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我們常用的家用小型除濕機,一般采用的是冷凍除濕原理,其本質(zhì)就是一臺空調(diào)機組(我們家用空調(diào)也具有除濕模式),通過蒸發(fā)器盤管冷凝空氣中的小液滴,將空氣中的水析出來,達到除濕的目的。做小型家用除濕機的仿真,本質(zhì)就是做制冷系統(tǒng)的仿真模擬。一般除濕機具有自己的國標(biāo)工況(27℃/60%相對濕度),測試出來的除濕量就是銘牌數(shù)據(jù)了。
一、原理:
先了解下除濕機的原理:
上圖為一體式除濕機的示意圖,濕空氣先經(jīng)過蒸發(fā)器盤管,降溫、除濕,析出來的水通過排水管排走;低溫空氣從蒸發(fā)器出來以后,進入到冷凝器盤管后升溫,從除濕機出來的就是干空氣了。我們從原理上可以,如果該一體式除濕機在密閉式空間,隨著時間的推進,房間內(nèi)的空氣溫度會逐漸升高的,這是由于制冷系統(tǒng)內(nèi)的制熱量會大于制冷量所決定的。
二、設(shè)計要點
小型家用除濕機裝置基本是按照家用空調(diào)去做設(shè)計的,其制冷系統(tǒng)可以參考以下的思路進行設(shè)計和模擬仿真:
制冷劑:通常采用R410A比較多。
壓縮機:與家用空調(diào)壓縮機基本相同,采用轉(zhuǎn)子式壓縮機,**主要可以采用海立轉(zhuǎn)子式壓縮機;可以根據(jù)樣本資料,輸入排量進行壓縮機的仿真。
冷凝器:采用翅片管式換熱器,Vapcyc軟件可以導(dǎo)入Coildesigner的換熱器模型進行仿真計算;
節(jié)流結(jié)構(gòu):目前小型家用除濕機采用毛細管和電子膨脹閥比較偏多。
蒸發(fā)器:采用翅片管式換熱器,Vapcyc軟件可以導(dǎo)入Coildesigner的換熱器模型進行仿真計算;需要注意的是,Vapcyc導(dǎo)入蒸發(fā)器模型的時候,需要考慮蒸發(fā)器的潛熱負荷,可以選用如下帶潛熱負荷的蒸發(fā)器模型:
管道模型:
一體式的除濕機管道都比較偏短,一般的仿真模型中我們可以不考慮管道的影響,如果是需要做系統(tǒng)的優(yōu)化,建議考慮增加吸氣、排氣、液管的管道模型。
三、設(shè)計案例分享
今天我們給大家展示1.2kg/h的小型家用除濕機實際設(shè)計與試算的過程與Vapcyc仿真模型的建立案例,給各位學(xué)員在實際的設(shè)計中提供參考意見:
**步:四大件選型與參數(shù):
在小型家用除濕機的設(shè)計中,我們可以根據(jù)除濕量來反推壓縮機的制冷量,進而反推出壓縮機的排量,然后根據(jù)排量來進行選擇合適的壓縮機。
可以根據(jù)以下的經(jīng)驗公式來計算壓縮機的制冷量:
潛熱負荷=除濕量/1.5=1.2/1.5=0.8KW;
壓縮機制冷量=潛熱負荷/(0.4-0.6) 【家用除濕機可以取0.4】
計算結(jié)果:制冷量Q=0.8/0.4=2KW;
壓縮機是小一匹的壓縮機,我們根據(jù)需求,可以選擇海立的壓縮機,型號和參數(shù)如下:
冷凝器的試算:
冷凝器采用風(fēng)冷翅片式換熱器,我們可以采用制冷百家的試算小工具進行初步計算,結(jié)果如下:
按照上述設(shè)計結(jié)果,在Coildesigner軟件中建立模型(具體方法參考課程《Coildesigner換熱器設(shè)計入門到精通》,本序列課程提供Coildesigner模型,不提供軟件的下載),如下:
結(jié)算結(jié)果與我們需求的2.5KW符合,模型保存好,等到后續(xù)導(dǎo)入到Vapcyc軟件中。
蒸發(fā)器的試算:
同樣的,蒸發(fā)器采用風(fēng)冷翅片式換熱器,我們可以采用制冷百家的試算小工具進行初步計算,結(jié)果如下:
按照上述的參數(shù),建立好Coildesigner模型,等待后續(xù)導(dǎo)入到Vapcyc系統(tǒng)中。
節(jié)流機構(gòu):采用毛細管節(jié)流,可以在Vapcyc仿真的時候,試算毛細管的直徑和長度。
第二步:Vapcyc模型建立
建立除濕機的制冷系統(tǒng)模型:
設(shè)定壓縮機參數(shù):排量為7.3cc,壓縮機轉(zhuǎn)速按照3000rpm,轉(zhuǎn)子壓縮機的容積系數(shù)比較高可以取0.97-0.99;等熵效率取0.75,機械效率取0.98。
兩器的導(dǎo)入:
按照如下的方法導(dǎo)入冷凝器和蒸發(fā)器;
毛細管參數(shù)設(shè)定:
毛細管我們參考以前的設(shè)計數(shù)據(jù),選用內(nèi)徑φ1.2mm,長度500mm的毛細管:
*后點擊計算,開始計算該模型:
我們重點研究下蒸發(fā)器的計算結(jié)果:
冷凝水量為1.23Kg/h,是滿足我們的一個設(shè)計需求的。
好,以上為小型家用除濕機設(shè)計的過程和案例,供各位學(xué)員參考。
課程推薦:
《VapCyc小型制冷裝置設(shè)計與仿真》:
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