高效除溼機的製作方法

2023-10-22 20:23:52

本實用新型涉及除溼機領域，特別是涉及一種高效除溼機。

背景技術：

除溼機是把室內的潮溼的空氣引入到機箱的內部，通過由有冷媒流動的蒸發器和冷凝器構成的熱交換器降低溼度，再把除溼後的空氣排放到室內，來達到降低室內溼度目的的裝置。

現有技術的除溼機，外界空氣進入除溼機內部後，經蒸發器加熱，由於蒸發器表面溫度為空氣的露點溫度，因此，空氣中的與蒸發器表面接觸處的水蒸氣凝結為水滴，從而達到除溼目的。

此類型的除溼機存在以下不足之處，一方面，除溼過程中空氣經一次蒸發，單個蒸發器由於換熱面積，無法充分與室內空氣發生熱交換，所以與室內空氣換熱溫差較大，蒸發器的蒸發壓力較低，造成壓縮機壓比比較大，壓縮機功耗也較大，除溼能力較差，第二方面，如要保證除溼能力，則需提高製冷時壓縮機的熱負荷，導致除溼機能效低，損耗高，不利於節能環保。

技術實現要素：

為解決上述問題，本實用新型提供一種除溼能力強、能效高、損耗低、有利於節能環保的高效除溼機。

本實用新型所採用的技術方案是：高效除溼機，包括殼體，開設於殼體一側用於外界空氣進入的第一進風口，依次位於殼體內部用於使空氣中的水蒸氣進行一次液化的第一蒸發器、用於對空氣進行一次加熱的第一冷凝器、用於使空氣中的水蒸氣進行二次液化的第二蒸發器和用於對空氣進行二次加熱的第二冷凝器、用於對空氣進行引流的送風機構，開設於殼體靠近送風機構一側用於除溼後空氣排出的出風口，連接於第一蒸發器和第二蒸發器的接水盤；第一蒸發器表面溫度等於外界空氣露點溫度。

對上述技術方案的進一步改進為，所述殼體上開設有第二進風口，所述第二進風口與第一蒸發器和第一冷凝器之間的間隙相連通。

對上述技術方案的進一步改進為，所述第一蒸發器為盤管式蒸發器。

對上述技術方案的進一步改進為，所述第一蒸發器的盤管之間的間距可調節，所述第一蒸發器的盤管間距為L，所述第一蒸發器的表面風速為V1，盤管間距與表面風速之間的關係為，L＝4.5*α*log V1，其中，20≤α≤30。

對上述技術方案的進一步改進為，所述第一蒸發器表面溫度高於第二蒸發器表面溫度，所述第一冷凝器表面溫度低於第二冷凝器表面溫度，所述第一蒸發器的表面風速高於第二蒸發器的表面風速。

對上述技術方案的進一步改進為，所述第一進風口和第二進風口的迎風面均設有用於對空氣進行過濾的過濾網。

本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型的高效除溼機中，在送風機構的引流作用下，外界溼潤的空氣通過第一進風口進入殼體內部，到達第一蒸發器表面，由於第一蒸發器表面溫度等於外界空氣露點溫度，空氣溫度降低，空氣中直接與第一蒸發器表面接觸的水蒸氣凝結為水滴，實現第一次除溼，第一次除溼後的空氣進入第一冷凝器，經第一冷凝器加熱，通過一次熱交換使空氣溫度升高，溫度升高的空氣再進入第二蒸發器，空氣中的水蒸氣再次凝結為水滴，實現第二次除溼，第二次除溼後的空氣進入第二冷凝器，經第二冷凝器加熱，通過二次熱交換成為乾燥的熱空氣，經兩次除溼和兩次加熱後的乾燥熱空氣在送風機構的作用下通過出風口排出，同時第一蒸發器和第二蒸發器中凝結的水滴流入接水盤。一方面，本實用新型通過兩次除溼和兩次加熱，形成一多階除溼系統，除溼能力強，第二方面，通過降低空氣的露點溫度，來讓空氣中更多的水蒸氣凝結為水滴，能效高，損耗低，有利於節能環保。

2、殼體上開設有第二進風口，第二進風口與第一蒸發器和第一冷凝器之間的間隙相連通，在對空氣進行第一次除溼後，引入新的外界空氣，新的溼冷空氣與第一次除溼後的空氣混合，成為溫度較低的溼冷空氣，有利於降低進入第二蒸發器的露點溫度，使得水蒸氣更充分的凝結為水滴，從而提高除溼效率。

3、第一蒸發器為盤管式蒸發器，當空氣流經盤管式蒸發器表面時，部分與盤管式蒸發器直接接觸的空氣中的水蒸氣會凝結為水滴，未直接接觸的空氣中的水蒸氣會繼續向前運動，由於空氣溫度高於盤管式蒸發器的溫度，空氣與盤管式蒸發器發生熱交換後整體溫度降低，有利於降低後續空氣的露點溫度，充分利用除溼時所產生的冷量，進而提高除溼能力，同時降低製冷時壓縮機的熱負荷，達到高效製冷除溼的目的。

4、所述第一蒸發器的盤管之間的間距可調節，第一蒸發器的盤管間距為L，所述第一蒸發器的表面風速為V1，盤管間距與表面風速之間的關係為，L＝4.5*α*log V1，其中，20≤α≤30，根據第一蒸發器的表面風速的不同，選擇合適的盤管間距，使得能最大限度的降低空氣的露點溫度，保證除溼效果最好。

5、第一蒸發器表面溫度高於第二蒸發器表面溫度，第一冷凝器表面溫度低於第二冷凝器表面溫度，所述第一蒸發器的表面風速高於第二蒸發器的表面風速。第一蒸發器表面溫度與外界空氣露點溫度相同，第二蒸發器表面溫度和經混合及第一次加熱後的混合空氣的露點溫度相同，由於混合後空氣露點溫度降低，因此第二蒸發器表面溫度較低，便於水蒸氣充分凝結為水滴，提高除溼效果，兩個蒸發器溫度不同，實現能量的梯級利用，兩次降溫除溼降低了空氣與製冷劑的平均換熱溫差，降低蒸發器的蒸發壓力，減小壓縮機壓比，降低壓縮機功耗，因此提高了除溼系統的能效。

6、第一進風口和第二進風口的迎風面均設有用於對空氣進行過濾的過濾網，通過過濾網對進入殼體內部的空氣進行過濾，使得除溼後排出的空氣為潔淨空氣，起到空氣淨化的作用，有利於人體健康。

附圖說明

圖1為本實用新型的立體圖；

圖2為本實用新型的高效除溼系統的結構示意圖；

圖3為本實用新型的第一蒸發器的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，為本實用新型的立體圖。

高效除溼機10，包括機殼200、位於機殼200內部的除溼系統100。

圖2～圖3所示，分別為本實用新型的高效除溼系統的結構示意圖和第一蒸發器的結構示意圖。

除溼系統100，包括殼體110，開設於殼體110一側用於外界空氣進入的第一進風口111，依次位於殼體110內部用於使空氣中的水蒸氣進行一次液化的第一蒸發器130、用於對空氣進行一次加熱的第一冷凝器140、用於使空氣中的水蒸氣進行二次液化的第二蒸發器150和用於對空氣進行二次加熱的第二冷凝器160、用於對空氣進行引流的送風機構170，開設於殼體110靠近送風機構170一側用於除溼後空氣排出的出風口112，連接於第一蒸發器130和第二蒸發器150的接水盤120；第一蒸發器130表面溫度等於外界空氣露點溫度。

在送風機構170的引流作用下，外界溼潤的空氣通過第一進風口111進入殼體110內部，到達第一蒸發器130表面，由於第一蒸發器130表面溫度等於外界空氣露點溫度，空氣溫度降低，空氣中直接與第一蒸發器130表面接觸的水蒸氣凝結為水滴，實現第一次除溼，第一次除溼後的空氣進入第一冷凝器140，經第一冷凝器140加熱，通過一次熱交換使空氣溫度升高，溫度升高的空氣再進入第二蒸發器150，空氣中的水蒸氣再次凝結為水滴，實現第二次除溼，第二次除溼後的空氣進入第二冷凝器160，經第二冷凝器160加熱，通過二次熱交換成為乾燥的熱空氣，經兩次除溼和兩次加熱後的乾燥熱空氣在送風機構170的作用下通過出風口112排出，同時第一蒸發器130和第二蒸發器150中凝結的水滴流入接水盤120。一方面，本實用新型通過兩次除溼和兩次加熱，形成一多階除溼系統100，除溼能力強，第二方面，通過降低空氣的露點溫度，來讓空氣中更多的水蒸氣凝結為水滴，能效高，損耗低，有利於節能環保。

殼體110上開設有第二進風口113，第二進風口113與第一蒸發器130和第一冷凝器140之間的間隙相連通，在對空氣進行第一次除溼後，引入新的外界空氣，新的溼冷空氣與第一次除溼後的空氣混合，成為溫度較低的溼冷空氣，有利於降低進入第二蒸發器150的露點溫度，使得水蒸氣更充分的凝結為水滴，從而提高除溼效率。

第一蒸發器130為盤管式蒸發器，當空氣流經盤管式蒸發器表面時，部分與盤管式蒸發器直接接觸的空氣中的水蒸氣會凝結為水滴，未直接接觸的空氣中的水蒸氣會繼續向前運動，由於空氣溫度高於盤管式蒸發器的溫度，空氣與盤管式蒸發器發生熱交換後整體溫度降低，有利於降低後續空氣的露點溫度，充分利用除溼時所產生的冷量，進而提高除溼能力，同時降低製冷時壓縮機的熱負荷，達到高效製冷除溼的目的。

所述第一蒸發器130的盤管之間的間距可調節，第一蒸發器130的盤管間距131為L，所述第一蒸發器130的表面風速為V1，盤管間距131與表面風速之間的關係為，L＝4.5*α*log V1，其中，20≤α≤30，根據第一蒸發器130的表面風速的不同，選擇合適的盤管間距131，使得能最大限度的降低空氣的露點溫度，保證除溼效果最好。

第一蒸發器130表面溫度高於第二蒸發器150表面溫度，第一冷凝器140表面溫度低於第二冷凝器160表面溫度，所述第一蒸發器130的表面風速高於第二蒸發器150的表面風速。第一蒸發器130表面溫度與外界空氣露點溫度相同，第二蒸發器150表面溫度和經混合及第一次加熱後的混合空氣的露點溫度相同，由於混合後空氣露點溫度降低，因此第二蒸發器150表面溫度較低，便於水蒸氣充分凝結為水滴，提高除溼效果，兩個蒸發器溫度不同，實現能量的梯級利用，兩次降溫除溼降低了空氣與製冷劑的平均換熱溫差，降低蒸發器的蒸發壓力，減小壓縮機壓比，降低壓縮機功耗，因此提高了除溼系統100的能效。

第一進風口111和第二進風口113的迎風面均設有用於對空氣進行過濾的過濾網，通過過濾網對進入殼體110內部的空氣進行過濾，使得除溼後排出的空氣為潔淨空氣，起到空氣淨化的作用，有利於人體健康。

能效測試

環境參數為，大氣壓為P0＝0.101MPa,空氣比熱容為C0＝0.865m3/kg幹空氣，環境溫度為Td0/TS0:26.7℃/19.4℃(標準工況)，空氣含溼量為S0＝11.096g/Kg幹空氣，空氣相對溼度d0＝50.68％，空氣焓值H0＝55.267kJ/kg，露點溫度：t0＝15.648℃，第一進風口111風速為V0＝1.5m/s，第二進風口113風速為0.9m/s。

第一蒸發器130的相關參數為，根據盤管間距131L＝L＝4.5*α*log V1，當V0＝1.5m/s時，最佳製冷間距L＝4.5*α*log V1＝4.5*25*0.176＝19.8mm，第一蒸發器130表面溫度tz1＝16℃，經焓差實驗測試，冷卻後的空氣參數為：大氣壓為Pz1＝0.101MPa,空氣比容Cz1＝0.865m3/kg幹空氣，環境溫度為Td z1/TS z1:20℃/11.789℃，空氣含溼量Sz1＝4.337g/Kg幹空氣，相對溼度dz1＝30％,空氣焓值Hz1＝31.084kJ/kg；實測風量Lz1＝120m3/h。

第一冷凝器140的相關參數為，表面溫度為Tn1＝55℃,空氣參數為：大氣壓為Pn1＝0.101MPa,空氣比容Cn1＝0.865m3/kg幹空氣，環境溫度為Td n1/TS n1:28℃/17.464℃含溼量Sn1＝8.232g/Kg幹空氣，相對溼度dn1＝35％,空氣焓值Hn1＝49.295kJ/kg,露點溫度tn1＝11.135℃；實測風量Ln1＝144m3/h。

第二蒸發器150的相關參數為，第一蒸發器130表面溫度tz2＝11℃，冷卻後的空氣狀態如下：大氣壓為Pz2＝0.101MPa,空氣比容Cz2＝0.865m3/kg幹空氣，環境溫度為Td z2/TS z2:18℃/6.381℃含溼量Sz2＝1.27g/Kg幹空氣，相對溼度dz2＝10％,空氣焓值Hz2＝21.389kJ/kg,露點溫度tz2＝11.135℃；實測風速Vz2＝0.9m/s.

第二冷凝器160的相關參數為，第二冷凝器160表面溫度為Tn2＝65℃,空氣參數為：大氣壓為Pn2＝0.101MPa,空氣比容Cn2＝0.865m3/kg幹空氣,環境溫度為Td n2/TS n2:30℃/13.135℃,含溼量Sn2＝2.617g/Kg幹空氣，相對溼度dn2＝10％,空氣焓值Hn2＝36.99kJ/kg，露點溫度tn2＝-4.904℃，實測風量Ln2＝130m3/h。

則第一蒸發器130製冷量為

Dz1＝Cz1*(S0-Sz1)*Lz1＝0.865*(11.096-4.337)*120＝701.5g/h

第一蒸發器130蒸發負荷為

Wz1＝Cz1*(H0-Hz1)*Lz1＝0.865*(55.267-31.084)*120＝2510W/h

第一冷凝器140冷凝負荷為

Wn1＝Cn1*(Hn1-Hz1)*Ln1＝(48.29-31.084)*0.865*144＝2143.18W/h

則第二蒸發器150製冷量為

Dz2＝Cz2*(Sn1-Sz1)*Ln1＝0.865*(8.232-1.27)*144＝867.19g/h

第二蒸發器150蒸發負荷為

Wz2＝Cz2*(Hn1-Hz2)*Ln1＝0.865*(49.295-21.389)*144＝3475.97W/h

第二冷凝器160冷凝負荷為

Wn2＝Cn2*(Hn2-Hz2)*L3＝0.865*(36.99-21.389)*130＝1754.33W/h

則總熱負荷為

W總＝Wz1+Wz2-Wn1-Wn2＝2088.47W/h

總製冷量，即除溼能力為

D總＝Dz1+Dz2＝701.5+867.19＝1568.68g/h

由於現有技術的除溼機10的壓縮機普遍能效為3.2左右，則預算壓縮機輸入功率為

P＝W總/EER＝2088.47/3.2＝652.6W

採用此輸入功率的壓縮機時，本實用新型的除溼系統的除溼能效

EER＝D總/P＝1568.68g/h/652.6W＝2.4。

結果分析：

在壓縮機輸入功率相同的情況下，本實用新型的除溼系統的能效值2.4遠高於美國能源之星1.85的要求，說明本實用新型能有效提高除溼能效，降低損耗，有利於節能環保，且本實用新型的除溼系統100除溼能力為

D總＝Dz1+Dz2＝701.5+867.19＝1568.68g/h，除溼能力強。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。