加湿技术性能对比与选用分析

加湿技术性能对比与选用分析

摘要简要介绍各类加湿技术及加湿器产品，通过对各类加湿技术产品的分析为加湿器的选择使用提供设计参考。

关键词加湿器加湿量蒸汽能耗

1 加湿技术及其发展概况

湿度作为空气主要参数之一，与人们的生活、生产息息相关，人生活在40—70%的湿度环境中觉得舒适，否则会觉得干燥或湿闷。在纺织行业湿度低于40%则易断纱、烟草行业湿度高于70%卷烟制口则易霉变、而当湿度低于30%极易产生静电对电子行业极为不利。随着现代空调技术的发展，空气湿度调节技术和各类加湿、除湿设备也得到发展。我国在60年代即开始重视研制开发降湿设备，先后对升温降湿、LiCl转轮降湿及低温凝露降湿进行开发，且其产品在国内早已广泛应用。但是加湿技术一直到70年代初还停留在淋水加湿和电极式加湿上，随着纺织、电子、印刷、烟草、特种储备等技术的发展和人民对生活环境舒适性要求的不断提高，对加湿技术提出了新的课题，70年代后期蒸汽加湿技术得到广泛应用，干蒸汽加湿器试验成功。到80年代随着中外技术的进一步交流，离心式加湿、超声波加湿、远红外加湿等先进技术得到长足发展并均已商品化。80年代末又出现了高压喷雾加湿器、新型电极式加湿器、湿膜加湿器等新产品。目前加湿设备品种繁多，性能各异，给选用带来不便，本文着重对各类加湿器原理、性能特点、使用场合进行综合介绍，以利更好地在不同场合选用合适的加湿技术。

2 加湿技术分类及其典型产品

加湿技术按其原理可分成三类：蒸汽加湿、自然蒸发加湿、强制蒸发加湿。以下以典型产品为例分别加以介绍。

（1）干蒸汽加湿器工作原理：接通蒸汽源，饱和蒸汽在喷管外套中作横向运动，环向流入弯管，进入蒸发室；由于蒸发室断面突然增大，使蒸汽减速，加之惯性作用及折流板的阻挡，蒸汽中所含的凝结水被分离出来，经蒸发室底部的冷凝水出口排出；分离出水份的蒸汽由分离室顶部进入已被预热的干燥室，干燥室内压力下降，汽化温度降低，残留于蒸汽中的水份再被加热汽化，从而完成了对饱和蒸汽的干燥处理，完成了对饱和蒸汽的汽水分离；干燥的蒸汽经调节阀进入喷管，从带有消声金属网喷孔中喷出，实现了对空气的加湿处理。特点：它是水气分离和热作用的结合，利用饱和蒸汽热量加热使喷出的蒸汽为干蒸汽，基本上是一种等温加湿。该产品使用时无噪声、

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无污染、无水份析出，除需蒸汽供应外无需其它能源，针阀可与各种电动、气动执行器配合使用以实现自动控制。其加湿量仅与喷杆和喷孔直径有关，与喷杆长度、喷孔数量均无关系，可通过增加喷杆长度及喷孔数量来提高加湿均匀性。可广泛使用在大加湿量高精度要求的空调场所。但其只适合在空调机组中使用。

蒸汽加湿的另一种方式是将饱和蒸汽直接喷至需加湿空间。这种方法简单易行，但它对空间温度影响极大，且加湿过程有大量水份析出，过去多用于纺织车间冬季加湿及饲养场冬季加湿。现由于其不可靠、温升高、有降水、难控制等缺点已淘汰，除非特殊场合不宜选用。

（2）电极式加湿器工作原理：当水中溶解有微量盐份或其它矿物质时，水就会成为一种导电液体。而当把电极插入这种水中时，水就会像普通电阻一样，自身发热，这样就会产生蒸汽，从而对空气加湿。电极式加湿器通过控制加湿罐中水位的高低，控制水的导电发热状态，进而控制蒸汽加湿量的多少。

电极式加湿由于水作为电路的一部分，因而无水时即无电流，克服了电热式无水空烧不安全的缺点。电极式加湿器制作简单，控制方便，体积小，安装简单，所以得到广泛应用。但是当要求较大加湿量时，其能耗大，当使用非净化水时电极板易结垢，加湿过程启动时间长。目前电极式加湿器被广泛制作成独立式应用于局部小空间加湿，部分型号也可用于风冷热泵空调机组，在大型空调系统中除作为辅助加湿外一般不予选用。

与电极式相似的加湿设备还有电热式加湿器，它利用置于绝缘套管内的电阻丝加热水，使之气化，蒸汽喷嘴把蒸汽喷进加湿空间，达到加湿的目的。电热式加湿器具有初投资少，加工容易等优点。但是电热式加湿器存在以下缺点：电耗大；加热器表面易结垢，造成换热量下降，严重时发生烧断事故；水箱内无水时，加热器表面温度可达800℃，容易引起火灾；加热器寿命短，维修困难。目前电热式加湿器除用于临时空间加湿外一般不予采用。

（3）红外线加湿红外线加湿为洁净加湿，适用于有洁净要求的空调系统。它属强制蒸发加湿，使用2200℃加热的红外灯作热源加热水箱中的水，使表面的水迅速蒸发产生过热蒸汽对空气进行加湿，其优点有加湿速度快、动作灵敏、易控制等。因为发生的是过热蒸汽，对于加湿比较困难的低湿场合仍能得到很好的效果，由于加热温度达2200℃，为无菌型加湿，对加湿用水质有特殊要求，无需分布装置可利用自然对流对空气进行加湿。

红外线加湿器关键部件红外灯管价格昂贵，使用寿命短，且能耗高，运行费用十分昂贵，目前仅在大型计算机房、程控电话交换机房等场所的进口空调机组中有配套。随着净化技术的发展，红外加湿由于其无菌、无凝结水、无污染等特点在洁净室加湿技术中得到广泛应用。

（4）喷淋加湿工作原理：利用喷淋泵将水泵至喷嘴群，水成雾状喷出，空气流

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经雾区与水雾进行热湿交换，达到加湿目的。喷淋加湿除具有加湿功能外，还能吸附空气中的悬浮物，具有加湿、过滤双重效果。但其设备制造复杂，不易控制加湿量，必须有通风系统配合才能使用。所以一般安装在空调机组中，多用在纺织、烟草、涂装等行业中，以充分利用其加湿、过滤的双重效果。

（5）高压喷雾加湿器高压喷雾加湿与喷淋加湿原理相似，将自来水经过加湿器主机增压后，由管路输送到喷头中。高压水从喷嘴的特制小孔中旋转喷出，并在空气中雾化。被喷出的水雾粒子与空气进行热湿交换，达到蒸发并加湿空气的目的。高压喷雾加湿由于提高了喷嘴处水压，所以其雾化效果更好，无需通风系统配合即可直接用于空气加湿。但加湿过程中会有大量水份析出，水中的矿物质积聚在物体表面会产生白色粉尘污染，长期使用易导致细菌繁殖，一般使用在要求不高的加湿场合。

（6）气水混合加湿器气水混合加湿器是将自来水和压缩空气由管路送至控制箱经由调压处理后供给特制喷头一起喷出，利用空化效应使水雾化达到加湿目的。这种加湿方式与高压喷雾加湿相比雾化效果更好，具有造价较低、高效节能、使用方便可任意组合、易于管理、加湿洁净等优点。尤其是加湿洁净，因其输送水雾的压缩空气来自于压缩循环，达到的温度细菌不能生存；虽经雾化但未被空气吸收的水绝不会再次用于雾化；每次加湿结束时系统自动激活喷嘴排空循环，利用压缩空气将与空气、水流接触的部件彻底吹干，从而消除偶然沾染生物得以存活的条件。气水混合加湿器既是大空间直接加湿的较佳选择，也可用于需要加湿的空调机组，从加湿效率和工程造价等方面综合分析具有很高的经济效益比。

（7）超声波加湿器工作原理：超声波加湿是利用浸没于水中的超声波振子，在电振荡信号激荡下，将电能转换成机械能，产生 1.7MH Z超声波，超声波能由水底向水表面扩散，水表面在空化效应作用下，产生3—5微米水雾粒子与流通的空气进行热湿交换，达到等焓加湿空气的目的。

超声波加湿具有加湿效率高、运行成本低、无冷凝、无噪音、节电节水、控制灵敏、安全可靠等优点，是无蒸汽源条件下或较低温度环境内进行大空间加湿的优良手段。目前超声波加湿器已模块化可分可合，加湿量大小调节灵活，可单独用于独立空间加湿也可用于空调机组集中加湿，是国内外较为流行的一种加湿器。

但是，超声波加湿使用不纯的水，会造成细菌繁殖，“白粉”污染等后果，使长期生活在加湿环境中的人罹患所谓“加湿器病”，而且由于喷入空气中的水雾需要吸收空气显热气化，因而造成空气温度降低。因此，现在规定使用超声波加湿给水必须是洁净的软化水、蒸馏水或纯水。

（8）湿膜式加湿器湿膜式加湿通过供水管路或循环水系统将水送到湿膜顶部，水在重力作用下沿湿膜表面往下流，从而将湿膜表面润湿，当空气穿过潮湿的湿膜时，其湿度增加，温度下降，这一加湿过程为等焓加湿过程。在这一过程中，湿膜上的少量水被蒸发掉，但不消耗额外的能源。

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湿膜式加湿器具有饱和效率高、水自然蒸发，不会产生“白粉”问题、结构简单，运行噪声小、能自我调节加湿能力等优点，但也存在供水量大、模块结垢严重，如用普通材料，则可能繁殖细菌等缺点。

3 加湿器选用

综上所述，对各类加湿器作了简要介绍，根据总结加湿器在各场合的使用经验及不同场合对加湿器的要求，综合以下几项选用原则以供参考。

（1）首先应考虑对环境湿度的控制精度随着电子、纤维、造纸、印刷等行业的技术发展，对湿度要求越来越高，在这些场合喷雾加湿、湿膜加湿已不能适应，需选用可控制且精度高的产品，如独立空间加湿可选用电极式或红外加湿器，集中空调系统则应选用干蒸汽加湿器。

（2）对加湿器的可靠性的要求在大型计算机房、程控电话交换机房等要求连续使用的场合，水喷雾加湿有水份析出，会引起电器故障，应避免使用。应选用运行可靠的干蒸汽加湿或红外加湿器。对各种精品或价值贵重的展品保存场所，选用的加湿器工作过程中不能有杂质析出，此时应对加湿器的用水用汽的纯净度提出更高要求，如使用纯水或蒸馏水等。

（3）性能价格比在养殖、纺织、烟草行业对加湿精度要求不高且要求加湿量大的场所，使用喷雾式加湿是比较合适的。一些场合冬季加湿采用直接喷蒸汽加湿，具有升温加湿的双重效果。所以选择加湿器应根据使用环境及使用要求综合考虑。

（4）维护保养及运行成本喷雾加湿器的喷淋水泵或空压机需要定期保养，喷嘴因为磨损需要更换，红外加湿器的灯管需要定期更换，电极式需要定期清洗，根据维护保养的难易结合使用场所选用合适的加湿设备可以节省运行费用。

（5）还应考虑特殊场合需求如要求无菌场所或有洁净要求的场所，则只能使用红外加湿，对运行噪声要求严格的场所则选用喷雾加湿时应考虑其噪声影响。

总之，随着现代工业需求的发展，加湿技术仍然处在不断发展之中，其应用范围也将越来越广。正确选择和使用加湿器，对于保证各种使用要求和延长加湿器使用寿命十分重要。

参考文献

1. 《简明空调设计手册》赵荣义主编

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