CN106091181A - 高效除湿*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及除湿机领域，具体涉及高效除湿***，包括壳体，开设于壳体一侧用于外界空气进入的第一进风口，依次位于壳体内部用于使空气中的水蒸气进行一次液化的第一蒸发器、用于对空气进行一次加热的第一冷凝器、用于使空气中的水蒸气进行二次液化的第二蒸发器和用于对空气进行二次加热的第二冷凝器、用于对空气进行引流的送风机构，开设于壳体靠近送风机构一侧用于除湿后空气排出的出风口，连接于第一蒸发器和第二蒸发器的接水盘；第一蒸发器表面温度等于外界空气露点温度。本发明除湿能力强、能效高、损耗低、有利于节能环保。

Description

高效除湿***
技术领域
本发明涉及除湿机领域，特别是涉及一种高效除湿***。
背景技术
除湿机是把室内的潮湿的空气引入到机箱的内部，通过由有冷媒流动的蒸发器和冷凝器构成的热交换器降低湿度，再把除湿后的空气排放到室内，来达到降低室内湿度目的的装置。
现有技术的除湿机，外界空气进入除湿机内部后，经蒸发器加热，由于蒸发器表面温度为空气的露点温度，因此，空气中的与蒸发器表面接触处的水蒸气凝结为水滴，从而达到除湿目的。
此类型的除湿机存在以下不足之处，一方面，除湿过程中空气经一次蒸发，单个蒸发器由于换热面积，无法充分与室内空气发生热交换，所以与室内空气换热温差较大，蒸发器的蒸发压力较低，造成压缩机压比比较大，压缩机功耗也较大，除湿能力较差，第二方面，如要保证除湿能力，则需提高制冷时压缩机的热负荷，导致除湿机能效低，损耗高，不利于节能环保。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种除湿能力强、能效高、损耗低、有利于节能环保的高效除湿***。
本发明所采用的技术方案是：高效除湿***，包括壳体，开设于壳体一侧用于外界空气进入的第一进风口，依次位于壳体内部用于使空气中的水蒸气进行一次液化的第一蒸发器、用于对空气进行一次加热的第一冷凝器、用于使空气中的水蒸气进行二次液化的第二蒸发器和用于对空气进行二次加热的第二冷凝器、用于对空气进行引流的送风机构，开设于壳体靠近送风机构一侧用于除湿后空气排出的出风口，连接于第一蒸发器和第二蒸发器的接水盘；第一蒸发器表面温度等于外界空气露点温度。
对上述技术方案的进一步改进为，所述壳体上开设有第二进风口，所述第二进风口与第一蒸发器和第一冷凝器之间的间隙相连通。
对上述技术方案的进一步改进为，所述第一蒸发器为盘管式蒸发器。
对上述技术方案的进一步改进为，所述第一蒸发器的盘管之间的间距可调节，所述第一蒸发器的盘管间距为L，所述第一蒸发器的表面风速为V1，盘管间距与表面风速之间的关系为，L＝4.5*α*logV1，其中，20≤α≤30。
对上述技术方案的进一步改进为，所述第一蒸发器表面温度高于第二蒸发器表面温度，所述第一冷凝器表面温度低于第二冷凝器表面温度，所述第一蒸发器的表面风速高于第二蒸发器的表面风速。
对上述技术方案的进一步改进为，所述第一进风口和第二进风口的迎风面均设有用于对空气进行过滤的过滤网。
本发明的有益效果为：
1、在送风机构的引流作用下，外界湿润的空气通过第一进风口进入壳体内部，到达第一蒸发器表面，由于第一蒸发器表面温度等于外界空气露点温度，空气温度降低，空气中直接与第一蒸发器表面接触的水蒸气凝结为水滴，实现第一次除湿，第一次除湿后的空气进入第一冷凝器，经第一冷凝器加热，通过一次热交换使空气温度升高，温度升高的空气再进入第二蒸发器，空气中的水蒸气再次凝结为水滴，实现第二次除湿，第二次除湿后的空气进入第二冷凝器，经第二冷凝器加热，通过二次热交换成为干燥的热空气，经两次除湿和两次加热后的干燥热空气在送风机构的作用下通过出风口排出，同时第一蒸发器和第二蒸发器中凝结的水滴流入接水盘。一方面，本发明通过两次除湿和两次加热，形成一多阶除湿***，除湿能力强，第二方面，通过降低空气的露点温度，来让空气中更多的水蒸气凝结为水滴，能效高，损耗低，有利于节能环保。
2、壳体上开设有第二进风口，第二进风口与第一蒸发器和第一冷凝器之间的间隙相连通，在对空气进行第一次除湿后，引入新的外界空气，新的湿冷空气与第一次除湿后的空气混合，成为温度较低的湿冷空气，有利于降低进入第二蒸发器的露点温度，使得水蒸气更充分的凝结为水滴，从而提高除湿效率。
3、第一蒸发器为盘管式蒸发器，当空气流经盘管式蒸发器表面时，部分与盘管式蒸发器直接接触的空气中的水蒸气会凝结为水滴，未直接接触的空气中的水蒸气会继续向前运动，由于空气温度高于盘管式蒸发器的温度，空气与盘管式蒸发器发生热交换后整体温度降低，有利于降低后续空气的露点温度，充分利用除湿时所产生的冷量，进而提高除湿能力，同时降低制冷时压缩机的热负荷，达到高效制冷除湿的目的。
4、所述第一蒸发器的盘管之间的间距可调节，第一蒸发器的盘管间距为L，所述第一蒸发器的表面风速为V1，盘管间距与表面风速之间的关系为，L＝4.5*α*logV1，其中，20≤α≤30，根据第一蒸发器的表面风速的不同，选择合适的盘管间距，使得能最大限度的降低空气的露点温度，保证除湿效果最好。
5、第一蒸发器表面温度高于第二蒸发器表面温度，第一冷凝器表面温度低于第二冷凝器表面温度，所述第一蒸发器的表面风速高于第二蒸发器的表面风速。第一蒸发器表面温度与外界空气露点温度相同，第二蒸发器表面温度和经混合及第一次加热后的混合空气的露点温度相同，由于混合后空气露点温度降低，因此第二蒸发器表面温度较低，便于水蒸气充分凝结为水滴，提高除湿效果，两个蒸发器温度不同，实现能量的梯级利用，两次降温除湿降低了空气与制冷剂的平均换热温差，降低蒸发器的蒸发压力，减小压缩机压比，降低压缩机功耗，因此提高了除湿***的能效。
6、第一进风口和第二进风口的迎风面均设有用于对空气进行过滤的过滤网，通过过滤网对进入壳体内部的空气进行过滤，使得除湿后排出的空气为洁净空气，起到空气净化的作用，有利于人体健康。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的第一蒸发器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1～图2所示，分别为本发明的结构示意图和第一蒸发器的结构示意图。
高效除湿***100，包括壳体110，开设于壳体110一侧用于外界空气进入的第一进风口111，依次位于壳体110内部用于使空气中的水蒸气进行一次液化的第一蒸发器130、用于对空气进行一次加热的第一冷凝器140、用于使空气中的水蒸气进行二次液化的第二蒸发器150和用于对空气进行二次加热的第二冷凝器160、用于对空气进行引流的送风机构170，开设于壳体110靠近送风机构170一侧用于除湿后空气排出的出风口112，连接于第一蒸发器130和第二蒸发器150的接水盘120；第一蒸发器130表面温度等于外界空气露点温度。
在送风机构170的引流作用下，外界湿润的空气通过第一进风口111进入壳体110内部，到达第一蒸发器130表面，由于第一蒸发器130表面温度等于外界空气露点温度，空气温度降低，空气中直接与第一蒸发器130表面接触的水蒸气凝结为水滴，实现第一次除湿，第一次除湿后的空气进入第一冷凝器140，经第一冷凝器140加热，通过一次热交换使空气温度升高，温度升高的空气再进入第二蒸发器150，空气中的水蒸气再次凝结为水滴，实现第二次除湿，第二次除湿后的空气进入第二冷凝器160，经第二冷凝器160加热，通过二次热交换成为干燥的热空气，经两次除湿和两次加热后的干燥热空气在送风机构170的作用下通过出风口112排出，同时第一蒸发器130和第二蒸发器150中凝结的水滴流入接水盘120。一方面，本发明通过两次除湿和两次加热，形成一多阶除湿***100，除湿能力强，第二方面，通过降低空气的露点温度，来让空气中更多的水蒸气凝结为水滴，能效高，损耗低，有利于节能环保。
壳体110上开设有第二进风口113，第二进风口113与第一蒸发器130和第一冷凝器140之间的间隙相连通，在对空气进行第一次除湿后，引入新的外界空气，新的湿冷空气与第一次除湿后的空气混合，成为温度较低的湿冷空气，有利于降低进入第二蒸发器150的露点温度，使得水蒸气更充分的凝结为水滴，从而提高除湿效率。
第一蒸发器130为盘管式蒸发器，当空气流经盘管式蒸发器表面时，部分与盘管式蒸发器直接接触的空气中的水蒸气会凝结为水滴，未直接接触的空气中的水蒸气会继续向前运动，由于空气温度高于盘管式蒸发器的温度，空气与盘管式蒸发器发生热交换后整体温度降低，有利于降低后续空气的露点温度，充分利用除湿时所产生的冷量，进而提高除湿能力，同时降低制冷时压缩机的热负荷，达到高效制冷除湿的目的。
所述第一蒸发器130的盘管之间的间距可调节，第一蒸发器130的盘管间距131为L，所述第一蒸发器130的表面风速为V1，盘管间距131与表面风速之间的关系为，L＝4.5*α*logV1，其中，20≤α≤30，根据第一蒸发器130的表面风速的不同，选择合适的盘管间距131，使得能最大限度的降低空气的露点温度，保证除湿效果最好。
第一蒸发器130表面温度高于第二蒸发器150表面温度，第一冷凝器140表面温度低于第二冷凝器160表面温度，所述第一蒸发器130的表面风速高于第二蒸发器150的表面风速。第一蒸发器130表面温度与外界空气露点温度相同，第二蒸发器150表面温度和经混合及第一次加热后的混合空气的露点温度相同，由于混合后空气露点温度降低，因此第二蒸发器150表面温度较低，便于水蒸气充分凝结为水滴，提高除湿效果，两个蒸发器温度不同，实现能量的梯级利用，两次降温除湿降低了空气与制冷剂的平均换热温差，降低蒸发器的蒸发压力，减小压缩机压比，降低压缩机功耗，因此提高了除湿***100的能效。
第一进风口111和第二进风口113的迎风面均设有用于对空气进行过滤的过滤网，通过过滤网对进入壳体110内部的空气进行过滤，使得除湿后排出的空气为洁净空气，起到空气净化的作用，有利于人体健康。
能效测试
环境参数为，大气压为P0＝0.101MPa,空气比热容为C0＝0.865m3/kg干空气，环境温度为Td0/TS0:26.7℃/19.4℃(标准工况)，空气含湿量为S0＝11.096g/Kg干空气，空气相对湿度d0＝50.68％，空气焓值H0＝55.267kJ/kg，露点温度：t0＝15.648℃，第一进风口111风速为V0＝1.5m/s，第二进风口113风速为0.9m/s。
第一蒸发器130的相关参数为，根据盘管间距131L＝L＝4.5*α*logV1，当V0＝1.5m/s时，最佳制冷间距L＝4.5*α*logV1＝4.5*25*0.176＝19.8mm，第一蒸发器130表面温度tz1＝16℃，经焓差实验测试，冷却后的空气参数为：大气压为Pz1＝0.101MPa,空气比容Cz1＝0.865m3/kg干空气，环境温度为Td z1/TS z1:20℃/11.789℃，空气含湿量Sz1＝4.337g/Kg干空气，相对湿度dz1＝30％,空气焓值Hz1＝31.084kJ/kg；实测风量Lz1＝120m3/h。
第一冷凝器140的相关参数为，表面温度为Tn1＝55℃,空气参数为：大气压为Pn1＝0.101MPa,空气比容Cn1＝0.865m3/kg干空气，环境温度为Td n1/TS n1:28℃/17.464℃含湿量Sn1＝8.232g/Kg干空气，相对湿度dn1＝35％,空气焓值Hn1＝49.295kJ/kg,露点温度tn1＝11.135℃；实测风量Ln1＝144m3/h。
第二蒸发器150的相关参数为，第一蒸发器130表面温度tz2＝11℃，冷却后的空气状态如下：大气压为Pz2＝0.101MPa,空气比容Cz2＝0.865m3/kg干空气，环境温度为Td z2/TS z2:18℃/6.381℃含湿量Sz2＝1.27g/Kg干空气，相对湿度dz2＝10％,空气焓值Hz2＝21.389kJ/kg,露点温度tz2＝11.135℃；实测风速Vz2＝0.9m/s.
第二冷凝器160的相关参数为，第二冷凝器160表面温度为Tn2＝65℃,空气参数为：大气压为Pn2＝0.101MPa,空气比容Cn2＝0.865m3/kg干空气,环境温度为Td n2/TS n2:30℃/13.135℃,含湿量Sn2＝2.617g/Kg干空气，相对湿度dn2＝10％,空气焓值Hn2＝36.99kJ/kg，露点温度tn2＝-4.904℃，实测风量Ln2＝130m3/h。
则第一蒸发器130制冷量为
Dz1＝Cz1*(S0-Sz1)*Lz1＝0.865*(11.096-4.337)*120＝701.5g/h
第一蒸发器130蒸发负荷为
Wz1＝Cz1*(H0-Hz1)*Lz1＝0.865*(55.267-31.084)*120＝2510W/h
第一冷凝器140冷凝负荷为
Wn1＝Cn1*(Hn1-Hz1)*Ln1＝(48.29-31.084)*0.865*144＝2143.18W/h
则第二蒸发器150制冷量为
Dz2＝Cz2*(Sn1-Sz1)*Ln1＝0.865*(8.232-1.27)*144＝867.19g/h
第二蒸发器150蒸发负荷为
Wz2＝Cz2*(Hn1-Hz2)*Ln1＝0.865*(49.295-21.389)*144＝3475.97W/h
第二冷凝器160冷凝负荷为
Wn2＝Cn2*(Hn2-Hz2)*L3＝0.865*(36.99-21.389)*130＝1754.33W/h
则总热负荷为
W总＝Wz1+Wz2-Wn1-Wn2＝2088.47W/h
总制冷量，即除湿能力为
D总＝Dz1+Dz2＝701.5+867.19＝1568.68g/h
由于现有技术的除湿机的压缩机的能效普遍为3.2左右，则预算压缩机输入功率为
P＝W总/EER＝2088.47/3.2＝652.6W
采用此输入功率的压缩机时，本发明的除湿能效
EER＝D总/P＝1568.68g/h/652.6W＝2.4。
结果分析：
在压缩机输入功率相同的情况下，本发明的能效值2.4高于美国能源之星1.85的能效要求，说明本发明能有效提高除湿能效，降低损耗，有利于节能环保，且本发明的除湿能力为D总＝Dz1+Dz2＝701.5+867.19＝1568.68g/h，除湿能力强。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.高效除湿***，其特征在于：包括壳体，开设于壳体一侧用于外界空气进入的第一进风口，依次位于壳体内部用于使空气中的水蒸气进行一次液化的第一蒸发器、用于对空气进行一次加热的第一冷凝器、用于使空气中的水蒸气进行二次液化的第二蒸发器和用于对空气进行二次加热的第二冷凝器、用于对空气进行引流的送风机构，开设于壳体靠近送风机构一侧用于除湿后空气排出的出风口，连接于第一蒸发器和第二蒸发器的接水盘；第一蒸发器表面温度等于外界空气露点温度。
2.根据权利要求1所述的高效除湿***，其特征在于：所述壳体上开设有第二进风口，所述第二进风口与第一蒸发器和第一冷凝器之间的间隙相连通。
3.根据权利要求2所述的高效除湿***，其特征在于：所述第一蒸发器为盘管式蒸发器。
4.根据权利要求3所述的高效除湿***，其特征在于：所述第一蒸发器的盘管之间的间距可调节，所述第一蒸发器的盘管间距为L，所述第一蒸发器的表面风速为V1，盘管间距与表面风速之间的关系为，L＝4.5*α*logV1，其中，20≤α≤30。
5.根据权利要求4所述的高效除湿***，其特征在于：所述第一蒸发器表面温度高于第二蒸发器表面温度，所述第一冷凝器表面温度低于第二冷凝器表面温度，所述第一蒸发器的表面风速高于第二蒸发器的表面风速。
6.根据权利要求5所述的高效除湿***，其特征在于：所述第一进风口和第二进风口的迎风面均设有用于对空气进行过滤的过滤网。
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