开题报告-15kgh柜式除湿机设计.doc

毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 学 号： 所在学院： 南京工业大学 专 业： 热能与动力工程 设计(论文)题目： 15kg/h柜式除湿机设计 指导教师： 2014 年 3 月 5 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1 课题背景空气除湿是日常生活和生产活动中一个普遍存在的问题，不同的生产环境对湿度的要求也不同。因此，控制湿度不仅与人的生活息息相关，也对工业生产等活动有着重要的影响。尤其在我国华南地区，相对空气湿度较高，如何保证所需要的低湿度环境，对改善居住条件、保护生产活动等都具有非常重要的意义1-2。随着生产的发展和生活水平的提高，空气除湿已发展成一门新的技术。目前常用的空气除湿方法有冷却法除湿、液体吸收剂除湿、固体吸附剂除湿、转轮法除湿3-4。除湿系统在国民经济的发展中发挥着极其重要的作用，被广泛地应用于机械制造、光学仪器、电子、食品、化学、医药及近几年发展起来的设施农业等生产领域5。其中冷却除湿是最早且被广泛使用的一种除湿方式，由于能耗小、操作简单、易于控制，得到了广泛的应用6-10。2 冷却除湿机的原理冷却除湿机是目前用得比较广泛的一种空气除湿设备。它主要由制冷压缩机, 直接蒸发空气冷却器(蒸发器) , 冷凝器, 膨胀阀, 通风机等组成。除湿机的工作原理如图1 所示11。室内需要除湿的空气经过空气过滤器除去灰尘, 再经直接蒸发空气冷却器(蒸发器) 冷却干燥, 然后通过冷凝器吸收高压制冷剂的冷凝热量,而被等湿加热, 干燥并加热后的空气经过风机再送回室内。空气处理过程如图2所示12。点1 是空气处理前的状态, 点3 是处理后的状态。过程1 - 2 是空气经过蒸发器的冷却干燥过程; 2 - 3 是空气经过冷凝器的等湿加热过程13-18。3 冷却除湿机分类（1） 按使用功能可分为：一般型、降温型、调温型、多功能型。 蒸发器压缩机节流阀冷凝器321t1t2t3d1d2d3123图1 冷却除湿机的工作原理dtl2t2tl1t1t331i3i1acb2i2tbt图2 空气除湿过程图一般型除湿机是指空气经过蒸发器冷却除湿，由再热器加热升温，降低相对湿度、制冷剂的冷凝热全部由流过再热器的空气带走，其出风温度不能调节，只用于升温除湿的除湿机。降温型除湿机是指在一般型除湿机的基础上，制冷剂的冷凝热大部分由水冷或风冷冷凝器带走，只有小部分冷凝热用于加热经过蒸发器后的空气，可用于降温除湿的除湿机19。调温型除湿机是指在一般型除湿机的基础上，制冷剂的冷凝热可全部或部分由水冷或风冷冷凝器带走，剩余冷凝热用于加热经过蒸发器后的空气，其出口温度能进行调节的除湿机20。多功能除湿机是指集升温除湿（一般型）、降温除湿、调温除湿三种功能于一体的除湿机。在无室外机（风冷）或冷却水（水冷）时仍然可选择升温除湿功能进行除湿的除湿机。（2） 按有无带风机可分为：常规除湿机、风道式除湿机。（3） 按结构形式可分为：整体式、分体式、整体移动式。（4） 按适应温度范围可分为：A型（普通型18-32oC）、B型（低温型5-32oC）。（5） 按送回风方式可分为：前回前送带风帽型、后回上送型等。（6） 按控制形式可分为：自动型和非自动型。（7） 按特殊使用情况还可分为：全新风型、防爆型等。4 冷却除湿国内外研究现状冷却除湿是最早被采用的一种除湿方式，以其在一般条件下除湿效果好、性能稳定且除湿效率高等优点得到了广泛的应用。但当被处理空气的温湿度较低时，冷却除湿的效率就会变低，且易出现结霜现象，更重要的是目前常用的空调系统基本上都是以调节温度为主，湿度由于其满足舒适度的范围较广，常常不予考虑，这样更加重了结霜的发生和冷却除湿效率的降低21，因此为了解决这些问题，并给常用的空调系统找到合适的除湿方式，许多学者在传统冷却除湿技术的基础上进行了创新改进，主要改进的技术有：节能型冷却除湿机、单元式空调机加室内冷凝盘管、具有双级表冷器的新风机及转轮与冷却除湿组合式空调系统（DWCCDS）。4.1 节能型冷却除湿机对于传统型冷却除湿机而言，湿空气被直接送入到蒸发器进行冷却，待温度降至露点温度时析出冷凝水，然后经再热送入室内，如此则造成了能源的浪费。为了解决这一问题，节能型冷却除湿机在蒸发器和冷凝器之间增加了一个换热器，用以对进入蒸发器之前的湿空气进行预冷和对经处理后的干空气进行加热22,23。4.2 单元式空调机加室内冷凝盘管这种系统在单元式空调机组蒸发器的下风向增加一个盘管作为室内冷凝盘管。高温高湿的空气经蒸发器冷却除湿后，温湿度降低，常需再热方可送入室内，将其通入至室内冷凝盘管则可达到除湿且调温的目的24,25。4.3 具有双级表冷器的新风机该系统将表冷器分为一、二两级，低温冷媒先进入一级表冷器，通过热湿交换后升温成中间温度的冷媒并供给二级表冷器使用。而从室外进入的高温高湿的新风先与二级表冷器中处于中间温度的冷媒进行热交换，新风温度降低，相对湿度提高，随后该状态空气再与一级表冷器中的低温冷媒进行热交换，达到露点温度以下之后再析出水分26。4.4 转轮与冷却除湿组合式空调系统（DWCCDS）DWCCDS就是将具有冷热交换的冷却除湿循环系统与转轮除湿相结合，利用制冷系统的吸热除湿进行前期除湿，而利用转轮除湿机进行深度除湿，同时利用冷凝器的放热作为转轮固态吸附剂再生热源的一部分，再生加热器采用电加热或其他形式的能源，如太阳能等27。5 冷却除湿的优缺点优点：体积小；除湿效率高；运行方便，只要接上相应的电源和处理风管道即可运行；冷凝器的冷却方式有水冷和风冷，可以根据具体使用要求来选择；根据不同场所的余热要求，可以灵活选择升温型、调温型、降温型除湿机；调温型除湿机的出风温度还可以在一定范围内调节28,29。缺点：对被处理空气的进风温度有一定的要求，普通型除湿机的进风温度在1832左右，低温型除湿机的进风温度在532左右；对于低温型除湿机，当进风温度低于18时，还要间断性地融霜，影响冷冻除湿机的除湿效率；冷冻除湿机适合处理出风含湿量不小于6.5g/kg千的空气，对于出风含湿量更低的空气，用冷冻除湿机来处理，可靠性较差21。6 总结冷却除湿以其在一般条件下除湿效果好、性能稳定且除湿效率高等优点得到了广泛的应用。但当被处理空气的温湿度较低时，冷却除湿的效率就会变低，且易出现结霜现象21,30。所以我们在传统冷却制冷的基础上，不断地进行创新改进，提高其效率。参考文献1张立志.除湿技术M.化学工业出版社, 2005.2梁廷安,奚红霞,李忠,等.一种新型环保,节能除湿技术热电冷凝除湿J.化工进展, 2007, 25(11): 1276-1283. 3朱冬生,剧霏,李鑫,等.除湿器研究进展J.暖通空调, 2007, 37(4): 35-40.4房小军,朱志平.常用除湿机比较J.流体机械, 2003, 31(z1):191-193.5何建国,刘贵珊,张海红,等.节能型冷却除湿机的研制J.农业科学研究, 2006, 27(1): 25-27.6CEN.Ventilation for Buildings:Design Criteria for the Indoor Environment S. Brussels, European Committee for Standardization (CR 1752),l998.7ASHRAE Standard 55.2004.Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy S. Atlanta,GA,American Society of Heating,Refrigerating and Air-conditioning Engineers, 2004.8黄剑云.冷冻除湿机设计探讨J.机电工程技术, 2002,31 (7): 66-68.9路延魁.空气调节设计手册M.中国建筑工业出版社,1995.10李丽芬,陈旭.单元式空调机冷却除湿技术分析J.制冷与空调(北京), 2011, 11(4): 14-18.11陆紫生,费千.冷却除湿机的最佳设计参数及实例的分析J.制冷, 2003, 22(4): 49-52.12电子工业部第十设计研究院.空气调节设计手册M.2版.北京:中国建筑工业出版社, 2000: 443- 460.13张祉祜,陈和暑.冷藏与空气调节M.机械工业出版社,1995.14陆亚俊等.制冷技术与应用M.中国建筑工业出版社, 1992.15金苏敏.制冷技术及其应用M.机械工业出版社, 1999.16吴业正,韩宝琦.制冷原理与设备M.西安交通大学出版社,1997.17黄虎,李志浩.风冷热泵除霜控制方法分析J.建筑热能通风空调,1999,18(3): 38-40.18马旭升.制冷净化干燥设备: 原理. 结构. 维修M.上海交通大学出版社,1991.19 吴瑾, 张建珍. 调温型除湿机的双冷凝器连接模式的分析J. 制冷与空调 (北京), 2007, 7(4): 84-87.20何元季.制冷设备维修工简明实用手册M.江苏科学技术出版社, 2008.21李丽芬, 陈旭. 单元式空调机冷却除湿技术分析J.制冷与空调(北京), 2011, 11(4): 14-18.22 何建国,刘贵珊,张海红,等.节能型冷却除湿机的研制J. 农业科学研究, 2006, 27(1): 25-27.23邵双全,石文星,李先庭,等.低温除湿调温热泵机组技术现状分析J.制冷与空调, 2003, 3(6): 16-19.24 Chou S K, Chua K J, Ho J C, et al. On the study of an energy-efficient greenhouse for heating, cooling and dehumidification applicationsJ. Applied energy, 2004, 77(4): 355-373.25 张立群,周翔宇.水冷单元式空调器系统的应用分析J.低温建筑技术,1999 (2): 37-38.26 Niu J L, Zhang L Z, Zuo H G. Energy savings potential of chilled-ceiling combined with desiccant cooling in hot and humid climatesJ. Energy and Buildings, 2002, 34(5): 487-495.27杜垲,张卫红.转轮与冷却除湿组合式空调系统变工况稳态性能模拟分析J. 东南大学学报:自然科学版, 2005, 35(1): 86-89.28梁仲智.冷却除湿与吸附除湿的综合应用J. 制冷, 1998, 65(4): 74-77.29ASHRAE.1997 ASHRAE handbook-foundamentals. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers Inc,199730彦启森主编.空气调节用制冷技术(第二版)M.北京:中国建筑工业出版社,1985. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：课题设计参数：已知环境条件：干球温度：27 额定风量：按相关产品确定湿球温度：21.2 除湿量：15kg/h制冷剂：R22课题设计主要内容及途径：调温除湿机设计的主要内容是单级压缩制冷循环中蒸发器和冷凝器的设计，其中冷凝器包括风冷冷凝器和水冷冷凝器。1、查阅资料：要求查阅相关资料，中文文献25篇以上，英文文献5篇以上，了解冷却除湿机工作原理。2、整理资料并撰写文献综述和开题报告。3、设计计算：环境工况及需求分析；制冷循环热力计算；蒸发器冷凝器的设计计算。要求：综合运用大学4年所学的知识，特别是工程热力学、传热学、流体力学、制冷技术及相关专业课程的知识应用，同时要有一定创新能力，熟悉整个产品设计的流程。4、设计图纸：借助计算机，运用CAD绘图软件进行图纸设计，熟练地运用软件，并对工程制图标准有所了解。5、论文：对整个设计过程进行总结、梳理，并书写毕业设计论文。课题设计计算的具体步骤冷却除湿机的设计主要是单级压缩制冷循环中蒸发器和冷凝器的设计，其中冷凝器包括风冷冷凝器和水冷冷凝器。1、环境工况及需求分析：1) 查阅相关除湿机样品，确定额定风量；2) 根据额定风量和所需除湿量，计算出蒸发器热负荷；3) 根据蒸发器热负荷选择压缩机，由压缩机额定制冷量计算出实际除湿量。4) 改变风量重复以上步骤确定最佳风量(即实际除湿量最大时的风量)。2、制冷循环热力计算：1) 根据蒸发温度和冷凝温度，并按照理想制冷循环确定循环中R22的状态参数（包括压力、温度、焓、熵、比体积）。2) 根据已知数据确定制冷循环的单位制冷量、单位容积制冷量、制冷剂流量、冷凝放热量以及制冷系数。3) 根据计算的参数选择膨胀阀、高低压保护器以及节流阀。3、蒸发器、冷凝器的设计计算：对于调温型除湿机,我们主要使用三个换热器:蒸发器、水冷冷凝器、风冷冷凝器。风冷冷凝器用于将除湿后的空气加热到合适的温度，而水冷冷凝器则是通过调节其热负荷，进而改变风冷冷凝器的热负荷达到调温的目的。对于每一个换热器的设计步骤如下：1) 确定换热器进出口的工质的状态参数；2) 初步设计出换热器的结构；3) 热力计算：确定传热温差；通过计算管内和管外的传热系数,进