毕业设计(论文)开题报告 陈亮.pdf

毕业设计 论文 开题报告 学生姓名 学生姓名 陈亮 学学 号 号 3501100208 所在学院 所在学院 能源学院 专专 业 业 热能与动力工程 设计设计 论文论文 题目 题目 8 h 柜式除湿机设计 指导教师 指导教师 金苏敏 2014 年 3 月 6 日 开题报告填写要求 1 开题报告 含 文献综述 作为毕业设计 论文 答辩委 员会对学生答辩资格审查的依据材料之一 此报告应在指导教师指 导下 由学生在毕业设计 论文 工作前期内完成 经指导教师签 署意见及所在专业审查后生效 2 开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设 计的电子文档标准格式 可从教务处网页上下载 打印 禁止打印 在其它纸上后剪贴 完成后应及时交给指导教师签署意见 3 文献综述 应按论文的格式成文 并直接书写 或打印 在本开题报告第一栏目内 学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇 不包括辞典 手册 4 有关年月日等日期的填写 应当按照国标 GB T 7408 94 数据元和交换格式 信息交换 日期和时间表示法 规定的要求 一律用阿拉伯数字书写 如 2004 年 4 月 26 日 或 2004 04 26 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 1 毕毕 业业 设设 计 论计 论 文 开文 开 题题 报报 告告 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 文文 献献 综综 述述 课题背景课题背景 空气湿度是空气调节的一个重要参数 具有举足轻重的影响 第一 对于人们的生 活环境 潮湿的室内环境会影响人的热舒适感 造成建筑围护结构 家具 地毯织物等 霉烂 损坏电器物品 导致细菌生长繁殖 影响人的健康和带来经济损失 1 第二 在诸 如精密仪器 计量仪器 电子产品生产等工业领域中 特别是不断发展电子产品生产领 域 电子产品中的如电容器 电阻器等产品在生产过程中的必须要有个低湿的环境 2 第三 我国是农业大国 而仓库空气环境的干燥对于粮食产物的储存和保管有着不可估 量的影响 3 除此之外 中国大部分地区属于亚热带气候 特别是长江流域及以南地区 夏季多 雨 冬季潮湿 对除湿技术的需求尤为突出 随着人类在生活水平提高的同时 对环境的要求越来越高 而对绿色节能环保的日 益重视 也极大地推动了空气除湿技术的发展 4 而在空调领域 对于湿度控制技术的 研究远滞后于对于温度控制技术的研究 目前 温湿度独立控制系统成为当今空调领域 的研究热点 空调系统的除湿技术 尤其是新风的除湿技术越来越受到重视 除湿技术的种类除湿技术的种类 5 1 冷凝除湿 使用制冷式冷源制冷除湿 利用冷源降低湿空气的温度 析出湿空气中 的水分 再对空气升温 降低其相对湿度 2 固体吸附式除湿 将固体吸附剂 如硅胶 分子筛 活性氧化铝 沸石等 作为固 定层填充于塔 筒 内进行空气除湿 此方法为间歇除湿 3 热泵除湿 通过压缩机做功使蒸发器回收的低品位热在冷凝器中温度升高而成为高 品位的热用于除湿 4 氢泵除湿 电化学除湿 在阳极处电解水蒸汽 降低阳极处水蒸气的含量 及降低 阳极处空气含湿量 5 液体除湿 6 使用 LiCl CaCl2等溶液作为吸收剂 吸收空气中的水蒸气 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 2 6 膜除湿 在膜的两端形成浓度 以水蒸气分压力为驱动力 利用膜的选择透过性对 空气进行除湿 7 HVAC 除湿 用加热办法使空气相对湿度降低 该方法投资少 运行费用低 但只 能降低空气的相对湿度 不能降低其含湿量 冷冻除湿机简介冷冻除湿机简介 冷冻除湿机 7 8 除湿原理就是利用制冷系统来降低空气温度至露点温度以下 降低 空气的含湿量 再通过再热器将空气升温变成干燥的空气 除湿机中制冷系统与空调中 的制冷系统相同 其结构都是由压缩机 蒸发器 冷凝器和节流阀组成 冷冻除湿机的基本原理冷冻除湿机的基本原理 除湿机主要有制冷系统 送风系统 9 和电气控制系统三大系统组成 制冷系统 包括压缩机 冷凝器 膨胀阀和蒸发器 由压缩机 1 压缩出来的高温高 压制冷剂气体进入再热器 6 作冷凝器用 将热量传给冷干空气后 冷凝成常温高压液 体 经膨胀阀 4 节流后进入蒸发器 2 吸收通过蒸发器 2 的空气中的热量 变成低温低 压气体 低温低压的制冷剂气体又被吸入压缩机进行压缩 如此往复循环 送风系统 包括通风机 过滤器 蒸发器和冷凝器 湿空气经过过滤器 3 被吸入后 在蒸发器 2 被冷却到露点温度以下 析出凝结水 绝对含湿量下降 再进入再热器 6 吸收制冷剂的热量而升温 相对湿度降低 再由送风机 5 送入房间 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 3 电气控制系统 10 家用和小型除湿机采用单项 220V 50Hz 电源 较大型的工业空气 除湿机用三相 380V 50Hz 电源 电路由压缩机 通风机和加热器控制三部分组成 冷冻除湿机种类冷冻除湿机种类 3 1 一般型除湿机 制冷剂的冷凝热全部由流经再热器的冷空气带走 出风温度不能调 节 只用于升温除湿的除湿机 2 降温型除湿机 制冷剂的冷凝热大部分由水冷或风冷冷凝器带走 只有小部分的冷 凝热用于加热经过蒸发器的空气 可用于降温除湿的除湿机 3 调温型除湿机 制冷剂的冷凝热可以全部或部分由水冷或风冷冷凝器带走 剩下的 冷凝热用于加热经过蒸发器的空气 其出风温度可以调节 4 多功能型除湿机 集升温除湿 一般型 降温除湿 调温除湿于一体的多功能除湿 机 调温型除湿机调温型除湿机 1 基本原理 11 一方面 如图2所示 经压缩机排出的高温高压制冷剂气体首先经过水冷冷凝器冷 凝换热 换热后的制冷剂再经过风冷冷凝器冷凝成液体后依次经过贮液罐 干燥过滤器 然后经过膨胀阀节流 并流入蒸发器蒸发 吸收外部空气热量 变成低压制冷剂蒸汽 再被压缩机吸入压缩 从而完成1个制冷循环 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 4 另一方面 湿空气通过蒸发器冷却 温度降低至露点温度以下 析出凝结水 使空 气含湿量降低 冷却干燥后的湿空气经风冷冷凝器换热升温 相对湿度降低 并通过离 心风机排出 当需要调温时 冷却水带走一部分冷凝负荷 被冷却除湿后的空气经过风 冷冷凝器带走剩余的冷凝负荷 根据回风温度调节冷却水流量 以调节风冷冷凝器所承 担的冷凝负荷来达到调温目的 2 调温盲区 调温盲区 12 一般指普通调温除湿机在降温除湿工况与调温除湿工况出风温度之间 的温差 而降温除湿工况的出风温度即为蒸发器的出风温度 也即风冷冷凝器的进风温 度 所以调温盲区是风冷冷凝器进风干球温度与出风干球温度的差值 也等于机组的出 风温度与蒸发器出风温度的差值 3 消除调温盲区解决方案 13 如图4所示 在风冷冷凝器的进出口之间设计1个流量调节阀 通过调节流量调节阀 的开度调节制冷剂进入风冷冷凝器的流量 因而可以控制风冷冷凝器需要负担的冷凝热 负荷 控制出风温度流量调节阀的开度由出风设定温度调节 当流量调节阀全开时 风 冷冷凝器里没有制冷剂流过 机组出风温度可达到蒸发器出口温度 使用场所使用场所 空气除湿是一门涉及多个学科的综合性技术 目前已被广泛应用于仪器仪表 生物 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 5 环保 纺织 冶金 化工 石化 原子能 航空 航天等领域 并将日益在工业 农业 国防 医疗 商业和日常生活中发挥巨大的作用 5 例如目前除湿技术应用于提高掘进 工程环境的舒适性 14 技术技术现状现状 目前升温除湿只适用于对室温无要求的场合 通风除湿只适用于室外空气较干燥的 地区 液体吸湿剂除湿的系统 设备复杂 投资高 液体溶液还会腐蚀金属 固体吸湿 剂的除湿性能不太稳定 并随时间的延长而性能下降 而且须再生 耗能较高 膜法除 湿因其核心部件除湿膜技术还不够成熟 在现阶段还存在透湿率低 强度差 成本高的 缺点 发展受到了限制 而空调系统中的冷却除湿技术 由于应用广泛 无须增加复杂 的整套独立的除湿设备 具有与空调系统紧密结合 节能环保等优点 成为当前商用空 调研发制造企业尤为关注的除湿技术热点 4 市场前景市场前景 除湿机作为一个某些场所必用品和提高人类生活质量不可缺少的产品 其市场前景 是非常大的 一方面 由于制冷技术的发展 设备制造工艺日臻完善 冷却除湿设备应 用越加广泛 除湿性能稳定且能耗少 15 另一方面 我国长江柳绿夏季气候特点以高温 高湿为主 属于夏热冬冷地区 该地区夏季建筑热环境质量较差 空调使用量居全国前 列 空调能耗也高于全国其他地区 为了提高人体皮肤蒸发散热量和防止细菌的滋生 空气的除湿需求就显得尤为重要 16 17 因此 我国的除湿机市场极为广阔 冷冻除湿机的特性冷冻除湿机的特性 1 冷冻除湿机的优点 18 1 结构简单 维修简便 冷冻除湿机系统由压缩机 蒸发器 冷凝器 膨胀阀和风机 组成 结构简单维修方便 2 运行方便 只需接上相应电源和处理风管道即运行 3 性能稳定 使用可靠性高 运动部件少 性能可靠 稳定 4 能够连续除湿 与固体吸附式除湿和液体吸收式除湿相比 无需对除湿材料再生 2 冷冻除湿机的缺点 19 1 对处理空气的进风温度有要求 普通型除湿机的进风温度在18 32 左右 低温型 除湿机的进风温度在5 32 左右 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 6 2 进风温度过低会结霜 对于低温型除湿机 当进风温度低于18 时 还要间断性的 融霜 影响冷冻除湿机的除湿效率 3 对出口处空气含湿量有要求 冷冻除湿机适合处理出风含湿量不小于6 5 干的空 气 对于出风含湿量更低的空气 用冷冻除湿机来处理 可靠性差 国内外冷冻除湿机的一些技术改进与改革国内外冷冻除湿机的一些技术改进与改革 1 冷却除湿与吸附除湿相结合 20 22 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降温与放热作为转轮的前期除湿与加热再生空气 可达到节能和增大除湿能力的效果 这种组合系统即可充分利用内部热能 又兼有转轮 除湿的优点 2 蒸发器与冷凝器之间增设换热器 23 26 在传统除湿机原理的基础上 在蒸发器 与冷凝器之间增设了换热器 被风机吸入的湿空气首先通过空气换热器与来自蒸发器的 低温干空气进行热交换 其温度被降低 相应的低温干空气的温度也同时被升高 该过 程是等量热交换 温度被降低后的湿空气继续向前流动到蒸发器进行 2 次降温使其达 到湿空气的露点温度以下将其水分析出 由于在此过程中湿空气不是直接送到蒸发器降 温除湿 而是先通过空气换热器与来自蒸发器的低温干空气进行热交换 因此 到达蒸 发器的湿空气将比直接送到蒸发器的湿空气的温度低 因而减轻了蒸发器的负担 提高 了除湿效率 3 采用室外双冷凝器系统的节能型恒温除湿机 27 28 利用空调机制冷除湿降温和 除湿机除湿升温的特性 采用室外双冷凝器系统 并将系统部件合理匹配 室内冷凝器 与室外冷凝器同时工作 空气通过蒸发器制冷除湿 再经过室内冷凝器吸收热量温度升 高 调节进入室内冷凝器的制冷剂流量来控制其负荷 使空气经过室内冷凝器所吸收的 热量正好等于升温到出风温度所需的加热量 从而使温度和湿度保持在一定的范围内 4 采用热旁通技术 29 在普通的全新风调温除湿机的压缩机排气管上分出一根旁通 管连接到蒸发 器分液管前端 旁通管路上安装有电磁阀和能量调节阀 利用将未冷凝 的高压制冷剂气体与蒸发器内节流后的制冷剂混合 再进入蒸发器 使得蒸发器内的 制冷剂温度和压力产生变化 以达到控制蒸发器后出风露点温度的特点 这样的应用可 以弥补压缩机的低负荷调节的缺陷 5 采用热管技术 30 31 将热管的冷凝段放在蒸发器后面 蒸发段放在进风口前面 将蒸发器出口空气的冷量通过热管这一载体转移到回风口出 从而降低蒸发器进口空气 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 7 的干球温度 相应提高相对湿度 这样的应用将会使除湿机的性能提高 同时提高了机 组运行可靠性 6 全新风无级调载除湿机 32 通过控制除湿机的出风露点温度 蒸发器面积以及出 风温度来实现无级调控除湿机出风状态 全新风无级调载除湿机在新风工况为 15 35 范围内能够精确且有效控制出风温度及出风露点温度 具有明显的除湿效果 全新 风无级调载除湿机能够明显降低运行费用 有明显的节能效果 7 在常规冷却系统加入乙二醇 2 33 冷冻极限除湿空调系统在常规的冷却除湿系统 中加入了 25 重量比以上的乙二醇这在理论上可保证冷冻水冰点为 10 7 在初投资 和运行费用方面要低于达到相同效果的转轮除湿和复合除湿 具有节能的作用 8 使用通风量调节控制装置 34 在冷却除湿机的蒸发器和冷凝器之间设计一个由三 块挡板组成并由曲柄机构驱动的挡板机构 通过改变挡板的相对位置 调节内通风口与 外通风口的开度 控制通过蒸发器的湿空气流量 使除湿效率达到最佳状态 同时 也 为冷凝器散热提供了所需通风量 从而保证了制冷系统的正常工作 该调节控制装置在 准确及时地控制除湿过程的前提下 简化了除湿控制的方法 可快速 准确地调节制冷 系统的工作状态 从而有效地降低空气的相对湿度 9 将冷凝水用于新风预冷 35 水箱通过将工程内部产生的冷凝水手机并存储起来 咋爱通过水泵 经空气 水表面式换热器将新风预冷 从而达到回收利用冷凝水冷量的 目的 该技术一般用于国防地下工程 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 8 参考文献参考文献 1 王倩 空调系统中的除湿技术 J 广东石油化工学院学报 2013 23 4 63 67 2 李百军 邓玲黎 冷冻极限除湿空调系统的设计与实践 J 建筑热能通风空调 2008 27 6 50 52 3 黄剑云 冷冻除湿机设计探讨 J 机电工程设计 2002 31 7 66 68 4 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 2011 11 4 14 18 5 朱冬生 剧霏 李鑫 等 除湿器研究进展 J 暖通空调 HV AC 2007 37 4 35 41 6 Yong Sun Cho Seon Chang Kim2 Young Lyoul Kim et al Combined heat and mass transfer analysis during the dehumidification process within a plate type heat exchanger J Journal of Mechanical Science and Technology 2013 27 6 1875 1880 7 金苏敏 制冷技术及其应用 M 北京 机械工业出版社 1999 8 郑爱平 空气调节工程 M 北京 科学出版社 2008 9 易娜 叶升平 李小华 消失模铸造白区烘干房的冷冻除湿技术 J 特种铸造及有色合金 2013 33 2 161 163 10 孙萍 罗文结 空气除湿机 M 广州 广州科技出版社 2002 11 张景卫 邱肇光 新型全新风调温型除湿机的实验研究 J 制冷 2011 30 1 1 4 12 朱志平 杨娟 王克勇 调温除湿机调温盲区的模拟计算 J 制冷与空调 2007 21 3 7 10 13 程其林 无调温盲区的调温除湿机 P 中国专利 CN200820065327 2008 01 14 14 WANG Hai qiao ZOU Zu yun CHEN Shi qiang et al Improving thermal comfort of high temperature environment of heading face through dehumidification J JOURNAL OF COAL SCIENCE ENGINEERING 2010 16 4 389 393 15 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 16 孙克春 龙恩深 陈进军 等 夏热冬冷地区除湿方式探讨 J 建筑科学 2008 24 8 81 84 17 Ayad T Mustafa Experimental study of air flow rate effects on humidification parameters with preheating and dehumidification process changing J ARPN Journal of Engineering and Applied Science 2011 6 9 63 68 18 房小军 朱志平 常用除湿机比较 J 流体机械 2003 31 Z 191 193 19 陈敏 陈剑波 邹红 节能型恒温除湿机的研究 J 制冷与空调 2008 22 4 46 49 20 曹向军 张泽国 周俊海 等 组合式除湿系统性能优化 J 低温与超导 2013 41 10 90 92 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 9 21 张欢 牛建磊 可利用低品位热能的双级除湿冷却式空调系统 J 流体机械 1998 26 20 45 48 22 张尧 李惟毅 节能型冷却除湿复合式空调系统 J 节能技术 2007 25 1 23 25 23 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 24 Seong Yeon Yoo Jin Hyuck Kim Myoung Seok Jie A study on energy saving of cooling reheating system using compact heat exchanger J Journal of Mechanical Science and Technology 2010 24 4 887 892 25 W Y Saman S Alizadeh An experimental study of a cross flow type plate heat exchanger for dehumidification cooling J Solar Energy 2002 73 1 59 71 26 杨娟 王克勇 谭来仔 等 一种节能型全新风除湿机 J 制冷与空调 2011 11 3 8 11 27 张景卫 邱肇光 新型全新风调温型除湿机的实验研究 J 制冷 2011 30 1 1 4 28 陈敏 陈剑波 邹红 节能型恒温除湿机的研究 J 制冷与空调 2008 22 4 46 49 29 吴瑾 张建珍 热气旁通技术在全新风调温除湿机上的应用 J 制冷与空调 2011 11 3 12 14 30 朱晓华 热管除湿机设计与性能实验研究 D 南京 南京师范大学 2011 31 王彤 热管空气回热器在冷却除湿干燥机上的应用 J 流体机械 2005 33 6 73 75 32 邱育群 邱肇光 全新风无级调载除湿机的研制 J 制冷与空调 2005 5 6 51 54 33 范良凯 袁丽 缪小平 等 冷冻除湿机变风量优化运行的试验研究 J 制冷与空调 2010 24 5 43 46 34 张海红 何建国 韩小珍 等 冷却除湿机通风量调节控制装置的研制 J 宁夏工程技术 2006 5 1 30 32 35 刘顺波 杨治国 黄志刚 等 除湿机冷凝水应用技术研究 J 制冷与空调 2011 11 5 36 39 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 10 毕毕 业业 设设 计 论计 论 文 开文 开 题题 报报 告告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段 途径 课题题目 课题题目 8kg h 柜式除湿机设计 原始数据 原始数据 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 制冷剂 R22 除湿量 8kg h 选题意义 选题意义 本课题是典型的产品设计开发 需要学生一定的工程能力 对学生的机械制图和创 新能力要求比较高 学生通过本课题可以将大学四年所学的相关课程综合运用 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 此外学生还可以了解工程中产品开 发的流程以及其中需要注意的事项 这将利于学生们快速适应未来的工作岗位 利于学 生们的今后发展 需要解决的问题 需要解决的问题 1 环境工况的确定和湿空气的处理过程 2 蒸发器热负荷的确定和压缩机的选型 3 除湿机最佳额定风量的确定 4 制冷循环的设计及各个状态点的确定 5 蒸发器和冷凝器的结构设计和校核计算 6 系统各部件的阻力计算和风机的选型 南京工业大学本科生毕业设计 开题报告 11 7 确定除湿机的尺寸大小 8 除湿机的总装图和零件图 主要设计的主要设计的内容及研究手段内容及研究手段 冷冻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 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 了解冷除 湿机工作原理 写文献综述 并作开题报告 2 环境工况及需求分析 查阅相关除湿