冷凍除濕機(jī)設(shè)計(jì)原理與除濕機(jī)分類
作者:CEO
時(shí)間:2022-09-25
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信息摘要:摘要: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。本文介紹了冷凍除濕機(jī)的類型及原理
,一般型除濕機(jī)的設(shè)計(jì)過程
,并對(duì)其他類型除濕機(jī)的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討,指出了設(shè)計(jì)中的一些做法及注意事項(xiàng)
。1.前言在生產(chǎn)和生活環(huán)境中,空氣的

冷凍除濕機(jī)設(shè)計(jì)原理與除濕機(jī)分類
摘要: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。本文介紹了冷凍
除濕機(jī)的類型及原理
,一般型除濕機(jī)的設(shè)計(jì)過程
,并對(duì)其他類型除濕機(jī)的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討,指出了設(shè)計(jì)中的一些做法及注意事項(xiàng)
。
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(cāng)庫(kù)、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)
。
進(jìn)入除濕機(jī)產(chǎn)品快速通道1.家用除濕機(jī)2.工業(yè)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18~38℃)
、B型(低溫型5~38℃)
。
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除濕機(jī)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
以一般型安詩(shī)曼除濕機(jī)ASM-8240C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3000m3/h
,壓縮機(jī)采用日本大金公司的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除濕機(jī)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除濕機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
以上設(shè)計(jì)的ASM-8240T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:
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