8㎏h柜式除濕機設計【含CAD圖紙+文檔】

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任務書 課題名稱 8kg/h柜式除濕機設計 院（系） 專 業(yè) 姓 名 學 號 起訖日期 指導教師 20xx 年 1 月 24 日 畢業(yè)設計（論文）的內容和要求 本畢業(yè)設計課題結合產品開發(fā)，要求學生有一定的工程能力，本課題選題合理，工作量飽滿，機械制圖要求比較高。 學生通過本課題的設計可以綜合大學4年所學知識的運用能力，特別是工程熱力學、傳熱學、流體力學、制冷技術及相關專業(yè)課程的知識應用，同時有要有一定創(chuàng)新能力。本畢業(yè)設計資料比較欠缺，所設計要求學生進行設計計算、總裝圖和零部件圖紙的設計，通過本畢業(yè)課題的設計有利于學生工作盡快適應工作崗位的要求設計。 主要設計參數： （1）已知環(huán)境條件： 干球溫度：27℃ 額定風量：按相關產品確定 濕球溫度：21.2℃ 除濕量：8kg/h 制冷劑：R22 主要內容： 冷凍除濕機的設計主要是單級壓縮制冷循環(huán)中蒸發(fā)器和冷凝器的設計 1． 查閱資料，要求查閱相關資料，中文文獻25篇以上，英文文獻5篇以上，了解冷除濕機工作原理，寫文獻綜述，并作開題報告； 2． 環(huán)境工況及需求分析； 3． 制冷循環(huán)熱力計算： 4． 蒸發(fā)器、冷凝器的設計計算； 5． 圖紙設計，重點在總圖和各換熱器的設計圖紙上。 一、 畢業(yè)設計（論文）圖紙內容及張數 設計部分：8kg/h調溫除濕機的設計 內容：1、零部件圖紙（折1#圖紙6張以上） 2、完成除濕機的設計說明書； 3、完成除濕機的設計； 二、 實驗內容及要求 三、 其他 四、 參考文獻 1． 制冷技術及其應用； 2． 制冷原理與設備； 3． 工程熱力學； 4． 傳熱學； 5． 流體力學； 六、畢業(yè)設計（論文）進程安排 起訖日期 設計（論文）各階段工作內容 備 注 11.1-14.1.1 文獻綜述、英文資料翻譯 1.1-1.12 開題報告 2.20-3.20 系統(tǒng)的設計計算 3.21-5.31 圖紙設計 6.1- 寫論文，準備答辯 4 畢業(yè)設計外文翻譯 學生姓名： 學 號： 所在學院： 專 業(yè)： 翻譯原文： A study on energy saving of cooling/reheating system using compact heat exchanger 指導教師： 201XX 年3 月 25 日  應用緊湊型熱交換器的制冷/再熱系統(tǒng)節(jié)能的研究 Seong-Yeon Yoo, Jin-Hyuck Kim and Myoung-Seok Jie 摘要：在空調系統(tǒng)中，當循環(huán)空氣經過冷卻盤管時，空氣會被冷卻到過冷狀態(tài)以消除空氣中的水分和降低溫度。然后再將被冷卻的空氣再熱升溫到之前的溫度。本研究目的在于評價在制冷/再熱系統(tǒng)中緊湊型熱交換器對于冷空氣與再熱空氣之間熱量傳遞時節(jié)能效益的影響。我們對系統(tǒng)的熱除濕性能進行實驗性評估，并與模擬數據比較。研究結果顯示，在當前實驗條件下，系統(tǒng)的節(jié)能效率高達50%。并且受到換熱器的迎面風速、進口溫度、進口含濕量和傳熱效率的影響。此外，我們還發(fā)現實驗數據與模擬數據相當吻合。 關鍵詞：制冷/再熱系統(tǒng)；節(jié)能；緊湊型換熱器 1．簡介 為了獲得理想的室內空氣溫度和濕度，我們要對潛熱負荷和顯熱負荷都進行約束。在高溫和高濕的條件下，為了保證室內的溫度和濕度，傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)通常包括一個過冷的冷卻盤管和一個附加的再熱器。在本研究中，改良的空調系統(tǒng)使用了緊湊型換熱器，它可以同時節(jié)約制冷量和再熱量。 在空調系統(tǒng)中，鋁制換熱器被廣泛用于空氣的回熱。但有時也采用非金屬材料制作的換熱器。在這方面，因為塑料具有價格低廉、重量輕、便于加工的優(yōu)點，它可能是最有前途的材料。因此，本研究是測試裝備有塑料換熱器的制冷/再熱系統(tǒng)的性能。 Yoo等人[1,2]開發(fā)并測試了五種不同的塑料（聚丙烯）制成的換熱器原型。測試結果顯示，在雷諾數等于2500的情況下，與平板式換熱器相比較，波紋板式換熱器、湍流啟動子板式換熱器以及凹坑板式換熱器的傳熱效率和壓降都各自分別提高43%、14%和33%。最近，凹坑和其他元素的印跡表面已被廣泛的研究。Afansayev等人[3]在早期進行了一項調查，他們調查研究了淺凹坑平板式熱交換器對整體熱傳遞和壓降性能的影響。結果發(fā)現熱傳遞效率增加顯著（30%-40%），而對應的壓降微乎其微。 Saman和 Alizadeh [4, 5]研究了一個用作減濕/冷卻器的標準交叉流凹坑塑料換熱器的熱除濕性能。結果顯示，當提高換熱器進口處的溫度和含濕量時，換熱器的熱效率和除濕效率都會提高。 研究人員對空調系統(tǒng)在不同條件下的相關控制方法進行了大量的研究。Zhang等人[6,7]利用溫度-濕度控制方法來分析建筑物暖氣和通風裝置控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，發(fā)現相對較高的溫度導致溫度-濕度控制系統(tǒng)中的加熱器無法正常運作，設計時應將這問題考慮在內；否則當天氣變得溫暖潮濕時，系統(tǒng)將會變的不穩(wěn)定。 Chen等人[8]發(fā)表的關于一個獨立的除濕系統(tǒng)現場測量結果顯示，即使在一個完全潮濕的天氣條件下，該系統(tǒng)依然能提供一個舒適的室內環(huán)境。將獨立的除濕系統(tǒng)和傳統(tǒng)的除濕系統(tǒng)進行比較，我們發(fā)現兩種除濕系統(tǒng)具有相等的功率消耗分配。但是，包含有換熱器的系統(tǒng)在冷源消耗方面可以節(jié)省30%的能量。 Hub等人敘述了他們關于暖通空調系統(tǒng)最佳操作的研究。這些研究著眼于溫度和濕度的控制。此外，這些年來，他們對暖通空調系統(tǒng)的除濕性能也進行了許多額外的研究。 最近，Mazzei等人[13]發(fā)表了一篇關于暖通空調除濕系統(tǒng)熱舒適性的關鍵性論文。 這篇論文提出了一個新型的空調系統(tǒng)。具體地說，該系統(tǒng)就是一個包含了塑料換熱器的制冷/再熱系統(tǒng)。熱力學建模和性能試驗已經完成。實驗結果與模擬數據進行比較。并且，系統(tǒng)的節(jié)能率已經考慮在內。 2.系統(tǒng)描述和數學建模 2.1 系統(tǒng)描述 空調系統(tǒng)模型的工作示意圖如圖1所示。另外系統(tǒng)的焓濕狀況如圖2所示。在這系統(tǒng)中，塑料換熱器的作用是將冷卻盤管和點2之前的高溫潮濕的室外空氣(點1)進行預冷和干燥。隨后，空氣被冷卻盤管完全冷卻和干燥到達點3。然后被冷卻干燥的空氣又回到換熱器中并到達點4。空氣經過再熱后就輸入房間內。但是，假如再熱器沒能對空氣進行充分加熱，在點5處的輔助加熱器將會啟動使得房間內的溫度相對適中。 2.2 模型組成 系統(tǒng)中每一點的能量消耗和空氣狀況都可以通過熱力學方程模擬得出。空氣狀況可以通過參考溫度、相對濕度、含濕量、焓和其他參數計算得出。 經過預冷和干燥的點2處的空氣狀況可以根據下面方程式(1)、(2)、(3)計算得出。因為換熱器的效率隨空氣流速的變化而變化，如果在點2處空氣的焓低于飽和狀態(tài)下的焓，那么空氣的相對濕度將會達到100%。但是如果未能達到飽和狀態(tài)，點2處的比濕度與點1處的相同。 (1) (2) (3) 在典型的制冷/再熱系統(tǒng)中，經過冷卻盤管的空氣狀態(tài)可以通過室內需求的含濕量來確定。因此，就如方程（4）所示，點3處空氣的含濕量與所需的條件相同。但是，大多數系統(tǒng)不能完美的維持一個確切的室內含濕量；冷卻盤管的效率可以被用來確定空氣的狀態(tài)。此外，根據飽和水蒸氣曲線，因為空氣的冷卻除濕是通過冷卻盤管來完成的，冷卻盤管的出口相對濕度包括等于100%的情況。 (4) (5) (6) 過冷空氣經過換熱器后的焓可以利用方程來計算得出，該方程與在之前經過換熱器的預冷過程中所提到的方程式類似。此外，因為該過程沒有質量傳遞，冷卻盤管進出口處空氣的含濕量是相等的。 (7) (8) 當換熱器對空氣的再熱不夠充分時，將會通過輔助再熱器將空氣溫度提高到恰當的數值。此外，此時空氣的含濕量與經過換熱器的空氣的含濕量相等。 (9) (10) 3.實驗裝置和實驗過程 3.1實驗裝置 制冷/再熱系統(tǒng)實驗裝置的設計構造如圖3所示。它由風機、管道、塑料換熱器、冷卻盤管、電加熱器和數據采集系統(tǒng)組成。其中換熱器采用直徑8mm的凹坑和直徑2mm的凹坑交替排列的凹坑式塑料平板換熱器。傳熱面積為160×160mm2，板與板之間有4mm的間隙。 夏天典型的大氣狀況與實驗的條件大體相符。安裝電加熱器是為了糾正空氣的溫度，之后空氣在由丙烯酸塑料制成的混合室里混合均勻后輸入風道里。系統(tǒng)中的冷卻盤管是冰箱中的六列管式的直接蒸發(fā)式盤管。風機和冷卻盤管的性能容量可以通過一個變頻器進行改變。篩眼式空氣加熱器是用來維持一個適當的空氣狀況。 在風機的出口安裝了一個音速噴嘴作為流量計。標準化的T型熱電偶和濕度傳感器被嵌入管壁上，用來測量管內的空氣溫度和相對濕度。 3.2實驗過程 實驗大體是在空氣干球溫度28℃、濕球溫度23.5℃的條件下進行的。在此條件下，空氣的相對濕度為68%，含濕量為0.0164㎏/㎏。換熱器的迎面風速設定為2m/s。室內所需達到的空氣狀態(tài)設定為溫度19℃、相對濕度50%。冷卻盤管的容量由空氣所需達到的相對濕度確定。另外，為了維持某一特定的狀態(tài)，壓縮機需在一定程度上進行調整。當空氣在換熱器里再熱不充分時，需要用輔助再熱器來提高空氣的溫度。 4.結果和討論 圖4顯示的是在不同的空氣流速下系統(tǒng)中的溫度分布情況。在圖例中，Hot In代表點1，Hot Out代表點2，Cold In代表點3，Cold out代表點4和點5（最終狀態(tài)）。根據前面所提到的數學模型，當所需的最終室內狀態(tài)不變時，冷卻盤管出口的空氣溫度是以最終的室內狀態(tài)確定的。在本研究中，當室內所提供的空氣狀態(tài)為19℃，相對濕度為50%時，經過冷卻盤管的空氣溫度應該始終維持在8℃。但是，因為制冷裝置的壓縮機容量并不能被完全的調控，所以經過冷卻盤管的空氣溫度不能維持在一個恰當的值。因此，我們通過增加換熱器的迎風流速來減小換熱器冷熱兩側的溫度差異。 圖5描述的是隨著空氣流速的增加系統(tǒng)中相對濕度的分布情況。根據模擬數據可知，空氣經過換熱器后的溫度應該低于實驗濕度范圍所對應的飽和溫度。但是，根據實驗數據得知，空氣的相對濕度在90%-95%之間。塑料換熱器的內部溫度是不連續(xù)的，在換熱器某一位置的附近顯示不同的溫度分布。因為換熱器所有表面的溫度不能達到冷凝溫度，所以某些空氣后還沒被冷凝就流過了換熱器。這現象可以被看做類似于冷卻盤管的旁路影響。就如圖中所示，空氣經過冷卻盤管后的相對濕度低于100%。在本研究所使用的六列纏繞式換熱器中，旁通的空氣流量可以被近似的看做總量的5%。 為了評估系統(tǒng)的性能，我們繪制了圖6來展示系統(tǒng)的熱流量和節(jié)能率。冷卻盤管換熱器和輔助再熱盤管的熱流量可以由以下方程給出。 (11) (12) (13) (14) 此外，換熱器的熱流量與整個系統(tǒng)熱流量的比值可由下面的方程算出。 (15) 隨著空氣流速的增加，換熱器的換熱效率和熱流量都會降低。而換熱器承擔大部分的冷卻量和再熱量。隨著空氣流速的增加，我們必須要增加冷卻盤管的熱流量。因此，如果系統(tǒng)最終的空氣溫度低于所需的條件溫度，我們需要利用輔助再熱器來提高空氣的溫度。并且要逐漸提高輔助再熱量以致與提高的風速相吻合。然而意料之中的是，系統(tǒng)的節(jié)能率也隨著空氣流速的增加而減?。河骘L速為2m/s所對應的系統(tǒng)節(jié)能率大約為39%。因為不能完全的隔熱，而且輔助再熱量低于正確值，所以實驗所測的數據稍微低于模擬數據。 根據圖7所顯示的結果，當空氣經過冷卻盤管和換熱器時，熱流量增加。因為經過換熱器的熱流量大于經過冷卻盤管時的熱流量和再熱時的減少量，所以節(jié)能率從42%降低到38%。值得注意的是，實驗數據與模擬數據相當吻合。 圖8描繪的是入口處空氣的含濕量從0.01㎏/㎏增加到0.018㎏/㎏時，系統(tǒng)的性能變化。隨著入口處空氣濕度的增加，系統(tǒng)的除濕需求也應相應增加。所以，冷卻盤管的熱流量也要相應增加，其出口處的空氣溫度要相應降低。結果就是，換熱器冷熱表面的溫度差異減小，換熱器的熱流量也降低。此外，節(jié)能率從51%突然降到36%。那么我們可以得出結論，由塑料換熱器組成的制冷/再熱系統(tǒng)的性能主要受系統(tǒng)入口處空氣含濕量的影響。 圖9顯示的僅僅是在模擬實驗當中，系統(tǒng)在不同傳熱效率的換熱器下的性能。值得注意的是，隨著塑料換熱器傳熱效率的增加，通過冷卻盤管的熱流量減小，而換熱器的熱流量卻會增加。正如我們先前所提到的，因為換熱器承擔了最大份額的制冷和再熱任務。所以，就如圖9所描繪的那樣，高效的換熱器可以使得系統(tǒng)節(jié)約更多的能量。 5.結論 在本研究中，包含了緊湊型換熱器的制冷/再熱系統(tǒng)在各種不同的條件下，其熱除濕性能是確定的。此外，該系統(tǒng)的節(jié)能率也值得注意。在本實驗條件下，系統(tǒng)的節(jié)能率高達50%。并且，顯然系統(tǒng)的節(jié)能率受換熱器前部迎面風速、入口溫度、入口含濕量以及換熱器效率的影響。當流速增加時，因為換熱器的效率降低，系統(tǒng)的節(jié)能率降低。當入口處空氣溫度升高時，因為換熱器冷熱側流體的溫度差異增加和對輔助再熱器的需求降低，系統(tǒng)的節(jié)能率增加。當空氣濕度增加時，因為除濕需求增大，系統(tǒng)的節(jié)能率降低。此外，值得注意的是，在模擬實驗中，系統(tǒng)的節(jié)能率受換熱器效率影響。所有這些在三種條件下測得的數據都與模擬數據相當一致。 感謝 由韓國政府商貿能源部實施的區(qū)域改革性研究生提升項目給予了本研究部分支持。 命名法 ：比熱容 ：節(jié)能率 ：焓 ：質量流量 ：換熱器冷側的熱流量 ：冷卻盤管的熱流量 ：換熱器熱側的熱流量 ：再熱裝置的熱流量 W ：含濕量 希臘符號 ：效率 ：相對濕度 參考文獻： [1] S. Y. Yoo, M. H. Jung, K. H.Kim and Y. M. Lee, An Experimental Study on the Performance of Plastic Plate Heat Exchanger, Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering, 17 (2) (2005) 117-124. [2] S. Y. Yoo, M. H. Jung and Y. M. Lee, A Study on the Factors Affecting the Performance of Plastic Plate Heat Exchanger, Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering, 17 (9) (2005) 839-848. [3] V. N. Afanasyev, Ya. P. Chudnovsky, A. I. Leontiev and P. S. Roganov, Turbulent flow friction and heat transfer characteristics for spherical cavities on a flat plate, Exp. Thermal Fluid Science, 7 (1) (1993) 1-7. [4] W. Y. Saman and S. Alizadeh, Modelling and Performance Analysis of a Cross-flow Type Plate Heat Exchanger for Dehumidification/cooling, Solar Energy, 70 (4) (2001) 361-372. [5] W. Y. Saman and S. Alizadeh, An Experimental Study of a Cross-flow Type Plate Heat Exchanger for Dehumidification/cooling, Solar Energy, 73 (1) (2002) 59-71. [6] L. Zhang, D. 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Palma, HVAC dehumidification systems for thermal comport: a critical review, Applied Thermal Engineering, 25 (2005) 677-707. [14] The society if heating, air conditioning and sanitary engineers of Japan, Handbook, 12thed. (1995) 274-281. Seong-Yeon Yoo received his B.S. degree from Seoul National University, Korea, in 1977. He obtained his M.S. and Ph.D. degrees in Mechanical Engineering from Korea Advanced Institute of Science and Technology in 1979 and 1989, respectively. Dr. Yoo is currently a Professor at Chungnam National University, Korea, and serves as a Vice-president in KSME. His research interest is thermal system design such as heat exchanger, air-conditioning system,ventilation system, etc. Jin-Hyuck Kim received his B.S., M.S. and Ph.D. degree in Mechanical Design Engineering from Chungnam National University, Korea, in 2004, 2006 and 2009, respectively. Dr. Kim is currently working in Mechanical Engineering Research Institute of Korea Advanced Institute of Science and Technology as a Post Dr. He is a member of ASHRAE, KSME and SAREK. His research interest is designing and performance analyzing the thermal system. 15 本科畢業(yè)設計說明書 題 目：8kg/h柜式除濕機設計 院 （部）： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 完成日期： 開題報告 學生姓名： 學 號： 所在學院： 專 業(yè)： 設計(論文)題目： 8kg/h柜式除濕機設計 指導教師： 20XX年 3 月 6 日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 課題背景 空氣濕度是空氣調節(jié)的一個重要參數，具有舉足輕重的影響。第一，對于人們的生活環(huán)境，潮濕的室內環(huán)境會影響人的熱舒適感,造成建筑圍護結構、家具、地毯織物等霉爛,損壞電器物品,導致細菌生長繁殖,影響人的健康和帶來經濟損失[1]。第二，在諸如精密儀器、計量儀器、電子產品生產等工業(yè)領域中,特別是不斷發(fā)展電子產品生產領域，電子產品中的如電容器，電阻器等產品在生產過程中的必須要有個低濕的環(huán)境[2]。第三,我國是農業(yè)大國，而倉庫空氣環(huán)境的干燥對于糧食產物的儲存和保管有著不可估量的影響[3]。 除此之外，中國大部分地區(qū)屬于亞熱帶氣候，特別是長江流域及以南地區(qū)，夏季多雨，冬季潮濕，對除濕技術的需求尤為突出。 隨著人類在生活水平提高的同時，對環(huán)境的要求越來越高，而對綠色節(jié)能環(huán)保的日益重視，也極大地推動了空氣除濕技術的發(fā)展[4]。而在空調領域,對于濕度控制技術的研究遠滯后于對于溫度控制技術的研究。目前 溫濕度獨立控制系統(tǒng)成為當今空調領域的研究熱點,空調系統(tǒng)的除濕技術,尤其是新風的除濕技術越來越受到重視。 除濕技術的種類[5] 1、 冷凝除濕：使用制冷式冷源制冷除濕，利用冷源降低濕空氣的溫度，析出濕空氣中 的水分；再對空氣升溫，降低其相對濕度。 2、 固體吸附式除濕：將固體吸附劑（如硅膠、分子篩、活性氧化鋁、沸石等）作為固定層填充于塔（筒）內進行空氣除濕，此方法為間歇除濕。 3、 熱泵除濕：通過壓縮機做功使蒸發(fā)器回收的低品位熱在冷凝器中溫度升高而成為高品位的熱用于除濕。 4、 氫泵除濕（電化學除濕）：在陽極處電解水蒸汽，降低陽極處水蒸氣的含量，及降低陽極處空氣含濕量。 5、 液體除濕[6]：使用LiCl, CaCl2等溶液作為吸收劑，吸收空氣中的水蒸氣。 6、 膜除濕：在膜的兩端形成濃度，以水蒸氣分壓力為驅動力，利用膜的選擇透過性對空氣進行除濕。 7、 HVAC除濕：用加熱辦法使空氣相對濕度降低。該方法投資少、運行費用低，但只能降低空氣的相對濕度，不能降低其含濕量。 冷凍除濕機簡介 冷凍除濕機[7-8]除濕原理就是利用制冷系統(tǒng)來降低空氣溫度至露點溫度以下，降低空氣的含濕量，再通過再熱器將空氣升溫變成干燥的空氣。除濕機中制冷系統(tǒng)與空調中的制冷系統(tǒng)相同，其結構都是由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥組成。 冷凍除濕機的基本原理 除濕機主要有制冷系統(tǒng)、送風系統(tǒng)[9]和電氣控制系統(tǒng)三大系統(tǒng)組成。 制冷系統(tǒng)：包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器。由壓縮機1壓縮出來的高溫高壓制冷劑氣體進入再熱器6（作冷凝器用），將熱量傳給冷干空氣后，冷凝成常溫高壓液體；經膨脹閥4節(jié)流后進入蒸發(fā)器2，吸收通過蒸發(fā)器2的空氣中的熱量，變成低溫低壓氣體；低溫低壓的制冷劑氣體又被吸入壓縮機進行壓縮，如此往復循環(huán)。 送風系統(tǒng)：包括通風機、過濾器、蒸發(fā)器和冷凝器。濕空氣經過過濾器3被吸入后，在蒸發(fā)器2被冷卻到露點溫度以下，析出凝結水，絕對含濕量下降；再進入再熱器6，吸收制冷劑的熱量而升溫，相對濕度降低，再由送風機5送入房間。 電氣控制系統(tǒng)[10]：家用和小型除濕機采用單項(220V/50Hz)電源,較大型的工業(yè)空氣除濕機用三相(380V/50Hz)電源。電路由壓縮機、通風機和加熱器控制三部分組成。 冷凍除濕機種類[3] 1、 一般型除濕機：制冷劑的冷凝熱全部由流經再熱器的冷空氣帶走，出風溫度不能調節(jié)，只用于升溫除濕的除濕機。 2、 降溫型除濕機：制冷劑的冷凝熱大部分由水冷或風冷冷凝器帶走，只有小部分的冷凝熱用于加熱經過蒸發(fā)器的空氣，可用于降溫除濕的除濕機。 3、 調溫型除濕機：制冷劑的冷凝熱可以全部或部分由水冷或風冷冷凝器帶走，剩下的冷凝熱用于加熱經過蒸發(fā)器的空氣，其出風溫度可以調節(jié)。 4、 多功能型除濕機：集升溫除濕（一般型）、降溫除濕、調溫除濕于一體的多功能除濕機。 調溫型除濕機 1、基本原理[11] 一方面，如圖2所示，經壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體首先經過水冷冷凝器冷凝換熱，換熱后的制冷劑再經過風冷冷凝器冷凝成液體后依次經過貯液罐、干燥過濾器；然后經過膨脹閥節(jié)流，并流入蒸發(fā)器蒸發(fā)，吸收外部空氣熱量，變成低壓制冷劑蒸汽；再被壓縮機吸入壓縮，從而完成1個制冷循環(huán)。 另一方面，濕空氣通過蒸發(fā)器冷卻，溫度降低至露點溫度以下，析出凝結水，使空氣含濕量降低。冷卻干燥后的濕空氣經風冷冷凝器換熱升溫，相對濕度降低，并通過離心風機排出。當需要調溫時，冷卻水帶走一部分冷凝負荷，被冷卻除濕后的空氣經過風冷冷凝器帶走剩余的冷凝負荷，根據回風溫度調節(jié)冷卻水流量，以調節(jié)風冷冷凝器所承擔的冷凝負荷來達到調溫目的。 2、調溫盲區(qū) 調溫盲區(qū)[12]，一般指普通調溫除濕機在降溫除濕工況與調溫除濕工況出風溫度之間的溫差。而降溫除濕工況的出風溫度即為蒸發(fā)器的出風溫度，也即風冷冷凝器的進風溫度，所以調溫盲區(qū)是風冷冷凝器進風干球溫度與出風干球溫度的差值，也等于機組的出風溫度與蒸發(fā)器出風溫度的差值。 3、 消除調溫盲區(qū)解決方案[13] 如圖4所示，在風冷冷凝器的進出口之間設計1個流量調節(jié)閥，通過調節(jié)流量調節(jié)閥的開度調節(jié)制冷劑進入風冷冷凝器的流量，因而可以控制風冷冷凝器需要負擔的冷凝熱負荷，控制出風溫度流量調節(jié)閥的開度由出風設定溫度調節(jié)。當流量調節(jié)閥全開時，風冷冷凝器里沒有制冷劑流過，機組出風溫度可達到蒸發(fā)器出口溫度。 使用場所 空氣除濕是一門涉及多個學科的綜合性技術，目前已被廣泛應用于儀器儀表、生物、環(huán)保、紡織、冶金、化工、石化、原子能、航空、航天等領域，并將日益在工業(yè)、農業(yè)、國防、醫(yī)療、商業(yè)和日常生活中發(fā)揮巨大的作用[5]。例如目前除濕技術應用于提高掘進工程環(huán)境的舒適性[14]。 技術現狀 目前升溫除濕只適用于對室溫無要求的場合；通風除濕只適用于室外空氣較干燥的地區(qū)；液體吸濕劑除濕的系統(tǒng)，設備復雜，投資高，液體溶液還會腐蝕金屬；固體吸濕劑的除濕性能不太穩(wěn)定，并隨時間的延長而性能下降，而且須再生，耗能較高；膜法除濕因其核心部件除濕膜技術還不夠成熟，在現階段還存在透濕率低、強度差、成本高的缺點，發(fā)展受到了限制。而空調系統(tǒng)中的冷卻除濕技術,由于應用廣泛、無須增加復雜的整套獨立的除濕設備，具有與空調系統(tǒng)緊密結合、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，成為當前商用空調研發(fā)制造企業(yè)尤為關注的除濕技術熱點[4]。 市場前景 除濕機作為一個某些場所必用品和提高人類生活質量不可缺少的產品，其市場前景是非常大的。一方面，由于制冷技術的發(fā)展, 設備制造工藝日臻完善，冷卻除濕設備應用越加廣泛，除濕性能穩(wěn)定且能耗少[15]；另一方面，我國長江柳綠夏季氣候特點以高溫高濕為主，屬于夏熱冬冷地區(qū)。該地區(qū)夏季建筑熱環(huán)境質量較差,空調使用量居全國前列,空調能耗也高于全國其他地區(qū)。為了提高人體皮膚蒸發(fā)散熱量和防止細菌的滋生，空氣的除濕需求就顯得尤為重要[16-17]。因此，我國的除濕機市場極為廣闊。 冷凍除濕機的特性 1、 冷凍除濕機的優(yōu)點[18]： (1) 結構簡單，維修簡便。冷凍除濕機系統(tǒng)由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥和風機組成，結構簡單維修方便。 (2) 運行方便。只需接上相應電源和處理風管道即運行。 (3) 性能穩(wěn)定，使用可靠性高。運動部件少，性能可靠、穩(wěn)定。 (4) 能夠連續(xù)除濕。與固體吸附式除濕和液體吸收式除濕相比，無需對除濕材料再生。 2、 冷凍除濕機的缺點[19]： (1) 對處理空氣的進風溫度有要求。普通型除濕機的進風溫度在18~32℃左右，低溫型除濕機的進風溫度在5~32℃左右。 (2) 進風溫度過低會結霜。對于低溫型除濕機，當進風溫度低于18℃時，還要間斷性的融霜，影響冷凍除濕機的除濕效率。 (3) 對出口處空氣含濕量有要求。冷凍除濕機適合處理出風含濕量不小于6.5ｇ/㎏干的空氣，對于出風含濕量更低的空氣，用冷凍除濕機來處理，可靠性差。 國內外冷凍除濕機的一些技術改進與改革 1、冷卻除濕與吸附除濕相結合[20-22]：將具有冷熱交換的冷卻除濕循環(huán)系統(tǒng), 與轉輪除濕相結合, 利用制冷系統(tǒng)的吸熱降溫與放熱作為轉輪的前期除濕與加熱再生空氣。可達到節(jié)能和增大除濕能力的效果。這種組合系統(tǒng)即可充分利用內部熱能, 又兼有轉輪除濕的優(yōu)點。 2、蒸發(fā)器與冷凝器之間增設換熱器[23-26]：在傳統(tǒng)除濕機原理的基礎上，在蒸發(fā)器與冷凝器之間增設了換熱器。被風機吸入的濕空氣首先通過空氣換熱器與來自蒸發(fā)器的低溫干空氣進行熱交換，其溫度被降低,相應的低溫干空氣的溫度也同時被升高（該過程是等量熱交換)。溫度被降低后的濕空氣繼續(xù)向前流動到蒸發(fā)器進行2次降溫使其達到濕空氣的露點溫度以下將其水分析出。由于在此過程中濕空氣不是直接送到蒸發(fā)器降溫除濕，而是先通過空氣換熱器與來自蒸發(fā)器的低溫干空氣進行熱交換。因此，到達蒸發(fā)器的濕空氣將比直接送到蒸發(fā)器的濕空氣的溫度低。因而減輕了蒸發(fā)器的負擔，提高了除濕效率。 3、采用室外雙冷凝器系統(tǒng)的節(jié)能型恒溫除濕機[27-28]: 利用空調機制冷除濕降溫和除濕機除濕升溫的特性，采用室外雙冷凝器系統(tǒng)，并將系統(tǒng)部件合理匹配。室內冷凝器與室外冷凝器同時工作。空氣通過蒸發(fā)器制冷除濕，再經過室內冷凝器吸收熱量溫度升高。調節(jié)進入室內冷凝器的制冷劑流量來控制其負荷，使空氣經過室內冷凝器所吸收的熱量正好等于升溫到出風溫度所需的加熱量，從而使溫度和濕度保持在一定的范圍內。 4、采用熱旁通技術[29]:在普通的全新風調溫除濕機的壓縮機排氣管上分出一根旁通管連接到蒸發(fā) 器分液管前端, 旁通管路上安裝有電磁閥和能量調節(jié)閥。利用將未冷凝的高壓制冷劑氣體與蒸發(fā)器內節(jié)流后的制冷劑混合, 再進入蒸發(fā)器, 使得蒸發(fā)器內的制冷劑溫度和壓力產生變化, 以達到控制蒸發(fā)器后出風露點溫度的特點。這樣的應用可以彌補壓縮機的低負荷調節(jié)的缺陷。 5、采用熱管技術[30-31]:將熱管的冷凝段放在蒸發(fā)器后面，蒸發(fā)段放在進風口前面。將蒸發(fā)器出口空氣的冷量通過熱管這一載體轉移到回風口出，從而降低蒸發(fā)器進口空氣的干球溫度，相應提高相對濕度。這樣的應用將會使除濕機的性能提高，同時提高了機組運行可靠性。 6、全新風無級調載除濕機[32]:通過控制除濕機的出風露點溫度、蒸發(fā)器面積以及出風溫度來實現無級調控除濕機出風狀態(tài)。全新風無級調載除濕機在新風工況為 15~ 35℃范圍內能夠精確且有效控制出風溫度及出風露點溫度, 具有明顯的除濕效果；全新風無級調載除濕機能夠明顯降低運行費用, 有明顯的節(jié)能效果。 7、在常規(guī)冷卻系統(tǒng)加入乙二醇[2,33]: 冷凍極限除濕空調系統(tǒng)在常規(guī)的冷卻除濕系統(tǒng)中加入了25％重量比以上的乙二醇這在理論上可保證冷凍水冰點為-10.7℃。在初投資和運行費用方面要低于達到相同效果的轉輪除濕和復合除濕，具有節(jié)能的作用。 8、使用通風量調節(jié)控制裝置[34]:在冷卻除濕機的蒸發(fā)器和冷凝器之間設計一個由三塊擋板組成并由曲柄機構驅動的擋板機構。通過改變擋板的相對位置，調節(jié)內通風口與外通風口的開度，控制通過蒸發(fā)器的濕空氣流量，使除濕效率達到最佳狀態(tài)；同時，也為冷凝器散熱提供了所需通風量，從而保證了制冷系統(tǒng)的正常工作。該調節(jié)控制裝置在準確及時地控制除濕過程的前提下，簡化了除濕控制的方法，可快速、準確地調節(jié)制冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，從而有效地降低空氣的相對濕度。 9、將冷凝水用于新風預冷[35]:水箱通過將工程內部產生的冷凝水手機并存儲起來，咋愛通過水泵，經空氣-水表面式換熱器將新風預冷，從而達到回收利用冷凝水冷量的目的。該技術一般用于國防地下工程。 參考文獻： [1] 王倩. 空調系統(tǒng)中的除濕技術[J]. 廣東石油化工學院學報,2013,23(4):63-67. 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