冷冻除湿机的设计

冷冻除湿机的设计

空气除湿的方法有很多种，冷冻除湿作为其中的一种，由于能耗小、操作简单、易于控制，广泛的应用。冷冻除湿机就是采用冷冻除湿的原理，用制冷机作冷源，以直接蒸发式冷却器作冷却设备，把空气冷却到露点温度以下，析出大于饱和含湿量的水汽，降低空气的含湿量，再利用部分或全部冷凝热加热冷却后的空气，从而降低空气的相对湿度，达到除湿目的。冷冻除湿机具有除湿效果好、房间相对湿度下降快、运行费用低、不要求热源、也可不需要冷却水、操作方便、使用灵活等优点。

1、设计原理

一般型除湿机由制冷系统和送风系统组成，其除湿原理见图1，在焓湿图上，除湿过程空气参数的变化过程。制冷系统：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，吸收通过蒸发器的空气中的热量，变成低温低压气体，被吸入压缩机1进行压缩，如此往复循环。送风系统：湿空气被吸入后，在蒸发器2被冷却到露点温度以下，在h-d图中由状态1到状态2，析出凝结水，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，变为状态3，由送风机5送入房间。

2、空气处理过程计算

以一般型除湿机CFZ10设计为例，其名义除湿量要求为10kg/h。

除湿机送风机风量取2800m3/h，压缩机采用Copeland公司的5HP涡旋式压缩机，采用冷凝温度40℃，蒸发温度8℃设计，制冷量为17.3kW。

根据国家标准[2]规定的名义工况进风参数（状态1），干球温度27℃，湿球温度21.2℃，露点温度18.3℃，相对湿度60%，焓值61.795kJ/kg干空气，含湿量为13.5357g/kg干空气；空气经蒸发器冷却处理后到机械露点状态2，其焓值为：

h2=h1-Q0/（ρV）=61.795 – 17.3×3600/（1.2×2800）=43.259 kJ/kg干空气。

机械露点的相对湿度取90%，查焓湿图可得出状态2的其它参数：干球温度16.4℃，湿球温度15.4℃，焓值43.259kJ/kg干空气，含湿量为10.5857g/kg干空气；制热量为21.6kW，空气经再热器加热后到状态3，其干球温度为：

t2=t1+Qk/（ρVc）=16.4 + 21.6×3600/（1.2×2800×1.0132）=39.2℃。

从状态2到状态3为等湿加热过程，故含湿量保持不变，d3=d2=10.5857g/kg干空气，查焓湿图可得出状态3的其它参数：干球温度39.2℃，湿球温度22.7℃，焓值66.6344kJ/kg干空气，含湿量为10.5857g/kg干空气，相对湿度为23.7%。由状态1到状态2析出的凝结水量即除湿机的除湿量为：

D=ρV（d1-d2）=1.2×2800×（13.5357-10.5857）=9900 g/h=9.9 kg/h。