，再由循环水泵送到湿膜顶部，此过程循环往复，从而达到节水的目的。 
从理论分析，可以得知，低温水的焓值较低，从液态变成气态所需要吸收的空气热量也较大，往往水还没有被汽化就从湿膜顶部流到了底部，此时的水温虽然升高了，但又白白地流走了，造成能源的浪费且又达不到预定的加湿量，而湿膜循环水加湿器工作一段时间后水温会比较高，此种温度的水焓值远高于冬季自来水焓值，故汽化比较容易，加湿效果好。工程上一般都优先采用湿膜循环水加湿器。 
湿膜材料
湿膜材料是湿膜加湿器的核心，分为有机湿膜、无机湿膜、铝合金网状湿膜、不锈钢刺孔湿膜、陶瓷湿膜等。湿膜材料具有较强的吸水性、很好的自我清洗能力、无毒、耐酸碱、耐霉菌、阻燃及提供水分与空气间最大的接触表面积等特点。 
对于不锈钢湿膜，是在经过了有机、无机、铝合金三种材料之后，最新研制的湿膜产品，它选用很薄的不锈钢板为原料，经过表面冲孔、刺孔，轧制存水细波纹，并作钝化和亲水处理。水在湿材里曲折立体流动，不锈钢湿膜表面刺孔被水膜张力连接封堵，克服了浸润性差的缺点。由于冲孔的存在，加上采用高密度布水，加湿效率比较高，适合于洁净要求高的工业加湿场所。 
湿膜一般采用波纹板交叉重叠的形式，它可以同时控制水流与气流交叉流动的方向，并提供水流与气流间最大的接触表面积。这种结构中倾斜角度大的波纹朝向空气进入方向，以确保大量的水流向空气进风方向，这里正是蒸发现象最强烈的地方，加湿效率比较高。这种结构方式同时提供了介质很好的自身清洁的效果。 
优缺点
湿膜加湿器优点：洁净无噪音。对空气有洗涤、过滤作用。具有加湿降温功效。洁净、等焓加湿，不产生“白粉”现象。
湿膜加湿器缺点：
1、体积大，加湿量小。
2、有机湿膜加湿器吸水性好，饱和效率高，材质轻，造价低，容易腐烂，易滋生细菌，需每年更换湿膜。
3、无机玻璃纤维湿膜加湿器吸水性好，饱和效率高，易碎品，不便安装搬运，现很少使用。
4、铝合金湿膜加湿器吸水性差，饱和效率低，造价高，不腐烂，可反复清洗，适合作循环水加湿系统。
5、使用自来水时湿膜容易结垢，水垢不吸水，蒸发面积会减少，加湿量锐减，每年要更换。
6、直排水湿膜加湿器的蒸发效率较低，运行时浪费水很多。
7、湿膜加湿器的加湿量跟风量、湿膜厚度、风压、风速和空气温湿度等参数有直接关系。
还有电极加湿器、超声波加湿器、高压微雾加湿器、高压喷雾加湿器、离心加湿器、电热加湿器、湿膜柜式加湿器、蒸汽加湿器、汽水混合加湿器等等！
特性
1.加湿能力自我调节，饱和效率高，不产生过饱和、结露现象。
2.加湿距离短，节约空调机组的体积。
3.强度高，耐腐蚀，寿命长。
4.降低噪音，维护、保养方便，运行费用低等。
5.良好的降温效果。
每平米加湿量
湿膜厚度(mm)
50
100
150
200
250
300
无机/有机湿膜
压力损失pa
35
42
83
125
140
190
饱和效率%
37
55
75
85
90
95
标准加湿量（kg/h）
33
49
67
76
80
88
金属湿膜
压力损失pa
36
52
87
125
150
195
饱和效率%
40
60
84
91
93
97
标准加湿量（kg/h）
36
54
76
85
87
90
备注
湿膜倾角45°，面风速2.5m/s，加湿前温度35℃，加湿前湿度5%RH
性能影响因素
(1)加湿材料的蒸发面积对含湿量的影响
影响湿膜加湿器加湿性能的因素很多，增加蒸发面积是提高加湿效率的主要途径。为克服加湿能力低的缺点，必须在不改变加湿器尺寸情况下，大幅度扩大蒸发面积。湿膜采用波纹板交叉重叠的形式，以同时控制水流与气流交叉流动的方向，并提供水流与气流间最大的接触表面积，以确保大量的水流在此蒸发，提高加湿效率。
(2)加湿材料的厚度对出口空气含湿量的影响
湿膜厚度的增加使空气与润湿的填料接触时间加长，应该说加湿效果更好。但随着厚度的增加，含湿量也接近饱和含湿量。因此，如果再增加加湿材料的厚度对空气的处理已经没有意义了，所以应选取合适的厚度。
(3)空气流速对含湿量的影响
随着风机速度的增加加湿量逐渐增大，而当加湿量达到一定的数值后，再增加风机速度，加湿量就呈现下降趋势。一方面风速增大，热质交换系数增大，加湿效果会提高，但风速太大会导致空气与湿膜之间接触时间缩短而削弱了加湿效果;另一方面，在加湿过程中，空气与水表面的饱和空气层之间温差和水蒸气分压差是推动力，当空气的相对湿度增大到一定值，水蒸气分压差降低，进入到空气中的水蒸气减少，所以加湿效果会降低。迎面风速增大，加湿效果会提高，但风速太大会导致空气与湿膜之间的接触时间缩短，而降低加湿效果，空气阻力也会急剧升高，所以应有适宜的风速，不要太大。 
(4)入口空气温度和水温对含湿量的影响
对于一定结构的湿膜加湿器，空气和水的初参数决定了热湿交换推动力的大小。入口空气状态决定着空气吸收水分的能力，进口空气的干湿球温度差越大，热质交换的推动力越大，降温加湿效果就越好。
应用
湿膜加湿器是一种洁净、节能的新型加湿设备，主要特点:加湿空气时，无白粉现象，结构简单，由于只有循环水泵耗电，所以耗能低，而且对水质没有特殊要求，可以对空气进行洁净加湿。因此可以广泛应用于程控机房、计算机房、造纸车间、烟草加工车间、电子生产车间、办公室、现代居室等场所。
水蒸发时要吸热，具有空气冷却效应，所以湿膜加湿器可以广泛应用于空调领域。室外空气经湿膜加湿器处理后直接送到室内。在干燥地区采用这种形式处理空气可以在能耗较低的情况下满足室内人们对舒适度的要求。在需要大通风量的工业场所，例如大中型粮库，在对粮食进行增湿调质时，可以在设备投资很少的情况下较好改善粮库的室内环境，使粮食可以满足加工要求，提高企业的经济效益。与空调组合加湿就是把湿膜加湿器组装到空调机内的加湿系统，可以对室外新风进行预处理，可以降低空调能耗，有利于提高空调机的冷却效率。而且还可以改善或提高室内空气环境品质。在过渡季节冷负荷较小时，可以利用湿膜加湿器处理空气，而无需开制冷机，有利于空调系统的节能。在我国西部地区，气候干燥、电资源紧张，湿膜加湿器可以在消耗较小电能的情况下，提供舒适的室内环境，满足生活工作需要。