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Word版说明书1份，共34页，约10000字

 

CAD版本图纸，共15张

 

 

1立方米热泵干燥箱设计

摘  要

 

在全球能源消耗日益增加的今天，如何节能已成为当今世界的一大主题。人们日常生活中所需的多种必须品都需要经过干燥过程，而常规的干燥过程及常规干燥装置在干燥产品时，不仅干燥产品质量低，而且，干燥过程中的能耗巨大，此过程存在着广大的节能空间。 

本课题所设计的就是一种新型干燥装置——热泵干燥机。热泵干燥机作为一种新兴的干燥装置，不仅体积小，干燥质量高，干燥周期短，而且更重要的是它在节能方面有着更加突出的优势，因而在市场推广方面有着广阔的发展前景。热泵干燥机分为两大子系统：热泵子系统和干燥子系统，两大子系统通过干燥介质（此设计中为空气）有机的耦合成一个统一的整体。系统运行时，从干燥室流出的湿空气首先经蒸发器冷凝，空气温度降低到露点以下，析出多余的水分，绝对含湿量降低。随后，冷却空气与旁路系统中的空气充分混合后，一同流入冷凝器。经冷凝器加热后，空气的相对湿度增加，成为具备良好吸湿能力的热干空气。热空气经风机送入干燥室，开始下一循环过程。热泵子系统主要有压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等部件组成。系统运行时，经压缩机压缩后的高温、高压的制冷剂气体流经冷凝器，将热量传递给从冷凝器流过的空气后，制冷剂温度降低到其对应的沸点一下，成为液态制冷剂。液态制冷剂经毛细管节流后压力降低，并在蒸发器中吸收流经蒸发器的空气的热量，再次成为气态，并进入压缩机中压缩，开始下一循环。 

本课题的设计采用理论计算的形式，主要对热泵子系统进行热平衡计算，即蒸发器中湿空气的除湿计算和单级热泵循环的计算。进而确定蒸发器的湿负荷，蒸发器、冷凝器的热负荷，以及它们的进出口温度。然后再根据这些数据，进行冷凝器、蒸发器的结构设计，确定其外形尺寸，再进行冷凝器、蒸发器侧的阻力计算，并依据风量和阻力压降选定风机。 

本课题在设计计算时认真考虑了冷凝器、蒸发器的强化传热问题。由于空气的换热系数大，为了减小装置体积，就必须提高空气侧的传热系数。为此，设计中换热管采用叉排排列方式，并在换热管外加上铝箔翅片，增加传热面积。并且，为了便于冷凝水流出，蒸发器翅片采用清水膜处理。 

通过本课题，可以看出，热泵干燥机具有高效节能、干燥质量好、干燥时间短、环境友好、操作简单、干燥周期短等优点，可广泛应用于农林牧副渔等各行各业的多种物品的干燥，对于我国的经济环境发展具有重大意义。并且，随着科技的发展以及人们对于环境友好性要求的提高，热泵干燥装置以其节能高效、环境友好的优势，有着广阔的发展前景。 

 

 

关键词：热泵干燥机 风循环 蒸发器 冷凝器 

 

目  录

摘  要 I

Abstract III

第一章 引言 1

1.1 热泵干燥装置的分类 1

1.2 封闭直接式热泵干燥装置的结构 1

1.3 热泵干燥技术的基本原理 1

1.4 热泵干燥技术的特点 2

1.5 热泵干燥的研究现状 3

1.5.1 国外研究进展 3

1.5.2 国内研究进展 4

第二章 1立方米热泵干燥箱设计 6

2.1原始设计参数 6

2.2 热泵干燥箱系统图 6

2.3压缩机选型 6

2.4热泵循环的计算 6

2.4.1热泵循环的计算 6

2.4.2 热泵循环的参数 8

表2.2  热泵循环的性能指标 8

2.5蒸发器、冷凝器的风量和除湿量计算 9

2.5.1蒸发器风量选取及除湿量计算 9

2.5.2旁通风量计算及冷凝器风量选取 9

2.6 蒸发器的设计计算 10

2.6.1 蒸发器热力计算及结构计算 11

2.6.2空气流经蒸发器时的阻力计算 14

2.7 冷凝的设计计算 14

2.7.1 冷凝器热力计算与结构计算 15

2.7.2 空气流经冷凝器时的阻力计算 18

2.7.3 风机选取 19

2.8 设计结果汇总 20

结语 21

参考文献 22

致  谢 25