冷凍除濕機(jī)的設(shè)計(jì)
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、操作簡單、易于控制,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)。
1、設(shè)計(jì)原理
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。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,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。
2、空氣處理過程計(jì)算
以一般型除濕機(jī)CFZ10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2800m3/h,壓縮機(jī)采用Copeland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,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,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,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。