工作原理

压缩空气经过文氏管，垂直撞击水流，将水雾化成小水珠，以接近声速的超高速度经喷嘴出口再次直线撞击置于喷嘴前端的超音波共振放大器并产生超音波共振现象。利用音波反射原理所增强的超音波能量打破水珠的内聚力，使水珠分散成更多更细小的微水珠，且将微水珠由粒状变成薄面状，增大数百倍与空气接触的面积，使微水珠不仅迅速而且容易被空气所吸收，从而达到降温加湿的作用。

若无超音波共振放大器，一般无法产生大量的0.1～10微米的微水珠。一般撞击后会产生大量微小水珠，也会产生一小部份较大的水珠，而且无论水珠如何的微小，仍为液态的水珠。需经过流畅的热焓转换才能变成汽态水，这个热能的转换需要一定的时间及一定的热焓缺一不可，所以在加湿前需先预热空气以提高可转换的热能。而需求愈高的送风湿度，就需要愈长蒸发时间和愈长的吸收距离。所以需在加湿器后段加装挡水板，以滤除未汽化的水份，以防止出现结露现象。

二流体超音波喷雾加湿系统的加湿总量无限制，可大量并联喷嘴和阀组使用，也可提高水源压力以得到较高的单位喷水量及效率。 

产品特性

1、水雾加湿

又称等焓加湿，既可加湿，又可降温。

2、超音波雾化喷嘴

不锈钢特制的二流体超音波雾化喷嘴不仅耐高压耐腐蚀，使用寿命长，而且由于特殊设计的前置式可调子弹型超音波共振器，能有效增加喷雾品质，使水雾颗粒更小，更易与空气结合。更提供容许可在较大范围之气/液态压力差比下，均可得到良好的雾化效果。前置式可调子弹型超音波共振器，可轻易调整喷嘴出口与共振器间之距离，因能够轻易调整喷雾扩散范围（弧度）与雾化品质，进而使需求的加湿距离较其它非可调试更短许多。

3、比例式控制

经实验和实际运用，二流体超音波喷雾喷嘴要有最佳的雾化效果，必须控制气压与水压压差在1.0～1.5kg/cm²左右。所以特别设计了一种无论水压怎样变化，都与气压成固定压力差的压差系统；并借助高品质的气动比例式水流控制阀、气动开关控制阀、及特制的二流体超音波喷雾喷嘴，经完整严密的时序自动控制，使水压与气压能在任何情况下自然控制，以提供最佳的雾化效果。所以在所有的水雾加湿器中，二流体超音波喷雾加湿系统是唯一能真正做到比例控制的水雾加湿器。由于能实际控制，在水流量需求少时，空气流量也相对减少；水流量需求增加时，空气流量增加，因此减少一半以上的空气消耗量，达到真正节能的目的。

而ON-OFF控制，是不论水量需求大小，均使用全量的压缩空气。不但雾化效果不佳，也浪费很多的压缩空气，而且湿度亦较不易稳定控制。因为大部份“时空环境”实际需要的加湿量常小于设计需求量，而雾化最佳条件需要二者保持1.0～1.5KG/CM²之压差。当离开此一操作点，结果不是雾化效果不佳，就是浪费空气能源，效率不高。

压缩空气压力与水压：

(1) 压缩空气压力大于水压1.0～1.5KG/CM²时，雾化效率及效果非常好。而为能轻易控制此要点的元件，即是靠专门的压差系统来完成。

(2) 压缩空气压力大于水压2.0KG/CM²时，水量愈来俞少，甚至没有水流喷出，所以效率不高，且浪费宝贵的压缩空气能源及增加成本。

(3) 操作水压应高于3KG/CM²时，且愈高愈好，其与压缩空气之使用效率成正比。因为，水压愈高水量愈大，但空气流量并未等比增加，经加以计算，反而单位空气消耗量还降低，因而效率更高。

4、几乎免维护

若采用纯水，再配合纯净的压缩空气，使用此产品几乎不需要维护，仅在经过长期停止运转后，于再启用时略作清洁及检查即可，就可使加湿分布效果达到最佳之品质。

5、经济效益极为良好，可节约相当多的设备购置、安装、运转和维修相关成本。

(1) 设备购置成本：结构较简单，在大流量需求下，相对成本较低。

(2) 安装简易：快速接头式连接方式，安装、维护都相当简单。可节省相当多的安装、检查、维修及更新费用。

(3) 降低冷盘负载（节约能源）：高温低湿环境因直接喷雾至空气中作水雾加湿，有降低空气温度之冷却效果。所以在高温低湿环境使用，可以减少冷却水使用量，并延长冷盘设备使用寿命，进而节省许多相关费用。如：冰水费、电费及延长汰旧换新时间。

(4) 低耗电量：220VAC/50W 相较于电热或电极式加湿器，喷雾加湿使用的电量少了很多。不论加湿量多寡，仅需0.05KW的电量，故可节省可观的电费支出，而且，使用较低之电压及负载，再配合空气压力为动力之控制元件，相对安全性较高。

(5) 运转成本：需要大量中压的压缩空气，以进行雾化工作，此为主要之能源消耗。

(6) 结构差异：相较于电热或电极式蒸汽加湿器，其组成元件较简单，分别为：控制单元、低电压、低功率之运转系统。

阀组：完全气动控制及自动气/液等差压力控制，安全性佳，工作效率亦高。可多组并联设计，提供大量加湿之需求及弹性。

二流体超音波雾化喷嘴：实际执行雾化的工作单元

6、可扩充性强

加湿量大小皆宜，举凡大型工业中央空调或大空间直接加湿均可使用，可从8kg/hr到无限大，因为喷嘴及阀组均为并联控制，可作无限制的增加。

7、自动清洗功能

开机或关机自动清洗功能：在开机及停止讯号时，均会自动将管线内残余的水份加以排除并清洁喷嘴，使水垢不易在管线内堆积或兹生细菌，同时提高喷嘴的使用效率及寿命。（见时序控制图）

8、带LCD显示器并配备可修改程序的微处理控制器，可依不同条件的环境需要作更动。没有匹配问题，能与大楼的中控室系统相容，接受2～10V或4～20mA的信号，方便集中控管。

9、可外加风速安全保护开关：如果风量不够会导致水雾无法与空气充分结合而结露，影响加湿品质。所以当此设备感应到风速低于设定下限时，会自动关闭加湿动作，以防止空调箱或风管因过度加湿所可能引起的祸害，譬如：大量结露使风管滴水，兹生病菌危害员工，机器设备使用寿命减短等……。

适用范围

由于二流体超音波喷雾加湿系统是水雾加湿，属等焓加湿。由大气曲线图得知，当进行水雾加湿时，干球湿度会急速下降，所以在高温低湿的外气条件下是最适合使用二流体超音波喷雾加湿系统了，不但可提高空气中相对湿度，更可降低温度，可节约大量冰水机之热负载或耗电量及获得舒适的工作环境，一举数得。因此，二流体超音波喷雾加湿系统非常适合应用于低温高湿的化纤抽丝厂区、低温冷藏之水果、蔬菜保鲜、高温高湿之热带雨林实验场、恒温恒湿之半导体或洁净室、低温高湿之艺术品保存……等等需要加湿的环境。其它像是艺术造景、人造雪……等等都是可应用二流体超音波喷雾加湿系统的特殊时机。

加湿方法

夏天高温高湿，可利用二流体超音波喷雾加湿系统将温度大幅降低，或利用空气调节将空气冷却来降低温度，以提高人员生活舒适度及工作品质。但长时间使用空气调节冷却空气降低温度时，也附带的降低了室内空气中的相对湿度，如医院或办公室，造成人员需多喝水或将水直接沾或涂在嘴唇及皮肤上，以防止干裂或脱水。冬天则可能会出现低温低湿的气候，特别是冷高压南下时会带来又干又冷的空气，此时空气调节便需要进行空气加湿。工程应用上，冬天使用二流体超音波喷雾加湿系统时，外气需先预热至26～35ºC或更高，经水雾加湿后再二次加温才送入结净室内，以达到洁净室恒温怛湿的要求。冬天空气加湿的程序说明可参见下列所附“加湿程序表”及“水雾加湿于大气曲线图”

设计实例

1、 设计条件

2、加湿量计算

3、二流体超音波喷雾加湿系统设计

4、产品选型

(1) 喷嘴需求量： 依空气压力与水压取得喷出之水量来当作除数，再将计算之加湿需求量除以“除数"即得喷嘴所需数量。

(2) 喷嘴需求量=加湿需求量÷单位喷嘴加湿量=575.6kg/hr÷8kg/nozzle=72只喷嘴。

(3) 阀组需求量：为取得较佳雾化之雾化效果，一只阀组最多可配合20喷嘴。

(4) 阀组需求量=喷嘴需求量÷20只/阀组=72÷20=4只阀组（不足20只喷嘴，配1只阀组） 

(5) 选型

例：UFP04072 UF表示超音波喷雾加湿系统 P表示比例控制 04表示阀组数量  072表示喷嘴需求量

(6) 补给水需求量：由喷嘴总量及其加湿量计算出。
      补给水需求量> 72只x8kg/hr= 576kg/hr。

(7) 补给空气需求量 ：由喷嘴总量及其单位需求量计算出。
     假定气压是4kg/cm²，水压是3kg/cm²，查表得知。补给空气需求量> 72x80L/min= 5.76m³/min。

(8) 挡水板尺寸：根据空调箱横截面积来定。 

(9) 加湿吸收距离：即喷嘴到第一个障碍物之直线距离。水经喷嘴喷出雾化后，须经过一段时间方能吸收空气中之显热焓，变成水蒸汽而扩散于空气中。而此时间乘以风速即可得到需求之吸收距离。此距离与出风湿度有很大关联，即相对湿度愈高愈需要长距离。若距离不足，则水雾会大量结露，湿度无法提高，不得不注意。

(10) 喷嘴安装空间需求(参见安装示意图) :
A、喷嘴与喷嘴之间距：最少300mm平行间距
B、喷嘴与地面(空调箱底部)距离：建议最少600mm
C、喷嘴与空调箱顶端距离：建议最少400mm
请遵照以上间距要求，以确保加湿品质及防止内壁上结露潮湿。
喷嘴数量与需求加湿量成正比，而一般设计之风速有所依据，将喷嘴平均布满于空调箱内，一般均可得到满意之加湿量。

使用条件

1、充足的热焓

二流体超音波喷雾加湿系统是水雾加湿的一种，属等焓加湿，需要足够的热焓。参见前面的加湿程序说明。

2、供水

水质：去离子水（纯水）或者市政自来水；使用纯水，设备几乎免维护。

水温：4~40 ºC

水压：使用压力要求大于3bar，水压越大越好。

水量：补给水需求量=喷嘴数量×每只喷嘴的加湿量（8kg/hr/喷嘴）；实际使用，需考虑管路压损。

3、供气

过滤等级：5微米

气压：使用压力要求大于4bar

气量：补给空气需求量=喷嘴数量×每只喷嘴的耗气量80升/分钟（假定气压是4kg/cm²,水压是3kg/cm²）