说明教案设计

8kg/h柜式除湿机设计摘要空气相对湿度对工农业产品的生产工艺和生活环境的舒适感有着举足轻重的影响我国大部分地区属于带气候特别是长江流域及以南地区空、、航空航天等领域。本介绍了柜式除湿机的工作原理以及主要的结构组成并简单介绍了目前国内外冷冻除湿技术的现状和改进。中的柜式除湿机采用冷冻除湿技术，其原理是将湿空气的温度降低到温度析出冷凝水再将空气通过冷凝器再热。出风温度的作用。本中的柜式除湿机主要由制冷系统、送风系统和电气系统三大系统组成。在制冷系统中，由压缩机压缩出来的高温高冷剂气体进入水冷冷凝器和风冷冷凝器将热量传给空气和冷却水冷凝成常温高冷剂液体。低压的气体，再缩机压缩，如此往复循环。在送风系统中，湿空气经过过滤器被吸入后，在蒸发器内被冷却到机器温度以下，析出冷凝水。然后在进本描写的是一台8kg/h柜式除湿机的设计。其设计内容包括蒸发器和风8.40kg/h。本中的除湿机设计着重考虑蒸发器和冷凝器的空气侧的强化传热在蒸冷凝水，为便其顺利留下，翅片采用亲水膜处理。此外，在本中的除湿机系统中，在风冷冷凝器的之间设计一个流量调节阀，当流量调节阀全开时，本中的除湿机系统没有调温盲区。：除湿机蒸发器冷凝器压缩机Thedesignof8kg/hchest-typeTherelativehumidityoftheairplaysanimportantroleintheproductionprocessofindustrialproductsforagriculturalproductsandthecomfortablefeelinginourdailylife.Amajorityofareasinourcountrybelongtosubtropicalclimate.Especially,atYangtzeValleyandinsouthareaofit,therelativehumidityoftheairisrelativelyhigh.Therefore,intheseareas,thedemandofdehumidifyingtechnologyisparticularlyoutstanding.Dehumidifyingtechnologymainlyincludescoolingdehumidifier,soliddesiccant,andliquiddesiccant,etc.Bybeingusedcoolingdehumidification,chest-typedehumidifierhastheadvantagesofsimplestructure,operationconvenience,highreliability,andcontinuousdehumidification,etc.Currently,thetechnologyiswildlyappliedtobiology,environmentalprotection,metallurgy,chemicalengineering,petrochemicalindustry,andaerospace,etc.Theworkingprincipleandthemaincomponentsofthechest-typedehumidifier,andthestatusandimprovementofcoolingdehumidificationathomeandabroadaredescribedinthethesis.Coolingdehumidificationisappliedtothechest-typedehumidifier.Theprincipleofitisthatbylowingthetemperaturebelowtheapparatusdew-pointtemperature,moistairisprecipitatedcondensedwater,andthenispumpedintocondenserstoreheat.Themaincomponentsofchest-typedehumidifierareevaporator,air-cooledcondenser,condenserwithwatercooling,compressor,expansionvalve,fansandsoon.Byundertakingthepartoftaskofcondensingheat,thetemperatureoftheairattheoutletofdehumidifiercanberegulatedthroughcondenserwithwatercooling.Thechest-typedehumidificationinthisthesishasthreeparts,whicharerefrigerationsystem,airsupplysystem,andelectricalsystem.Inrefrigerationsystem,thehightemperatureandhighpressurerefrigerantgaswhichiscompressedbyacompressorispumpedintocondenserwithwatercoolingandair-cooledcondenser.Theheatpassedtoairandcoolingwaterandthegasiscondensedintohigh-pressureliquid.Thenthehigh-pressureliquidispumpedintotheevaporatorafterbeingthrottledbyexpansionvalve.Itevaporatesintothetemperatureandlowpressuregasbyabsorbingtheheatfromair.Thenitissuckedintothecompressorforcompression,andthecycleisrepeatedagainandagain.Inthesupplysystem,thewetairsuckedintotheevaporatorafterbeingfilterediscooledbelowtheapparatusdew-pointtemperature,andprecipitatedcondensedwater.Thenthelow-temperatureairispumpedintoair-cooledcondenserabsorbingcondensingheattorisethetemperature.Thefunctionofelectricalsystemistocontrolthecompressorandfanstostartworkatthesametime.Thedesignofan8kg/hchest-typedehumidifierisdescribedinthepaper.Themainpointisthedesignsofevaporatorandair-cooledcondenserandtheselectionofcompressor,condenserwithwatercoolingandfans.Thistopicresearchmethodistheoreticalcalculation.Accordingtotheconditionofairgiven,aftercalculatingthethermalloadofthesystemandselectingtherightcompressor,wecancalculatetheoptimumairflowratebasedonthecoolingcapacityofcompressorandgettheactualamountofdehumidification–8.4kg/h.Then,bytheheatbalancecalculationandtherefrigerationofthermodynamiccalculation,wecancalculatetheheatloadofeachpartofsystem,anddeterminedthestructureoftheevaporatorandair-cooledcondenser.Finally,weconducttheheattransfercalculationandthecalculationoftheheatexchangerandselecttherightfans.Theproblemsofstrengtheningofair-sideheatexchangerwereconsideredseriouslyinthedesignofdehumidifier.Toimprovetheair-sideheattransfercoefficient,improvethewholeheattransfercoefficient,anddecreasethestructureofheatexchanger,thewholesetoffinsareusedintheevaporatorandtheair-cooledcondenser.Consideringthattherewillbealargeamountofcondensedwaterprecipitatedontheevaporatorfins,themembranetreatmentarecarriedonevaporatorfinstofacilitatethecondensateflowout.What’smore,flowregulatingvalveisinstalledbetweentheoutletandinletoftheair-cooledcondenser.Whenflowregulatingvalveisfullyopened,thereisnorefrigerantinevaporatorandthetemperatureofairattheoutletofunitequalstothatofevaporator.Thatistosay,thereisnotemperatureadjustableblindareainthedehumidifiersystem.:dehumidifierevaporatorcondenser摘 第一章前 第二章除湿技术简 除湿技术的种 冷冻除湿机简 冷冻除湿机的基本原 冷冻除湿机种 调温型除湿 基本原 调温盲 消除调温盲区解决方 使用场 技术现 市场前 冷冻除湿机的特 冷冻除湿机的优 冷冻除湿机的缺 第三章国内外除湿技术的改进和本文的研究内 国内外冷冻除湿机的一些技术改进与..............................................本文研究的内容及意 第四章设计计算说明 原始数据参 制冷循环计 湿空气的计 压缩机的选 制冷循环系 实际空气状态参数的计 蒸发器的设计计 确定蒸发器进口与出口空气状态参 确定蒸发的结构参 水冷冷凝器的设计选 制冷循环系统计 水冷冷凝器的设计选 风冷冷凝器的设 风冷冷凝器的结 风冷冷凝器的设计计 风机的选 风机参 产品简 产品特 适用场 风机使用条 风机结构尺 风机的性能曲线与除湿机阻力曲 风机的安装与使 风机的...................................................................................调温除湿机主要换热器的结构参 结 参考文 致 对于粮食产物的和保管有着不可估量的影响[3]。除此之外，部分地区属于带气候，特别是长江流域及以南地区，统成为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温度以下，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1压缩出来的高温高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422的空气被吸入后，在蒸发器2被冷却到温度以下，析出凝结水，绝对含湿量下降；65送入.4.5.6.再热器2.1除湿机工作简图调温型除湿2.2另一方面湿空气通过蒸发器冷却温度降低 温度以下析出凝结水一方面，如图2.2所示，经压缩机2.2另一方面湿空气通过蒸发器冷却温度降低 温度以下析出凝结水如图2.3所示，在风冷冷凝器的之间设计1个流量调节阀，通过调节使用场技术现耗能较高；膜法除湿因其部件除湿膜技术还不够成熟，在现阶段还存在透湿节能环保等优点，成为当前空调研发制造企业尤为关注的除湿技术热点[4]市场前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，我国长江柳列,空调能耗也高于其他地区为了提高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。冷冻除湿机的特国内外冷冻除湿机的一些技术改进与与转轮除湿相结合,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部热能,又兼有转轮除湿的优点。蒸发器进行2次降温使其达到湿空气的温度以下将其水分析出由于在此过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一根旁通管连接到蒸发器分液管前端,旁通管安装有电磁阀和能量调节阀。利用将未冷凝的高冷剂气体与蒸发器内节流后的制冷剂混合,再进入蒸发况为15~35℃范围内能够精确且有效控制出风温度及出点温度,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,7[2,33]:冷冻极限除湿空调系统在常规的冷却除25％重量比以上的乙二醇这在理论上可保证冷冻水冰点为9、将冷凝水用于新风预冷[35]:通过将工程内部产生的冷凝水并存用冷凝水冷量的目的。该技术一般用于国防工程。8kg/h柜式除湿机的设计。其中包括蒸发器和风冷冷最为广泛的冷冻除湿技术。原理是将湿空气降温到温度以下，析出冷凝水；原始数据参干球温度 额定风量：按相关产品确 制冷循环计查焓湿图的空气状态（1点）干球温度 含湿量湿球温度 比容 1212 图

除湿量额定风量7除湿量额定风量7Dd2d1D

13.4

1.2

=10.37g/d2与φ=95%2点，查焓湿图可以得242.5kJ/kg，t215.68℃。QρGh1h21.2220061.442.5 品牌：谷轮压缩 制冷量蒸发温度 水冷冷凝温度 压缩机参数如下表（表4-1表4- 压缩机参排量长度/宽度/高度净重接管尺寸(英寸1油充注量安装底脚尺寸底脚孔径功率级噪声4.2所示。63475986347598T1.蒸发器2.风冷冷凝器3.热力膨胀阀4.干燥过滤器5.6.单向阀7.电磁阀8.水冷冷凝器9.图 443251图 R22压焓545℃5等温线t11压线p0kJ/m3/1kJ/kg℃5等温线t11压线p0kJ/m3/1kJ/kg℃等焓线h22压线p2kJ/3℃3点，制冷kJ/结4℃t4为饱和液体kJ/5℃5t5为蒸发器入kJ/4-3中。表4- 制冷循环热力性能指符号1量q0h1h5406.712kJ/qq0 13量kJ/qQ 04WkJ/Wh2h14345NNqmW0.0946kJ/qkh2h44347Qkqmqk8εq0 14.1kW14.1kW。G=1900m3/hhh3600Q061.4360014.139.14kJ/

DρGd1d21.2190013.49.758.32kg/4-4中。表4- 风量与除湿量的关风量实际除湿量2000m3/h11 图 2h0h

61.4360014.140.25kJ/

2d0与φ=95%在标准大气压下湿空气焓湿图的交点为20点，查焓湿图可以22014.914.149.9g/kg。D0ρGdd01.220000kg/ 蒸发器的设计计干球温度：14.9d=9.9g/kg；焓值：h=40.25kJ/kg采用连续整体式铝套片，紫铜管为Φ12×0.6mm正三角形排列，管间距S1=25mm，S2=21mm，铝箔片厚δf=0.2mm，片距Sf=3mm，翅片高h=9mm，铝片导热λ=204W/(m·K)。取空气流动方向排数为5排，取迎面风速2.5m/s。具体结构参见下图（4.5） d04-5蒸发器设计计几何参数计1dbD02δf=1222diD02δ12232S1dbSfδfdef SdS 22512.432512.434LLZS255am2/2SS1πd21 ba f22521.651π 10006m2/πdbSfδfab f3.1412.437积m2/aofafab0.2808m2/aπdil 9β β=of ααaof εS1dbSfδfεS1S2512.4325m/ ωf 管外空气侧参数1t℃t 27tf 2 2ρkg/3cp,kJkgK45νm2/15.15×10-6μPaμfνfρf15.1510618.2×10-7WmK8Reρfωmaxdef f1.2015.3154.589α40.0014 0Re04of 0.00140.26181606.8800.31700.0389 WmK α4ρfωmaxcp,f Pr0.01141.2012蒸发器内空气相关计1kJ/2g/3kJ/4g/5 tt0p, 61.440.251.0052714.96量kg/ 3600hh 0061.47量m3/ qm,da f8S1 b9´ Smax 25m1/m 2of 2fδf 0.02598h´db´110.35ln212.42.142210.35lnthmh´th 88.72WmKfafab aa 0.8310.280.28管内制冷剂计1量kJ/2kJkgK3kJkgK4kg/5kg/6rkJ/78N/9Pa2.045×10-Pa1.158×10-WmK9.25×10-WmK9.75×10-1q01 1120.252 kg/ r 60014.1200.9510.252W/qikgm2sAAqm 3600qi' 6.70×10-积d A i 9.156×10-Z根 6.70Z 9.156i8kg/ 3600kgm2sgqm,d iBqi gr 128.038i3.576×10-1080C g l10.6260 24.790 0.626 g Fr 2 1264.322 Regi1di l128.03710.62610.8数Wm2K0.023Re08Pr04l i0.0232529082.620 10.8Wm2K[CCC225Fr l CBC4F3 2790[1.1360.09280250.0928033.57610407℃ t m´= lnt1t0 ln275t0t 0 Wm2KK01aofrraofrt i 1 0.00481 2790 注：rraofrt mW/q0W/qqaof979.7 0 i%qi´qi92009151.37100蒸发器结构尺寸1F´=Q0 i2F´=Q0 03长mF L´=of 4AfA 3600f5度Bm6Hm7n个nB625S 8根nH390 19AfBnlS10.62516N根NLt´45.43 Z根ZN 5mLtnlZB165FiLtai50FofLtaof50WmWS2Z21.65Af管外空气阻力计1AD0 2积 S1D025 3Afaf4及AcnS1dbSff2080.0250.0035PS2 06PS1 07XPT12.0831 Red8PL1.804RedffNAc,t0.2280 t9ff m/ 3600 3600fm/ max 降 A2 ft Ac,t2 0.03768 2降 Af2pf ff Ac2 2pptpf12.93力pwp25.77管内制冷剂流动阻力计1R12 5.986105qg091 i i5.9869151.37128.380 10.82R22力32.1%，因此流动阻力引起的蒸发温度变化可忽略不计。4-6制冷循环系统参符号12qq0 13qQ 04WWh2h14345NNqmW0.0946qkh2h44347Qkqmqk8εεq0 4-74-7水冷冷凝器选型计1℃2℃3Qk根据本设计的需要，选用WS型管壳式冷凝器，型号为WS-5。4.64-8。4.6WS4-8WSWS-WS-WS-WS-WS-0WS-0WS-风冷冷凝器的设Φ12×0.6mm，正三角形排列，垂直于流动方向的管间距S1=25mm，铝片厚的设计理念，取翅片距Sf=2.2mm，铝片导热系数λ=204W/(m·K)。其结构参数如4.7所示。δ4-9风冷冷凝器参1℃2℃3kg/4tf℃度5度kg/6JkgK7量m3/qqm a8W9ta℃ a qc vpa1600 2046.0t℃tta1ta214.9 ℃ta2ta139.83 lnt ln45 tkta %tf´tf10028t 1径23Scos30oS 3 4度5S6h7WmK8Z排89m/A´=qv 2.2fLmHmHAy N根NH10.4131 AyBNS1m/qv dbD02f122diD0201222S1dbSfδfdef SdS 22512.42.22512.42.2WLZS28am2/2SS1πd21 ba f22521.651π 1000m2/πdbSfδfab f3.1412.42.2积m2/aofafab0.382m2/aπdil m2/adidbl10.8 bmbZScos30o8 β=of αaof S1dbSfδfεS1S2512.42.225m/ ωf 冷凝器传热系数1kg/2cp,kJkgK34m2/10-5Paμfνfρf15.810610-6WmK7Reρfωmaxdef f1.17544.413.458b 9n-mWm2Kn 1.11.2CCab 12 efef130 173.23.45 3.45 1051.070S1 b´ Smax 25h´db´110.35ln212.42.142210.35lnm1/m 2of 2fδf 0.02689thmh´th 53.10affab0.380.931 a 0.38 B3-℃Wm2K0.555Bd025tt0 10.800.5551386.551000 4540.10WmKm2阻m2KWm2KK 1aofaofrr 0.4180.0006 0.004 57.53冷凝器结构设计1 Qk 32.99m2长mLAof 3Z排ZL0 1784mL´=ZNL81856%Aof´Aof37.6035.05 7P´´=0.108b f0.1081731.17544.41182 1.1754 9PP´P´´88.90YDF系列空调风机是根据目前国内外市场需求而潜心开发的又一大系列，2001YDF系列风机为前向翼高40%-50%，而全压侧可下降20%左右。以3.5机号，配套0.8KW电机的风机4000-4500m/h350Pa左右。0°、90°、180°间可任意调换，安装方便。气体状态：介质所含的尘土及硬质颗粒物不大于150mg/m3801000m4.8 图 YDF2.25A风机结构示意4-10 风量除湿机总阻风量标况总阻力风量标况总阻力4-11所示。 两台YDF2.25A风机流量与全风量全压风量全压风量全压4-104-114.9图 由上图可知，阻力特性曲线与风机特性曲线的交点A即为除湿机的实际工况点我们读图可知标况下风机的实际循环风量为1920m3/h，全压为129Pa并非出风口全开时所需功率如风机的出口或不接管路未加外界阻力而进行风机的必须注意下列几点动机的引出线，勿堆放在潮湿或有腐蚀性物品堆放的场所。调温除湿机主要换热器的结构参4-12H排5Z根cW/m2K凝H排8器根W/m2K本所设计的柜式除湿机，主要是通过依据所给定的环境参数和除湿量，寸。设计过，查阅参考了大量的中英文文献和专业类书籍，加深了对除湿技7但由于知识能力有限，设计中难免存在一些问题。在这里，希望老师和指参考文[1].空调系统中的除湿技术[J].石油化工学院学报,2013,23(4):63-[2],.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,[3]黄剑云.冷冻除湿机设计探讨[J].机电工程设计200231(7):66-[4],.单元式空调机冷却除湿技术分析[J].制冷与空调,2011,11(4):14-[5],剧霏,,等.除湿器研究进展[J].暖通空调HV&AC,2007,37(4):35-[6]YongSunCho,SeonChangKim2,YoungLyoulKimetal.Combinedheatandmasstransferysisduringthedehumidificationprocesswithinaplatetypeheatexchanger[J].Journal[7].制冷技术及其应用[M].:机械工业[8].空气调节工程[M].:科学 ,叶升平,.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,结.空气除湿机[M].广州:广州科技[11],.新型全新风调温型除湿机的实验研究[J].制冷,2011,30(1):1-[12],,.调温除湿机调温盲区的模拟计算[J].制冷与空调,[13].无调温盲区的调温除湿机[P].中国专利:CN200820065327,2008-01-[14]WANGHai-qiao,ZOUZu-yun,CHENShi-qiangetal.Improvi