濕熱試驗箱、濕熱環境試驗室加濕方式有哪些？

一、前言

濕熱試驗箱里采用的加濕方法有很多種，他們的加濕原理、工藝流程、設備組成、設計方法等均大不相同，在進行濕熱環境試驗室加濕系統的設計之前，首先要根據實際的具體情況、配套設備情況開確定加濕方式；選擇合理的加濕方式有助于降低能力消耗、運行費用、提高控制精度以及提高使用維護的可靠性。

二、濕熱試驗箱、武漢濕熱試驗箱選定加濕方式的主要原則

在進行設計濕熱試驗室加濕方法之前，可按如下原則確定試驗系統的加濕方式:

（1）適應具體的濕熱環境試驗的特點，滿足各項濕熱試驗技術指標。

（2）充分發揮各種加濕方式的特點，為以后發展、改進應留有余地。

（3）整個試驗室的加濕系統具有良好的調節性能，能適應各種濕熱試驗環境對加濕調節量的要求。

（4）盡可能減少投資、能力消耗、運行費用。

（5）可靠性高，使用操作方便，故障排除、維護保養簡單。

（6）方案有很好的可行性，各種設備應立足可從國內市場銷售的部門購得。

（7）能綜合利用試驗設備，便于試驗，易于操作。

三、加濕方式

迄今為止，在濕熱環境試驗箱試驗設備中，廣為采用的加濕方式有表面蒸發加濕、噴霧加濕、蒸汽加濕三種方式。此三種方式各有利弊，要根據具體的情況、配套設備情況來進行實際的設計。

（一）表面蒸發加濕

表面蒸發加濕，從分子運動論的觀點來看，就是水分子離開水表面變成水蒸汽分子的過程。早期的濕熱試驗設備就是采用這種加濕方式來加濕，俗稱“水盆加濕法”。典型的機構見圖1.

由于水蒸發要受到水自身溫度高低、水表面積的大小、水表面上水蒸汽分子密度的大小(即水蒸汽分壓力的高低)等因素的影響；雖然水在任何溫度下都能蒸發，但是也應考慮上述因素的影響。根據推算，表面蒸發加濕量的大小可根據下述公式來計算：

式中：β為濕交換系數(kg/m*s*Pa)

為飽和空氣層的水蒸汽分壓力，也就是濕球溫度下空氣的飽和水蒸汽分壓力(Pa)

Pq為空氣的水蒸汽分壓力(Pa)

F為水與空氣接觸的表面積(㎡ )P為大氣壓力(P)，s為時間(S)

表面加濕的特點：

(1)設備結構簡單，易于實現。

(2)使用時沒有運轉機構，無噪聲，工作可靠

(3)加濕過程—般較為緩慢，當以自然對流為主時,被加濕空間的濕度均勻比較差。

(二)噴霧加濕

噴霧加濕是在空氣調節通道里噴不同溫度的水來實現空氣的加熱、冷卻、加濕和除濕的多種空氣處理過程。典型的噴霧加濕系統如圖2

在加濕過程中，濕空氣和嘴噴出來的細小水滴相遇時，便和水滴表面發生熱、濕交換，這時根據水溫的不同既可能發生熱交換，也可能發生熱、濕交換。當空氣水滴相遇，就將小水滴邊界層的飽和空氣帶走，補充的新空氣則繼續達到飽和，飽和空氣層不斷與流過的空氣混合，而發生狀態變化。因此 ，可將空氣與水滴的熱、濕交換過程看做兩種狀態空氣的混合過程.在理想條件下，全部空氣都能達到飽和狀態，而且具有水的溫度。也就是說，空氣的zui終溫度等于水的溫度；與空氣接觸的水溫不同，空氣的狀態變化過程也不同。隨水溫不同，也可以得到下表和圖3所示的七種典型的空氣狀態變化過程。

在上述七種過程中，A-2過程為空氣加濕與除濕的分界線，A-4過程為空氣增焓的分界，A-6 過程為空氣升溫的分界線。

噴霧加濕的特點：

(1)可以實現多種空氣狀態的變化過程。

(2)加濕能力較大，快速加濕容易造成濕度過沖。

(3)由于使用強制性氣流循環，濕度均勻性比較好。

(4)在使用中，對所用的水質量有一定的要求，電阻率不超過 500 歐.米。

(5)由于使用轉動機構，在長期連續工作的情況下，要考慮備用系統。

(三)蒸汽加濕

蒸汽加濕就是將低壓蒸汽直接注入調節通道，從而提高工作空間的濕度。在i-d 圖上，蒸汽加濕的熱濕比e方向線可近似地看做與等溫線平行，因而常稱蒸汽加濕為等溫加濕。實際上由i—d 圖上可看出是升溫加濕，原因有：

a．i—d 圖上蒸汽加濕的 e方向線角度略大于等溫線；

b．蒸汽加濕時，蒸汽與空氣未能充分混合，出現局部冷凝，放出熱量。

 蒸汽加濕因蒸汽產生的方式不同，可以分為工業蒸汽加濕、電熱加濕器加濕和電極加濕器加濕三種。工業蒸汽加濕通常用在有工業蒸汽的地方，有廢氣再利用的性質，應用比少。而電熱加濕器加濕和電極加濕器加濕使用的比較廣，其結構和特點如下；

a．電熱加濕器

也就是平常所說的電熱小鍋爐，它是采用管狀電熱元件通電，使水受熱沸騰，產生蒸汽；電熱加濕分開、閉式兩種，開式電熱加濕器是與大氣直接相通的非緊密容器。

 開式電熱加濕器由于容器內常有一定量的水，從接到加濕指令到蒸汽出來有一段時間，這就加大了濕度的波動度。

 閉式電熱加濕器是大氣相通的密閉容器。蒸汽壓力高于大氣壓力．通常保持 0．1～0．3kg/cm。的低壓蒸汽。在開啟調節后即可迅速加濕蒸汽，消除開式電熱加濕中的滯后時間，但是結構復雜一些。

b．電極加濕器

電極加濕器是利用水電阻加熱水產生水蒸汽。電極加濕器常用不銹鋼作為火線電極，容器內殼接地。通電后，電流從水中通過，水被加熱產生蒸汽。加濕加率可隨水位高低而變，水位越高，功率越大。調節水位就調節加濕量。

電極加濕器有如下特點：

1．體積小，加濕量大；

2．所使用的水質無嚴格的要求，不會因缺少水分而損壞設備。

電熱加濕器和電極加濕器所需的電功率可用如下公式來計算：

其中：W為zui大加濕量(1kg/h)

△j 為蒸汽與進水的焓差，一般取630Kcal/kg

K為附加系數，考慮使用元件結垢后而影響的附加系數，一般按下列情況取值 ：

當采用蒸餾水時 K=1.05；

當采用硬度較低的水時 K=1.10；

當采用硬度較高的水時 K1.20。

 在使用蒸汽加濕過程中．應使加濕蒸汽以zui知事短的距離進入工作空間。并對空氣所經過的管道采取良好的保暖措旅，以達到理想的加濕效果。

采用蒸汽加濕法對試驗空間進行加濕，國內已有應用在大型環境模擬試驗室(1000m³)中，控制采用微機自動控制，利用鍋爐送來水蒸汽進行系統的升濕、加濕，很好地完成了各種濕熱環境的摸擬。