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微型半導(dǎo)體冷卻除濕機(jī)的設(shè)計(jì)及性能研究

來源：湖南聚信發(fā)布時(shí)間：2021-11-23 ?點(diǎn)擊量：

本文設(shè)計(jì)并研制出一種半導(dǎo)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(dòng)等優(yōu)點(diǎn),適用于儲(chǔ)物間、展示柜、藏書柜、儲(chǔ)藥間等小空間內(nèi)除濕。該除濕裝置的研發(fā)對(duì)推動(dòng)小型半導(dǎo)體除濕機(jī)的發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。首先,對(duì)半導(dǎo)體制冷技術(shù)的運(yùn)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(dǎo)體制冷原理的基礎(chǔ)上,對(duì)半導(dǎo)體運(yùn)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(gè)工況進(jìn)行了研究;在冷卻除濕原理的基礎(chǔ)上,對(duì)影響除濕效率的幾種因素進(jìn)行了分析。其次,對(duì)半導(dǎo)體除濕裝置的制冷系統(tǒng)進(jìn)行理論計(jì)算及初步設(shè)計(jì)。主要包含以下內(nèi)容:空間熱負(fù)荷的計(jì)算;制冷片種類和個(gè)數(shù),及連接方式的確定;冷端翅片的設(shè)計(jì);熱端散熱方式的選定。在設(shè)計(jì)冷端翅片時(shí),將波紋式翅片替代傳統(tǒng)平直翅片創(chuàng)新地引入半導(dǎo)體除濕機(jī)冷凝端,加大了對(duì)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(dǎo)體除濕系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),進(jìn)行除濕機(jī)最佳工作電流值的實(shí)驗(yàn)研究。將實(shí)驗(yàn)測得六種工況下的24組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,繪制成制冷片冷、熱端溫度與箱內(nèi)濕度隨時(shí)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(dǎo)體除濕機(jī)的最佳運(yùn)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(dǎo)體除濕機(jī)上增設(shè)一種套管式換熱器的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,并完成傳熱計(jì)算;相應(yīng)改進(jìn)除濕實(shí)驗(yàn)臺(tái),并進(jìn)行改進(jìn)后除濕機(jī)的最佳電流實(shí)驗(yàn),確定改進(jìn)后除濕機(jī)的最佳運(yùn)行電流值。將改進(jìn)前后除濕機(jī)最佳電流實(shí)驗(yàn)的48組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明:改進(jìn)后除濕機(jī)的除濕效率得到顯著提升。最后,為進(jìn)一步探究六種不同環(huán)境相對(duì)濕度值對(duì)除濕效率的影響,進(jìn)行了改進(jìn)后半導(dǎo)體除濕機(jī)的性能實(shí)驗(yàn)研究。將測得的6組箱內(nèi)濕度隨時(shí)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(duì)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(duì)濕度變化的規(guī)律,以及改進(jìn)后半導(dǎo)體除濕機(jī)的環(huán)境濕度適用范圍,對(duì)今后半導(dǎo)體除濕機(jī)除濕效率的研究有著重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：

除濕機(jī);半導(dǎo)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(jì)的迅速發(fā)展,人們?cè)谏a(chǎn)生活中對(duì)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(jī)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(jī)采用的制冷劑對(duì)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(dǎo)體制冷技術(shù)以其無制冷劑對(duì)環(huán)境友好、運(yùn)行平穩(wěn)無噪音等優(yōu)點(diǎn),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(jì)并研制出一種半導(dǎo)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(dòng)等優(yōu)點(diǎn),適用于儲(chǔ)物間、展示柜、藏書柜、儲(chǔ)藥間等小空間內(nèi)除濕。該除濕裝置的研發(fā)對(duì)推動(dòng)小型半導(dǎo)體除濕機(jī)的發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。首先,對(duì)半導(dǎo)體制冷技術(shù)的運(yùn)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(dǎo)體制冷原理的基礎(chǔ)上,對(duì)半導(dǎo)體運(yùn)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(gè)工況進(jìn)行了研究;在冷卻除濕原理的基礎(chǔ)上,對(duì)影響除濕效率的幾種因素進(jìn)行了分析。其次,對(duì)半導(dǎo)體除濕裝置的制冷系統(tǒng)進(jìn)行理論計(jì)算及初步設(shè)計(jì)。主要包含以下內(nèi)容:空間熱負(fù)荷的計(jì)算;制冷片種類和個(gè)數(shù),及連接方式的確定;冷端翅片的設(shè)計(jì);熱端散熱方式的選定。在設(shè)計(jì)冷端翅片時(shí),將波紋式翅片替代傳統(tǒng)平直翅片創(chuàng)新地引入半導(dǎo)體除濕機(jī)冷凝端,加大了對(duì)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(dǎo)體除濕系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),進(jìn)行除濕機(jī)最佳工作電流值的實(shí)驗(yàn)研究。將實(shí)驗(yàn)測得六種工況下的24組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,繪制成制冷片冷、熱端溫度與箱內(nèi)濕度隨時(shí)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(dǎo)體除濕機(jī)的最佳運(yùn)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(dǎo)體除濕機(jī)上增設(shè)一種套管式換熱器的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,并完成傳熱計(jì)算;相應(yīng)改進(jìn)除濕實(shí)驗(yàn)臺(tái),并進(jìn)行改進(jìn)后除濕機(jī)的最佳電流實(shí)驗(yàn),確定改進(jìn)后除濕機(jī)的最佳運(yùn)行電流值。將改進(jìn)前后除濕機(jī)最佳電流實(shí)驗(yàn)的48組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明:改進(jìn)后除濕機(jī)的除濕效率得到顯著提升。最后,為進(jìn)一步探究六種不同環(huán)境相對(duì)濕度值對(duì)除濕效率的影響,進(jìn)行了改進(jìn)后半導(dǎo)體除濕機(jī)的性能實(shí)驗(yàn)研究。將測得的6組箱內(nèi)濕度隨時(shí)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(duì)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(duì)濕度變化的規(guī)律,以及改進(jìn)后半導(dǎo)體除濕機(jī)的環(huán)境濕度適用范圍,對(duì)今后半導(dǎo)體除濕機(jī)除濕效率的研究有著重要的借鑒意義。

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