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安詩曼工業(yè)除濕機(jī)廠家專業(yè)生產(chǎn)工業(yè)除濕機(jī),家用除濕機(jī)
,商用除濕機(jī)等產(chǎn)品
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冷凍除濕機(jī)設(shè)計(jì)探討

作者:CEO 時(shí)間:2022-07-08 點(diǎn)擊:0

信息摘要:1.前言在生產(chǎn)和生活環(huán)境中,空氣的相對(duì)濕度具有舉足輕重的影響
。對(duì)濕度的控制和調(diào)節(jié)
,是關(guān)系到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝流程
、物資儲(chǔ)存保管的重要問題。相對(duì)濕度過高
,機(jī)器設(shè)備和鋼鐵產(chǎn)品易于腐蝕
、食品易于腐爛
,將會(huì)給生產(chǎn)
、生活及物資儲(chǔ)存造成巨大損失
,因此
,隨著工藝水平及要

冷凍除濕機(jī)設(shè)計(jì)探討

冷凍除濕機(jī)設(shè)計(jì)探討

  1.前言

  在生產(chǎn)和生活環(huán)境中,空氣的相對(duì)濕度具有舉足輕重的影響

。對(duì)濕度的控制和調(diào)節(jié)
,是關(guān)系到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝流程
、物資儲(chǔ)存保管的重要問題。相對(duì)濕度過高
,機(jī)器設(shè)備和鋼鐵產(chǎn)品易于腐蝕
、食品易于腐爛
,將會(huì)給生產(chǎn)、生活及物資儲(chǔ)存造成巨大損失
,因此,隨著工藝水平及要求的提高
,空氣除濕等環(huán)境控制技術(shù)的發(fā)展顯得尤為重要。

  空氣除濕的方法有很多種

冷凍除濕作為其中的一種
,由于能耗小、操作簡(jiǎn)單
、易于控制
,得到了廣泛的應(yīng)用
。冷凍除濕機(jī)就是采用冷凍除濕的原理,用制冷機(jī)作冷源
,以直接蒸發(fā)式冷卻器作冷卻設(shè)備
,把空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下
,析出大于飽和含濕量的水汽,降低空氣的絕對(duì)含濕量
,再利用部分或全部冷凝熱加熱冷卻后的空氣,從而降低空氣的相對(duì)濕度
,達(dá)到除濕目的
冷凍除濕機(jī)具有除濕效果好、房間相對(duì)濕度下降快
、運(yùn)行費(fèi)用低
、不要求熱源
、也可不需要冷卻水
、操作方便、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)
,被廣泛應(yīng)用于國(guó)防工程、人防工程
、各類倉庫
、圖書館
、檔案館、地下工程
、電子工業(yè)、精密機(jī)械加工
、醫(yī)藥、食品
、農(nóng)業(yè)種子儲(chǔ)藏及各工礦企業(yè)車間等場(chǎng)所。

  2.冷凍除濕機(jī)分類

  2.1按使用功能分

,可分為:一般型
、降溫型、調(diào)溫型
、多功能型。

  一般型除濕機(jī)是指空氣經(jīng)過蒸發(fā)器冷卻除濕

,由再熱器加熱升溫,降低相對(duì)濕度
,制冷劑的冷凝熱全部由流過再熱器的空氣帶走,其出風(fēng)溫度不能調(diào)節(jié)
,只用于升溫除濕的除濕機(jī)。

  降溫型除濕機(jī)是指在一般型除濕機(jī)的基礎(chǔ)上

,制冷劑的冷凝熱大部分由水冷或風(fēng)冷冷凝器帶走
,只有小部分冷凝熱用于加熱經(jīng)過蒸發(fā)器后的空氣
,可用于降溫除濕的除濕機(jī)。

  調(diào)溫型除濕機(jī)是指在一般型除濕機(jī)的基礎(chǔ)上

,制冷劑的冷凝熱可全部或部分由水冷或風(fēng)冷冷凝器帶走,剩余冷凝熱用于加熱經(jīng)過蒸發(fā)器后的空氣
,其出風(fēng)溫度能進(jìn)行調(diào)節(jié)的除濕機(jī)。

  多功能型除濕機(jī)是指集升溫除濕(一般型)

、降溫除濕
調(diào)溫除濕三種功能于一體的除濕機(jī),在無室外機(jī)(風(fēng)冷)或冷卻水(水冷)時(shí)仍可選擇升溫除濕功能進(jìn)行除濕的除濕機(jī)

  2.2按有無帶風(fēng)機(jī)分

,可分為:常規(guī)除濕機(jī)、風(fēng)道式除濕機(jī)

  2.3按結(jié)構(gòu)形式分

,可分為:整體式
、分體式
、整體移動(dòng)式

  2.4按適用溫度范圍分

,可分為:A型(普通型18~32℃)、B型(低溫型5~32℃)

  2.5按送回風(fēng)方式分

,可分為:前回前送帶風(fēng)帽型、后回上送型等

  2.6按控制形式分

,可分為:自動(dòng)型和非自動(dòng)型等。

  2.7按特殊使用情況分

,還有全新風(fēng)型
、防爆型等。

  3.冷凍除濕機(jī)設(shè)計(jì)分析

  3.1一般型除濕機(jī)設(shè)計(jì)

  3.1.1設(shè)計(jì)原理[1]

  一般型除濕機(jī)由制冷系統(tǒng)和送風(fēng)系統(tǒng)組成

,其除濕原理見圖1
,在焓濕圖上
,除濕過程空氣參數(shù)的變化過程見圖2

  制冷系統(tǒng):由壓縮機(jī)1壓縮出來的高溫高壓制冷劑氣體進(jìn)入再熱器6(作冷凝器用),將熱量傳給空氣后

,冷凝成常溫高壓液體
,經(jīng)膨脹閥4節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器2
,吸收通過蒸發(fā)器的空氣中的熱量
,變成低溫低壓氣體
,被吸入壓縮機(jī)1進(jìn)行壓縮
,如此往復(fù)循環(huán)。

  送風(fēng)系統(tǒng):濕空氣被吸入后

,在蒸發(fā)器2被冷卻到露點(diǎn)溫度以下
,在h-d圖中由狀態(tài)1到狀態(tài)2,析出凝結(jié)水
,絕對(duì)含濕量下降
,再進(jìn)入再熱器6,吸收制冷劑的熱量而升溫
,相對(duì)濕度降低
,變?yōu)闋顟B(tài)3
,由送風(fēng)機(jī)5送入房間

  3.1.2空氣處理過程計(jì)算

  以一般型除濕機(jī)CF10設(shè)計(jì)為例,其名義除濕量要求為10kg/h

  除濕機(jī)送風(fēng)機(jī)風(fēng)量取2800m3/h

,壓縮機(jī)采用Copeland公司的5HP渦旋式壓縮機(jī)
,采用冷凝溫度40℃
,蒸發(fā)溫度8℃設(shè)計(jì)
,制冷量為17.3kW

  根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[2]規(guī)定的名義工況進(jìn)風(fēng)參數(shù)(狀態(tài)1)

,干球溫度27℃,濕球溫度21.2℃
,露點(diǎn)溫度18.3℃
,相對(duì)濕度60%
,焓值61.795kJ/kg干空氣,絕對(duì)含濕量為13.5357g/kg干空氣
;空氣經(jīng)蒸發(fā)器冷卻處理后到機(jī)械露點(diǎn)狀態(tài)2
,其焓值為:

  h2=h1-Q0/(ρV)=61.795–17.3×3600/(1.2×2800)=43.259kJ/kg干空氣

  機(jī)械露點(diǎn)的相對(duì)濕度取90%,查焓濕圖可得出狀態(tài)2的其它參數(shù):干球溫度16.4℃

,濕球溫度15.4℃,焓值43.259kJ/kg干空氣,絕對(duì)含濕量為10.5857g/kg干空氣
;制熱量為21.6kW
,空氣經(jīng)再熱器加熱后到狀態(tài)3
,其干球溫度為:

  t2=t1+Qk/(ρVc)=16.4+21.6×3600/(1.2×2800×1.0132)=39.2℃

  從狀態(tài)2到狀態(tài)3為等濕加熱過程,故絕對(duì)含濕量保持不變

,d3=d2=10.5857g/kg干空氣,查焓濕圖可得出狀態(tài)3的其它參數(shù):干球溫度39.2℃
,濕球溫度22.7℃
,焓值66.6344kJ/kg干空氣,絕對(duì)含濕量為10.5857g/kg干空氣
,相對(duì)濕度為23.7%
。由狀態(tài)1到狀態(tài)2析出的凝結(jié)水量即除濕機(jī)的除濕量為:

  D=ρV(d1-d2)=1.2×2800×(13.5357-10.5857)=9900g/h=9.9kg/h

  3.1.3兩器設(shè)計(jì)

  蒸發(fā)器及再熱器(冷凝器)均采用套片式翅片

,紫銅管規(guī)格采用Ф9.52×0.35
,管間距25.4mm,排間距22mm
,正三角形排列
,鋁片片厚0.115mm。

  蒸發(fā)器采用平片

,片距2.2mm
,迎面管排數(shù)20
,順風(fēng)管排數(shù)4,翅片長(zhǎng)度1000mm
,經(jīng)計(jì)算,傳熱面積為37.73m2
,傳熱對(duì)數(shù)平均溫差為13℃,傳熱系數(shù)為35.3W/m2℃
,迎面風(fēng)速為1.53m/s
,通路數(shù)取8

  再熱器采用雙面沖縫片

,片距2.2mm,迎面管排數(shù)20
,順風(fēng)管排數(shù)8,翅片長(zhǎng)度1000mm
,經(jīng)計(jì)算
,傳熱面積為75.46m2
,通路數(shù)取10

  3.1.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

  以上設(shè)計(jì)的CF10一般型除濕機(jī)經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)的單元式空調(diào)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試

,按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[2]規(guī)定的試驗(yàn)工況進(jìn)行試驗(yàn),所得的數(shù)據(jù)如下:

  送風(fēng)量

  m3/h

  進(jìn)風(fēng)

  回風(fēng)

  壓縮機(jī)

  總輸入

  功率

  kW

  實(shí)測(cè)

  除濕量

  kg/h

  單位輸入

  功率除濕量

  kg/h.kW

  干球溫度

  ℃

  濕球溫度

  ℃

  干球溫度

  ℃

  濕球溫度

  ℃

  排氣壓力

  MPa

  吸氣壓力

  MPa

  2811.4

  27.09

  21.15

  38.42

  22.35

  1.43

  0.54

  3.95

  10.2

  2.58

  以上數(shù)據(jù)顯示

,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)計(jì)算過程基本相符
,滿足了要求
,達(dá)到了設(shè)計(jì)目的

  3.2降溫型除濕機(jī)設(shè)計(jì)思路

  降溫型除濕機(jī)與一般型除濕機(jī)相比

,在制冷系統(tǒng)中
,增設(shè)了一個(gè)水冷冷凝器(水冷式)或一個(gè)室外風(fēng)冷冷凝器(分體風(fēng)冷式),再熱器面積可減小
,充當(dāng)過冷器用,以增加制冷量
,提高除濕量
。即從壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣體
,先進(jìn)入水冷或風(fēng)冷冷凝器冷凝
,再進(jìn)入再熱器過冷,然后才經(jīng)過節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器

  空氣處理過程與一般型類似,只是從狀態(tài)2到狀態(tài)3的加熱量很小

,送風(fēng)溫度較低
,一般比進(jìn)風(fēng)溫度低7℃左右,可負(fù)擔(dān)室內(nèi)余熱

  3.3調(diào)溫型除濕機(jī)設(shè)計(jì)思路

  降溫型除濕機(jī)與一般型除濕機(jī)相比

,在制冷系統(tǒng)中,增設(shè)了一個(gè)水冷冷凝器(水冷式)或一個(gè)室外風(fēng)冷冷凝器(分體風(fēng)冷式)
,再熱器面積可減小。這里面有兩種做法
,一種是將再熱器置于水冷或風(fēng)冷冷凝器前面
,與后者串聯(lián)布置
,并分多路控制,以此調(diào)節(jié)對(duì)冷卻除濕后空氣的加熱量
,從而達(dá)到控制出風(fēng)溫度的目的,另外
,水冷式設(shè)比例式三通水量調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)冷卻水量
,風(fēng)冷式設(shè)冷凝風(fēng)量控制
,從而使冷凝器帶走多余的熱量
。另一種做法是將再熱器置于水冷或風(fēng)冷冷凝器后面,也是串聯(lián)布置
,只通過水冷式的水量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷卻水量或風(fēng)冷式的冷凝風(fēng)量控制
,來調(diào)節(jié)冷凝器帶走的熱量,從而到達(dá)調(diào)節(jié)出風(fēng)溫度的目的

  空氣處理過程與一般型類似,只是從狀態(tài)2到狀態(tài)3的加熱量可調(diào)節(jié)

,送風(fēng)溫度可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),也可負(fù)擔(dān)室內(nèi)余熱

  3.4多功能型除濕機(jī)設(shè)計(jì)思路

  多功能型除濕機(jī)與調(diào)溫型除濕機(jī)類似,而功能較多

,再熱器所需傳熱面積較大
,在沒有冷卻水時(shí)也能運(yùn)行(充當(dāng)一般型除濕機(jī)的作用),它也有兩種做法
。第一種與調(diào)溫型的不同之處在于再熱器水冷或風(fēng)冷冷凝器為并聯(lián)連接,此時(shí)應(yīng)特別注意各支路的阻力平衡問題
,一般需設(shè)一個(gè)儲(chǔ)液器。另一種的做法與調(diào)溫型的基本一致
,也是串聯(lián)布置
,再熱器所需傳熱面積較大
,且控制較復(fù)雜。

  空氣處理過程根據(jù)所選擇功能的不同

,分別與上述三種機(jī)型一致

  4.結(jié)束語

  冷凍除濕機(jī)種類繁多,用途廣泛

,可根據(jù)室內(nèi)余熱余濕的情況選擇不同類型的除濕機(jī)
,以滿足工程設(shè)計(jì)的需要。另外
,冷凍除濕還可與吸收或吸附式除濕方式相結(jié)合
,以獲得較低露點(diǎn)溫度的空氣狀態(tài)
。因此
,根據(jù)不同的除濕要求
,冷凍除濕機(jī)與其它領(lǐng)域的聯(lián)合還可作進(jìn)一步的探討

  參考文獻(xiàn)

  1.電子工業(yè)部第十設(shè)計(jì)研究院主編

,《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版)[M]
,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.6
,443~460

  

  2.機(jī)械工業(yè)部機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化研究所

,中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T7769-95除濕機(jī)[S],機(jī)械工業(yè)部機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化研究所
,1996.4。

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