Giáo trình Điều hòa không khí và thông gió - Chương 4: Xử lý nhiệt ẩm không khí

ện pháp khác cũng thường hay được sử dụng là lắp đặt các thanh điện trở trên 
các đoạn đường ống. 
Hình 4.9. Thanh điện trở và cách lắp trên đường ống 
 4.2.3. Tăng ẩm cho không khí. 
Trong công nghiệp đặc biệt trong công nghiệp dệt, đòi hỏi độ ẩm không khí khá cao. 
Những mùa hanh khô độ ẩm không khí không đảm bảo yêu cầu, cần phải tăng ẩm (dung ẩm) 
cho không khí. Để làm điều đó cần cho bay hơi nước vào trong không khí. Có nhyiêù biện 
pháp khác nhau, dưới đây là các biện pháp thường được sử dụng. 
 67
 4.2.3.1 Tăng ẩm bằng thiết bị buồng phun. 
 Buồng phun thường được sử dụng để tăng ẩm cho không khí trong công nghiệp vì 
lưu lượng đòi hỏi lớn. 
 Khi phun hơi nước vào trong không khí, thường người ta sử dụng nước tự nhiên (trừ 
trường hợp cần kết hợp gia nhiệt). Khi phun nước, quá trình xảy ra gần với quá trình bay hơi 
đoạn nhiệt, trạng thái không khí thay đổi theo đường A4 hoặc A5. 
Đặc điểm cơ bản của quá trình này là : 
 - Lượng hơi ẩm bay hơi vào không khí rất ít so với lượng nước phun. 
 - Sự thay đổi trạng thái của không khí phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ nước phun. 
 4.2.3.2 Tăng ẩm bằng thiết bị phun ẩm bổ sung. 
Tăng ẩm bổ sung là hình thức đưa hơi nước trực tiếp vào không gian bên trong gian máy 
với lượng hơi nước đưa vào thường không lớn lắm. Có nhiều biện pháp tăng ẩm bổ sung cho 
không khí nhưng có chung đặc điển là: 
- Lượng hơi ẩm đưa vào không lớn lắm 
- Làm ẩm cho không khí trong một khoảng không gian hạn chế. 
- Khi phun hơi ẩm tuyệt đối không được du thừa, toàn bộ hơi ẩm phải được khuyếch tán 
vào trong không khí. 
Thường người ta sử dụng các thiết bị phun ẩm sau: Hộp hơi phun hơi ẩm bão hoà, thiết bị 
kiểu kim phun, đĩa quay hoặc khí nén. 
 a)Phun nước bão hoà vào không khí nhờ hộp hơi: Trên hình 4.10 là cấu tạo 
của hộp hơi phun hơi ẩm bão hoà nhờ điện trở. Thiết bị gồm hộp sinh hơi 4, bên trong có các 
sợi dây điện trở 3. Khi đốt nóng hơi nước bốc ra theo ống 1 rồi khuyếch tán vào không khí. 
Nước bổ sung được cấp vào ống 2 và chứa trong thùng 5 thông với thùng 4. Ống xả 6 nhằm 
duy trì mức nước trong các thùng 4 và 5. Trạng thái của không khí sẽ thay đổi theo quá trình 
đẳng nhiệt ε = ro
 o
o r
d
d.r
d
I =∆
∆=∆
∆=ε 
Hình 4.10. Hộp phun hơi ẩm bão hoà 
Như vậy trạng thái không khí sẽ thay đổi theo đường đẳng nhiệt A6, nghĩa là nhiệt độ 
không khí sẽ không thay đổi . 
Như vậy ta có thể tính toán được trạng thái không khí nếu biết được lượng hơi bay hơi vào 
không khí. Chẳng hạn hơi nước bão hoà 100oC với lưu lượng 8 kg/h được phun vào không khí 
ở trạng thái t1=27oC, ϕ1 =50% (không có hơi ẩm dư thừa) và lưu lượng 1000 kg/h. Nếu hơi 
 68
khuyếch tán đều vào không khí thì lượng ẩm tăng là kg/g8
1000
8d ==∆ , trạng thái không 
khí sau khi tăng ẩm là: d2=19 g/kg, ϕ2 =85% và t2=27oC 
 b). Phun nước cho bay hơi đoạn nhiệt vào không khí 
 Yêu cầu cơ bản của phun ẩm bổ sung là hơi phun phải mịn để khuyếch tán hoàn toàn 
vào trong không khí không được dư thừa. Quá trình bay hơi nước vào không khí được thực 
hiện đoạn nhiệt, tức ε=0. Thường người ta sử dụng các thiết bị như sau: vòi phun và đĩa quay. 
- Dùng vòi phun với bơm: Trên hình 4.11 là thiết bị vòi phun với bơm. Nước có áp suất cao 
9÷90 bar từ bơm đi vào ống dẫn 5 qua bộ lọc 2, trong đó có lưới lọc 6 dạng hình trụ, sau đó 
theo ống dẫn 7 vào vòi phun 1. Bên trong vòi phun cũng có lưới lọc bằng đồng để tiếp tục lọc 
nước. Nước sạch qua ống 8 có đầu phun nhỏ để tăng tốc, ra khỏi vòi phun, nước phun vào 
kim 9 đặt cách lổ một khoảng nhất định và có thể điều chỉnh được nhờ vít 10. Sau khi va đập 
mạnh vào kim 9 nước bị xé tơi thành màn bụi dạng nóng. Các hạt bụi khuyếch tán vào trong 
khong khí , các hạt lớn một phần đập vào vỏ 3 để tiếp tục bị làm tơi và bay hơi tiếp, phần còn 
lại (98%) rơi xuống phểu 4 có đáy thông với đường thu hồi về bơm. 
 Sau một thời gian làm việc cần xả bẩn trong các lưới lọc và thổi thông đầu mủi phun. 
Muốn vậy người ta sử dụng khí nén. Khi ngừng phun, lò xo ép van 12 lên, mở thông đường 
khí nén từ bầu 11 với đường xả 14, khí nén sẽ cuốn nước cùng cặn bẩn bám trên lưới đưa vào 
phễu 4. 
Hình 4.11. Vòi phun hơi nước 
Năng suất làm ẩm của thiết bị là 7 kg/h và lượng nước phun mỗi giờ là 350 l, tiêu hao năng 
lượng là 20W cho mỗi kilôgam hơi ẩm. 
 Thiết bị phun ẩm kiểu vòi phun tuy có ưu điểm là tiêu hao điện năng ít, nhưng ít được 
sử dụng do lổ phun khá nhỏ hay bị tắc, nước dễ chảy ra nền nhà, vận hành phức tạp. 
 - Phun ẩm bằng thiết bị đĩa quay: Cấu tạo của thiết bị được đưa ra trên hình 4.12. 
Thiết bị gồm có đĩa 2 được gắn với trục quay dẫn động nhờ động cơ 1 quay với tốc độ rất cao 
2850 vòng/phút, chao 5 trên có gắn các cánh tĩnh 4 và lá chắn 11, quạt gió 6 và vỏ 10 lắp 
đồng trục với đĩa 2. 
 Nguyên lý làm việc của thiết bị như sau: Nước từ ống dẫn 3 được tưới lên bề mặt bên 
trong của đĩa 2. Khi đĩa quay, nhờ lực ly tâm các giọt nước văng ra va đập lên các cánh tĩnh 4 
và được xé tơi. Nhờ quạt 6 các giọt nước được thổi vào không khí trong gian máy và khuyếch 
 69
tán hết. Các giọt nước lớn bị lá chắn 11 cản lại, rơi xuống phần dưới của chao 5, theo ống 8 
về bơm. 
 Năng suất làm ẩm của thiết bị khoảng 10 kg/h, lưu lượng nước cung cấp 90 l/h, tiêu 
hao điện năng là 51W cho mỗi kilôgam hơi ẩm. Như vậy so với thiết bị phun kiểu vòi phun 
thiết bị đĩa quay tiêu hao ít nước hơn nhiều, nhưng chi phí điện năng khá lớn. 
 Ưu điểm của thiết bị là đơn giãn, dễn chế tạo, dễ vận hành, ít trục trặc do tắc nước. Vì 
vậy nó thường hay được sử dụng trong các xí nghiệp công nghiệp. 
 Nhược điểm là vẫn còn lượng hơi nước dư thừa nên có khả năng làm ướt nền nhà., 
thiết bị khá cồng kềnh, các chi tiết dễ bị hoen rỉ. 
Hình 4.12. Thiết bị phun ẩm kiểu đĩa quay 
 - Phun ẩm bằng thiết bị khí nén: Trên hình 4.13 là thiết bị phun ẩm kiểu khí nén. 
Nguyên lý làm việc của thiết bị như sau: Không khí có áp suất 2 bar đươc cấp từ hệ thống 
khí nén theo ống dẫn 1 chuyển động vào bọc quanh ống 3 và thoát ra lổ phun hẹp 5. Khi thoát 
ra khỏi lổ phun khí nén cuốn theo một lượng hơi nước và xé tơi thành bụi và khuyếch tán vào 
không khí. 
Nước được cung cấp từ một bình chứa, nhờ áp suất của khí nén đưa vào thùng. Do đó khi 
ngừng cấp khí nén thì nước cũng ngừng chảy vào ống phun. 
Năng suất làm ẩm của mỗi ống phun là 2,7 kg/h; lượng khí nén tiêu hao cho mỗi ống 
khoảng 4 m3/h; điện năng tiêu hao là 190W cho mỗi ống phun (khoảng 70w cho mỗi kilôgam 
hơi ẩm). 
Mặc dù tiêu hao nhiều điện năng và phải có hệ thống khí nén nhưng thiết bị phun ẩm bổ 
sung kiểu này vẫn hay được sử dụng vì cấu tạo rất gọn, độ tin cậy cao, dễ tự động, không có 
lượng nước dư thừa. 
 70
31
35
7
523
1
43
2
Næåïc
Khäng khê 
Hình 4.13. Thiết bị phun ẩm kiểu khí nén 
 4.2.4 Làm khô (giảm ẩm) cho không khí. 
 Trong đời sống và công nghiệp, nhiều lúc đòi hỏi giảm độ ẩm của không khí , chẳng 
hạn như trong một số phân xưởng chế tạo các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ ẩm nhỏ. Ví dụ chế 
tạo máy biến áp, linh kiện điện tử vv. . . Giảm ẩm cho không khí là quá trình rút một phần hơi 
ẩm trong không khí nhằm giảm độ ẩm (dung ẩm) cho nó. Quá trình đó thường được thực 
hiện bằng cách ngưng kết hơi nước trên các bề mặt nhiệt độ thấp hoặc nhờ các loại hoá chất 
đặc biệt. 
4.2.4.1 Làm khô bằng dàn lạnh. 
 Quá trình làm lạnh không khí thường kèm theo làm khô nó, do hơi ẩm trong không khí 
ngưng kết lại trên bề mặt của thiết bị. Tuy nhiên không phải bao giờ làm lạnh cũng kèm theo 
làm khô, điều kiện để diễn ra ngưng kết hơi ẩm là nhiệt độ bề mặt của dàn lạnh phải nhỏ hơn 
nhiệt độ đọng sương của không khí. Thông thường điều kiện đó luôn luôn thoả mãn do nhiệt 
độ của các tác nhân lạnh bên trong rất thấp. 
Quá trình làm khô bằng dàn dàn lạnh diễn ra theo quá trình A1. 
 Thường nhu cầu giảm ẩm ít có nhu cầu trên thực tế , quá trình này thường được diễn 
ra kèm theo quá trình làm lạnh. 
4.2.4.2 Làm khô bằng thiết bị buồng phun. 
Trong công nghiệp ta có thể thực hiện việc giảm ẩm bằng thiết bị buồng phun. Khi phun 
nước lạnh có nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ điểm sương của không khí thì một phần hơi ẩm trong 
không khí sẽ ngưng tụ lại trên bề mặt của các giọt nước. Như vậy một một giọt nước phun 
óng vai trò như những bề mặt ngưng kết làm tích tụ nước và tăng khối lượng các giọt nước. 
Tuy nhiên đây là một quá trình phức tạp nên rất khó khống chế và điều khiển. 
4.2.4.3 Làm khô bằng máy hút ẩm. 
 Người ta có thể thực hiện việc giảm ẩm trong một không gian bằng máy hút ẩm. Máy 
hút ẩm có các thiết bị như một máy điều hoà dạng cửa sổ, nhưng các dàn nóng và dàn lạnh 
được bố trí khác đi. Trong máy hút ẩm không khí vào một đầu và ra đầu kia sau khi chuyển 
động qua dàn lạnh và dàn nóng. 
 71
Quá trình thực hiện như sau: Không khí được quạt 2 hút đưa qua dàn lạnh 4. Ở đây thực 
hiện quá trình làm lạnh, làm khô A1, hơn ẩm trong không khí ngưng kết một phần rơi xuống 
máng 5 và chảy ra bể hứng 6. Sau đó không khí được dẫn đến dàn ngưng 3, thực hiện quá 
trình gia nhiệt đẳng dung ẩm, làm cho độ ẩm tương đối giảm xuống, đồng thời tăng nhiệt độ 
của không khí lên nhiệt độ định sẵn. 
Hình 4.14. Thiết bị hút ẩm 
Các máy hút ẩm thường được đặt trong các phòng yêu cầu đặc biệt hoô¼ctng các nhà kho 
chứa các sản phẩm đặc biệt. 
d, kg/kg
B
I
kJ/kg C ϕ = 100%
A
B
d = dC 
Hình 4.15. Quá trình thay đổi trạng thái không khí ở máy hút ẩm 
Quá trình thay đổi trạng thái của không khí diễn ra theo 2 giai đoạn: Quá trình làm lạnh 
làm khô AB ở dàn lạnh và quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm BC ở dàn ngưng (hình 4-15). 
4.2.4.4 Làm khô bằng hóa chất. 
Trong một số trường hợp nhất định người ta có thể sử dụng các hóa chất có khả năng hút 
ẩm tốt như: silicagen, vôi sống, zeolit để giảm ẩm cho không khí . Nhưng phương pháp này 
rất hạn chế vì khả năng hút ẩm rất hạn chế, các chất đó nhanh chóng bão hòa và thường tỏa 
nhiệt và ảnh hưởng nhất định đến không gian điều hòa. 
Trên đồ thị I-d quá trình hút ẩm không khí bằng hoá chất diễn ra theo đường A9. 
DEFG 
 72