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微型半導體冷卻除濕機的設(shè)計及性能研究

來源：湖南聚信發(fā)布時間：2021-11-23 ?點擊量：

本文設(shè)計并研制出一種半導體除濕裝置,此裝置具有無污染、無噪音、構(gòu)件少、輕便可移動等優(yōu)點,適用于儲物間、展示柜、藏書柜、儲藥間等小空間內(nèi)除濕。該除濕裝置的研發(fā)對推動小型半導體除濕機的發(fā)展具有積極的促進作用。首先,對半導體制冷技術(shù)的運行工況與冷卻除濕技術(shù)的影響因素進行了研究。在半導體制冷原理的基礎(chǔ)上,對半導體運行的一般工況、最優(yōu)工況、最大制冷系數(shù)工況及最大制冷量工況等四個工況進行了研究;在冷卻除濕原理的基礎(chǔ)上,對影響除濕效率的幾種因素進行了分析。其次,對半導體除濕裝置的制冷系統(tǒng)進行理論計算及初步設(shè)計。主要包含以下內(nèi)容:空間熱負荷的計算;制冷片種類和個數(shù),及連接方式的確定;冷端翅片的設(shè)計;熱端散熱方式的選定。在設(shè)計冷端翅片時,將波紋式翅片替代傳統(tǒng)平直翅片創(chuàng)新地引入半導體除濕機冷凝端,加大了對空氣的擾動,有效提高了空氣與翅片間的傳熱效率。然后,搭建半導體除濕系統(tǒng)實驗臺,進行除濕機最佳工作電流值的實驗研究。將實驗測得六種工況下的24組數(shù)據(jù)進行分析,繪制成制冷片冷、熱端溫度與箱內(nèi)濕度隨時間的變化曲線,以及除濕能力與單位輸入功率除濕量隨輸入電流值的變化曲線,從而確定了半導體除濕機的最佳運行電流值。之后,為更好地提高除濕效率,本文首次提出在半導體除濕機上增設(shè)一種套管式換熱器的改進設(shè)計方案,并完成傳熱計算;相應(yīng)改進除濕實驗臺,并進行改進后除濕機的最佳電流實驗,確定改進后除濕機的最佳運行電流值。將改進前后除濕機最佳電流實驗的48組實驗數(shù)據(jù)進行對比分析,結(jié)果表明:改進后除濕機的除濕效率得到顯著提升。最后,為進一步探究六種不同環(huán)境相對濕度值對除濕效率的影響,進行了改進后半導體除濕機的性能實驗研究。將測得的6組箱內(nèi)濕度隨時間變化的數(shù)據(jù)、12組除濕能力與單位輸入功率除濕量隨環(huán)境相對濕度變化的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖后分析,提出了除濕效率隨相對濕度變化的規(guī)律,以及改進后半導體除濕機的環(huán)境濕度適用范圍,對今后半導體除濕機除濕效率的研究有著重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：

除濕機;半導體制冷;套管式換熱器;冷端翅片;除濕效率;

專輯：
工程科技Ⅱ輯
專題：
電力工業(yè)

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,人們在生產(chǎn)生活中對環(huán)境濕度有著越來越高的要求,除濕技術(shù)便顯得至關(guān)重要。在諸多除濕技術(shù)中,冷卻除濕技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛,被用于機械、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等各種需要除濕的場所,但傳統(tǒng)的冷卻除濕機采用的制冷劑對環(huán)境造成了很大的損害,這與“綠色發(fā)展”理念背道而馳。半導體制冷技術(shù)以其無制冷劑對環(huán)境友好、運行平穩(wěn)無噪音等優(yōu)點,在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事等諸多領(lǐng)域迅速發(fā)展。本文設(shè)計并研制出一種半導體除濕裝置,此裝置具有無污染、無噪音、構(gòu)件少、輕便可移動等優(yōu)點,適用于儲物間、展示柜、藏書柜、儲藥間等小空間內(nèi)除濕。該除濕裝置的研發(fā)對推動小型半導體除濕機的發(fā)展具有積極的促進作用。首先,對半導體制冷技術(shù)的運行工況與冷卻除濕技術(shù)的影響因素進行了研究。在半導體制冷原理的基礎(chǔ)上,對半導體運行的一般工況、最優(yōu)工況、最大制冷系數(shù)工況及最大制冷量工況等四個工況進行了研究;在冷卻除濕原理的基礎(chǔ)上,對影響除濕效率的幾種因素進行了分析。其次,對半導體除濕裝置的制冷系統(tǒng)進行理論計算及初步設(shè)計。主要包含以下內(nèi)容:空間熱負荷的計算;制冷片種類和個數(shù),及連接方式的確定;冷端翅片的設(shè)計;熱端散熱方式的選定。在設(shè)計冷端翅片時,將波紋式翅片替代傳統(tǒng)平直翅片創(chuàng)新地引入半導體除濕機冷凝端,加大了對空氣的擾動,有效提高了空氣與翅片間的傳熱效率。然后,搭建半導體除濕系統(tǒng)實驗臺,進行除濕機最佳工作電流值的實驗研究。將實驗測得六種工況下的24組數(shù)據(jù)進行分析,繪制成制冷片冷、熱端溫度與箱內(nèi)濕度隨時間的變化曲線,以及除濕能力與單位輸入功率除濕量隨輸入電流值的變化曲線,從而確定了半導體除濕機的最佳運行電流值。之后,為更好地提高除濕效率,本文首次提出在半導體除濕機上增設(shè)一種套管式換熱器的改進設(shè)計方案,并完成傳熱計算;相應(yīng)改進除濕實驗臺,并進行改進后除濕機的最佳電流實驗,確定改進后除濕機的最佳運行電流值。將改進前后除濕機最佳電流實驗的48組實驗數(shù)據(jù)進行對比分析,結(jié)果表明:改進后除濕機的除濕效率得到顯著提升。最后,為進一步探究六種不同環(huán)境相對濕度值對除濕效率的影響,進行了改進后半導體除濕機的性能實驗研究。將測得的6組箱內(nèi)濕度隨時間變化的數(shù)據(jù)、12組除濕能力與單位輸入功率除濕量隨環(huán)境相對濕度變化的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖后分析,提出了除濕效率隨相對濕度變化的規(guī)律,以及改進后半導體除濕機的環(huán)境濕度適用范圍,對今后半導體除濕機除濕效率的研究有著重要的借鑒意義。

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