濕帘冷风机的原理与制作.docVIP

湿帘降温 湿帘-风机蒸发降温系统是一种广泛用于大型连栋温室的降温设备。本文讲述的是一种根据该设备所设计的一种房间蒸发降温设备以及它的制作过程，同时本 文也对该设备的降温效果进行了实验。实验表明，在20W的功率下，该设备的降温效率为69.23%（以出湿帘温度计算），人体感觉亦有较大的温差。虽然该 设备效果无法与机械制冷相比，但它却能广泛使用于各种因电力供应或规章制度限制而不能安装空调等设备的地方。 1.简介 1.1 蒸发降温 蒸发降温是温室中常用的一种降温方式，其原理为：水在空气中蒸发，从空气中吸收热量，从而降低空气温度。蒸发降温的方式有屋顶蒸发降温，雾化降温，湿帘-风机等几种形式。其特点为： 1. 与冷水降温相比，耗水量较小 2. 与机械制冷相比，设备简单，能耗较低，但降温效果不及机械制冷 3. 降温同时会增加空气湿度，降温效果受气候条件影响，在湿度较大的天气下不能获得好的降温效果。 蒸发降温的降温下限为：空气的湿球温度 蒸发降温的降温效率可以通过以下公式进行计算： 式中 ta，tb —— 降温前、后的空气温度 （干球温度），（℃）tw —— 空气的湿球温度，（℃）。 农业用湿帘-风机降温系统的降温效率为：70%-90% 喷雾降温降温效率为：20%-60% 1.2 湿帘-风机降温系统 湿帘-风机蒸发降温系统是蒸发降温的一种，它是一种广泛应用于大型连栋温室的降温装置。水附着在吸水材料表面，与流经材料表面的空气接触而蒸发吸热，干热的的空气通过湿帘之后吸收水分，变成湿度较大的空气。 温室中使用的湿帘-风机蒸发降温系统由以下几个部分组成： 1. 轴流风机：安装了湿帘-风机降温系统的温室中，风机一般设计成将温室内的空气源源不断地排往室外，这种通风系统也称为排气式通风系统（负压通风系统）。 2. 湿帘：湿帘安装在温室的进风口，其材料一般为：白杨刨花、棕丝、多孔混凝土板、塑料、棉麻或化纤纺织物等多孔疏松的材料，波纹纸质湿垫最为多用。其尺寸视 温室的大小而定，波纹纸质湿垫厚80～200mm，一般高1～2m。图1.1 是一个湿帘-风机降温系统的示意图。 3. 水泵：水泵用于将水源源不断地运输到湿帘的上方，水依靠重力流下，保持湿帘的湿润。 ???????????? 图1.1： 湿帘-风机降温系统示意图 （陈青云，2010） 2.湿帘-风机房间降温系统的设计 本系统是基于温室中的湿帘-风机降温系统设计的，本装置和温室中的湿帘冷风机结构非常相似，即风扇直接安装在湿帘前端（而不是安装在房间出风口）。风机与湿帘之间要有一定的距离，一是降低过帘风速，二是防止水的飞溅。 图2： 降温系统的设计图 2.1 风机的选择 本装置中所用的风机，是由Delta electronics Inc.生产的直径为12cm的散热风扇。其型号为：PFC1212DE，其工作电压为12V，额定电流为4.80A，转数为7500RPM，通风量为252.85CFM。 风机的选择考虑了以下几个因素： 1. 风机的类型：房间通风需要的通风量较大，压强较低，故选用轴流风机。计算机散热所使用的风扇由于功率过小，再加上湿帘的通风阻力，风量较小，故不宜采用。 2. 用电安全：由于整个系统离水源较近，环境湿度较大，为避免短路或触电等危险，所以风扇必须工作在12V的绝对安全电压下。 3. 风机的功率：所选择风机的功率要适当，功率过大或过小都会对整个系统产生不利影响 功率过大时可能出现的问题是： 1. 降温效率下降：空气未充分吸水就离开湿帘。 2. 噪音过大。 3. 水直接从湿帘上飞出，从出风口喷出装置，造成污染甚至短路等事故。 功率过小时可能会出现的问题是： 1. 空气通过湿帘速度过慢，出风口无风 2. 风机负载过大，造成发热，寿命缩短，降温效率极低甚至为负值。 对于风机功率过大的问题，我们可以通过使用“风扇减速线”或者“风扇调速器”来解决，也可以通过调节电源的输出功率来降低风扇的转速。 图2.1：装置所用风机的正面图（即出风口） 2.2 湿帘的设计 本装置中所用的湿帘，是用医用绷带通过剪切，折叠之后用针线缝制成袋装，单片宽度（即湿帘厚度）大约3厘米，用铁丝将所有的湿帘一片一片串起来并悬挂，就制成了装置中的湿帘。 湿帘的形状设计参考了温室中所使用的湿帘，二者同为“千层糕”状。主要遵循的设计原则为： 1. 湿帘的吸水性要好 日常生活中吸水性较好的材料一般为棉，布，纸等。纸由于容易破损，寿命较短，故不在考虑的范围之内。所以棉质的有一定厚度的材料是比较好的选择。 2. 湿帘要有一定的厚度 湿帘厚度不足时，由于和空气接触面积较小，水分无法充分蒸发，系统效率降低；湿帘厚度过大时，通风阻力较大，风机负载较重。 图2.2：还未展开的湿帘 2.3 水泵 在温室中，水泵用于将水提升到湿帘上端，从而使湿