空调加湿技术概述

吕文杰

摘要：随着空调的普及使用，人们对环境舒适性的要求越来越高，空气湿度的大小对人体舒适度有着显著的影响，相对湿度过低时人体会感觉到皮肤干燥、口唇开裂且易患感冒，故在现代空调的使用中，湿度是空气调节时所要考虑的重要因素之一。空调加湿技术自20世纪70年代问世以来，在室内环境中的运用愈来愈广泛。

关键词：空调；加湿；增湿；调湿；无水

一、空调加湿技术概述

湿度是表示大气干燥程度的物理量，在一定温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥，水汽越多则空气越潮湿。在干燥的环境中，湿气从人的鼻子、眼睛、嘴巴与皮肤散失，湿气离开皮肤时，产生冷却皮肤的效果，引起舒适度的降低。在享受暖温的时候，宜人的湿度也是人们非常需要的，采用加湿技术调节湿度，可以在增加舒适性的同时预防疾病的发生。

空调加湿技术按照加湿原理的不同，可分为等温加湿及等焓加湿两种。等温加湿过程中蒸汽直接喷射入空气中，在加湿的同时，蒸汽的汽化潜热被空气吸收，空气焓值增大；等焓加湿过程中水蒸发的热量直接取自空气，其加湿过程有两个作用：加湿并冷却空气，这一过程为绝热过程。从空调加湿技术中水源的来源分类，可分为有水加湿和无水加湿两类。有水加湿可以在室内机上设计人工加水盒，也可以把空调和加湿器、空气净化器等联动进行控制，需要人工定期往加水盒里加水。无水加湿不用人工定期加水、自动实现加湿，一般利用多孔介质材料对水分的吸附，从室外空气中获取水分，或利用空调冷凝水实现对室内加湿。有水加湿由于要定期清洗加水盒等原因导致使用起来不方便，而且加水难度大，与加湿器联动又带来加湿范围窄，水质不好时加湿器与周围还会出现白粉等问题，无水加湿技术无需人工加水，使用方便，用户体验好，但是难度大，成本也高。

二、不同空调加湿技术特点分析

國内加湿技术在70年代初期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，70年代后期蒸汽加湿技术得到广泛应用，干蒸汽试验成功。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、新型电极式加湿、湿膜加湿等新产品，90年代末则出现了无水加湿技术。

1.高压喷雾加湿

其工作原理是用泵将水加压，通过安装在大型空调机内的喷头组件喷出水雾，在空调风道中随气流运动来完成加湿任务，喷雾量大小与运转压力有关。

2.超声波加湿

其工作原理是利用压电换能器将电能转换为机械能，通过振荡电路产生170万次/S的高频振荡将水雾化成1～5μm的超微粒子，超微粒子可长期悬浮在空中，雾化粒度细，质量较高，通过风机将水雾散到空气中，达到均匀加湿空气的目的。超声波加湿技术的优点是无噪声、加湿强度大、加湿均匀、加湿效率高、安全性能高和节能省电（耗电量仅为电热式加湿的1/15～1/10）；其缺点是对水质有要求，易出现白粉，雾化片寿命短。

3.电热式加湿

电热式加湿也叫电阻式加湿，它把电热元件置于加湿器水槽内，通电后水被加热产生蒸汽，再将蒸汽引入空气，对空气加湿。这种加湿方式优点是加湿精度极高（±1%～±2%），可采用可控硅直接控制电流以控制加湿精度；缺点是耗电量大、加湿范围小，加湿不均匀，易产生水垢，喷出的炽热水蒸气温度太高，存在安全隐患。这一方式适用于无蒸气源、加湿量不大，湿度要求严格的场合，对水质要求高，最好用去离子水，如果一定要用自来水，须定期除垢。

4.干蒸汽式加湿

采用干蒸汽式加湿时空调将蒸汽直接喷入空调器或送风管的气流中以加湿空气，其主要特点是加湿精度高，可通过蒸汽调节阀作比例调节，加湿量大，可做到近1000kg/h，特别适用于有蒸汽源的场合。干蒸汽式加湿具有省电，加湿迅速、均匀、稳定、不含水滴、不含菌等特点，多用于要求洁净和温度波动范围要求严格的房间，如医院的手术室、生物培育实验室、电子计算机房、精密产品制造车间等。

5.电极式加湿

电极式加热原理是对加湿器内储水槽中的电极通交流电，水被加热产生蒸汽，蒸汽再通过喷雾管排出，进而对空气加湿。这种加湿方式的优点是加湿迅速稳定，不会形成水滴，水质卫生，噪声也小，而且比较灵活方便，而且加湿精度较高（±3%），适用于无蒸汽源，加湿量不大，且湿度要求较高的场合。缺点是通过大容量电极加湿产生出蒸汽，耗电成本高，电极式加湿靠水中离子导电，不能用纯水，加湿用的水源须经过过滤和软化处理，又需要定期除垢。这一方式产生的蒸汽压力小，输送距离较短。

6.湿膜加湿

湿膜加湿原理是采用具有较好吸水性、较强耐腐蚀性的加湿材料，通过表面渗透蒸发汽化的加湿方式，由风机将加湿材料表面蒸发的水汽直接送入室内。由于只有水分可以被蒸发汽化，被加湿空气中不含钙、镁等离子，克服了一般水雾加湿的白斑现象，是一种洁净加湿方法，不须考虑水的硬度问题。加湿时通过供水管路或循环供水泵系统将水送到湿膜顶部，由喷淋水管上的小孔向下喷出，通过疏水介质均匀分配供给吸附湿膜（加湿介质）形成水膜，通过给水不断流动。7.冷凝水加湿

冷凝水加湿是夏季采用室内热交换器冷凝水做水源，冬季采用利用室外热交换器制热化霜所产生的水做水源的方式，其具体加湿方式与有供水加湿相同。优点是不用人工加水，使用方便；缺点是加湿量受冷凝水量或化霜水量的限制而不稳定，结构复杂，水的净化与保养也是难题。

8.转轮加湿

转轮加湿又称转轮吸附加湿，其利用吸湿材料制成的低温循环节能转轮吸附室外空气中的水分，经过加热后通过风机将湿空气送入室内，加湿的同时起到了换气的作用，以此提高了室内空气品质。加湿转轮由吸收区、冷却区、脱吸区三部分组成。吸收区的重要功能是吸收室外空气的水分；冷却区的主要功能是利用待加湿空气冷却该区域的吸湿材料，便于吸收区能更有效地吸收空气中的水分；脱吸区的功能是通过电加热丝脱离加湿转轮上的水分，待加湿空气带走脱离的水分。由于这一技术吸收空气中的水进行加湿，也成为水加湿，此技术加湿装置需要安装在室外，以吸收室外空气的水分，可通过风机将湿空气送入室内。由于转轮无水加湿不存在加水和产生水垢等问题具有相当明显的优越性，但其缺点是结构复杂，制造成本高，运行费用高。

三、总结

通过上述对空调加湿技术发展的梳理和分析，可以对各加湿技术的优缺点以及使用场合有了系统的认识，其中冷凝水加湿和转轮加湿因为具有无需人工定期加水这一特点，使得无水加湿技术成为当今空调行业的最新发展动态。提高吸附材料的吸附能力以及提高吸湿效率是现阶段研究热点。

参考文献：

[1]加湿技术在家用空调中的应用探讨.袁琪，肖德玲，岳锐，胡晓宏.《洁净与空调技术》.2011.09

[2]不需加水的加湿换气系统在空调中的研究与应用.叶竞春，李子斌，余卫权.《制冷与空调》.2002.04