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微型半導體冷卻除濕機的設計及性能研究
來(lái)源：湖南聚信 發(fā)布時(shí)間：2021-11-23 ?點(diǎn)擊量：
隨著(zhù)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(zhù)越來(lái)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)的應用最為廣泛,被用于機械、醫藥、農業(yè)等各種需要除濕的場(chǎng)所,但傳統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(wú)制冷劑對環(huán)境友好、運行平穩無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn),在農業(yè)、醫療、軍事等諸多領(lǐng)域迅速發(fā)展。
本文設計并研制出一種半導體除濕裝置,此裝置具有無(wú)污染、無(wú)噪音、構件少、輕便可移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),適用于儲物間、展示柜、藏書(shū)柜、儲藥間等小空間內除濕。該除濕裝置的研發(fā)對推動(dòng)小型半導體除濕機的發(fā)展具有積極的促進(jìn)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(jìn)行了研究。在半導體制冷原理的基礎上,對半導體運行的一般工況、最優(yōu)工況、最大制冷系數工況及最大制冷量工況等四個(gè)工況進(jìn)行了研究;在冷卻除濕原理的基礎上,對影響除濕效率的幾種因素進(jìn)行了分析。其次,對半導體除濕裝置的制冷系統進(jìn)行理論計算及初步設計。主要包含以下內容:空間熱負荷的計算;制冷片種類(lèi)和個(gè)數,及連接方式的確定;冷端翅片的設計;熱端散熱方式的選定。在設計冷端翅片時(shí),將波紋式翅片替代傳統平直翅片創(chuàng )新地引入半導體除濕機冷凝端,加大了對空氣的擾動(dòng),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實(shí)驗臺,進(jìn)行除濕機最佳工作電流值的實(shí)驗研究。將實(shí)驗測得六種工況下的24組數據進(jìn)行分析,繪制成制冷片冷、熱端溫度與箱內濕度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn),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(xiàn),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一種套管式換熱器的改進(jìn)設計方案,并完成傳熱計算;相應改進(jìn)除濕實(shí)驗臺,并進(jìn)行改進(jìn)后除濕機的最佳電流實(shí)驗,確定改進(jìn)后除濕機的最佳運行電流值。將改進(jìn)前后除濕機最佳電流實(shí)驗的48組實(shí)驗數據進(jìn)行對比分析,結果表明:改進(jìn)后除濕機的除濕效率得到顯著(zhù)提升。最后,為進(jìn)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(jìn)行了改進(jìn)后半導體除濕機的性能實(shí)驗研究。將測得的6組箱內濕度隨時(shí)間變化的數據、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據繪制成曲線(xiàn)圖后分析,提出了除濕效率隨相對濕度變化的規律,以及改進(jìn)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(zhù)重要的借鑒意義。
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專(zhuān)輯：
工程科技Ⅱ輯
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專(zhuān)題：
電力工業(yè)
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隨著(zhù)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(zhù)越來(lái)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)的應用最為廣泛,被用于機械、醫藥、農業(yè)等各種需要除濕的場(chǎng)所,但傳統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(wú)制冷劑對環(huán)境友好、運行平穩無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn),在農業(yè)、醫療、軍事等諸多領(lǐng)域迅速發(fā)展。本文設計并研制出一種半導體除濕裝置,此裝置具有無(wú)污染、無(wú)噪音、構件少、輕便可移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),適用于儲物間、展示柜、藏書(shū)柜、儲藥間等小空間內除濕。該除濕裝置的研發(fā)對推動(dòng)小型半導體除濕機的發(fā)展具有積極的促進(jìn)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(jìn)行了研究。在半導體制冷原理的基礎上,對半導體運行的一般工況、最優(yōu)工況、最大制冷系數工況及最大制冷量工況等四個(gè)工況進(jìn)行了研究;在冷卻除濕原理的基礎上,對影響除濕效率的幾種因素進(jìn)行了分析。其次,對半導體除濕裝置的制冷系統進(jìn)行理論計算及初步設計。主要包含以下內容:空間熱負荷的計算;制冷片種類(lèi)和個(gè)數,及連接方式的確定;冷端翅片的設計;熱端散熱方式的選定。在設計冷端翅片時(shí),將波紋式翅片替代傳統平直翅片創(chuàng )新地引入半導體除濕機冷凝端,加大了對空氣的擾動(dòng),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實(shí)驗臺,進(jìn)行除濕機最佳工作電流值的實(shí)驗研究。將實(shí)驗測得六種工況下的24組數據進(jìn)行分析,繪制成制冷片冷、熱端溫度與箱內濕度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn),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(xiàn),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一種套管式換熱器的改進(jìn)設計方案,并完成傳熱計算;相應改進(jìn)除濕實(shí)驗臺,并進(jìn)行改進(jìn)后除濕機的最佳電流實(shí)驗,確定改進(jìn)后除濕機的最佳運行電流值。將改進(jìn)前后除濕機最佳電流實(shí)驗的48組實(shí)驗數據進(jìn)行對比分析,結果表明:改進(jìn)后除濕機的除濕效率得到顯著(zhù)提升。最后,為進(jìn)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(jìn)行了改進(jìn)后半導體除濕機的性能實(shí)驗研究。將測得的6組箱內濕度隨時(shí)間變化的數據、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據繪制成曲線(xiàn)圖后分析,提出了除濕效率隨相對濕度變化的規律,以及改進(jìn)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(zhù)重要的借鑒意義。
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