[科普中国]-冷冻除湿机

冷冻除湿机就是我们平常说的除湿机，专业上叫冷冻除湿机。其基本原理是水蒸气遇到冷却铜管翅片冷形成水滴，在整个液化过程中除湿机就是一个提供气态水转化成液态水的装置。

概述冷冻除湿机就是我们平常说的除湿机，专业上叫冷冻除湿机，为什么叫冷冻除湿机呢？因为基本原理是一个物理现象，就是常温和相对高湿的空气中的水蒸气遇到冷却铜管翅片冷形成水滴的一个液化过程，简单说就是水蒸气遇冷变成水滴的一个过程，由于空气中的水蒸气液化成水滴了，所以空气中的含水量就下降了，空气中含水量下降了，空气就变得干燥了，所以在整个过程中除湿机就是一个提供气态水转化成液态水的装置，所以专业上叫冷冻除湿机，1

工作原理当然冷冻除湿机的整个除湿过程细分为内循环和外循环两个循环过程，从而达到能量的转换和遵循能量的守恒定律，最终完成整个特定空间的除湿过程。

冷冻除湿机的外循环，一共分为三个过程，第一个过程就是通过风机把空间里的常温潮湿空气吸进机器，第二个过程就是吸进来的常温潮湿空气中的水蒸气通过蒸发器（冷却铜管和翅片）液化成水滴后，通过软管排出，第三个过程就是被蒸发器冷却处理后的干燥空气再经过冷凝器（高温铜管和翅片）升温至常温通过出风口排出，如此周而往复，空气就降湿了。整个过程也遵循能量守恒定律，那空气也经过了一个常温-低温-常温的一个循环过程，也是一个能量转化的过程。

冷冻除湿机的内循环，压缩机把低温低压的冷媒气体（俗称氟）吸进来压缩成高温高压的气体，高温高压的气体经过冷凝器（铜管和翅片，所以此铜管是很热的，供空气加热用）散热后变成中温高压的气体，中温高压的气体经过毛细管节流后变成低温低压的液体，低温低压的液体经过蒸发器（铜管和翅片，此时的铜管是低温，供常温潮湿空气冷却让水蒸气液化析出）变成低温低压的气体，然后再被压缩机吸入压缩成高温高压的气体，如此周而往复形成一个内循环。1

地下防护工程常用冷冻除湿机的类型及其局限普通型冷冻除湿机普通型冷冻除湿机在地下工程（仓库）防潮除湿中应用比较广泛，主要有升温型、降温型和调温型。升温型冷冻除湿机的出风温度比进风温度高15度左右，主要适合于热湿比εkg的场合。降温型冷冻除湿机的出风温度比进风温度低8度左右，主要适合于热湿比ε>4000KJ/kg的场合。调温型冷冻除湿机能实现升温、降温和调温工况，调温工况适合于ε=-2000~6000kJ/Kg的场合。普通型冷冻除湿机的性能优良，在地下工程中得到广泛应用，但是，在使用过程中却存在以下问题：

1）普通型冷冻除湿机存在制冷量和加热量相互抵消的问题，造成压缩机耗功率较大，单位功率除湿量小，机组能耗大。湿房间散发冷凝热，造成房间温度越来越高，从而除湿机制冷系统的冷凝温度越来越高。

2）普通型冷冻除湿机不能满足全新风场合的使用要求。当一些地下工程或者仓库因为存放有害材料使空气中 含有有害物质，不允许使用回风时，只能采用全新风的通风方式，如果这种场合采用普通型冷冻除湿机，只能使其串联起来使用，这样会使下游除湿机的效率降低，出现蒸发器结霜等故障，同时还会增大辅助工程的代价。

热管型冷冻除湿机热管型冷冻除湿机也称为热管除湿机，它是在普通型冷冻除湿机的制冷系统中加装热管换热器来回收蒸发器出口空气的冷量，以达到节能的目的。为了降低造价，热管换热器常采用重力式热管，并且将常规冷凝器中的风冷冷凝器去掉以减少总投资。利用热管换热器来回收制冷系统蒸发器出口空气的冷量，用回收来的冷量使蒸发器进口空气温度降低，相对湿度加大，这对于提高除湿机的除湿效率是非常有利的。但是，热管换热器本身的一些不足限制了热管型冷冻除湿机的大力推广应用。

1）热管的相容性和寿命问题。

热管的相容性是指热管在预期的设计寿命内，管内工作液体同壳体不发生显著的化学反应或物理变化，或有变化但不足以影响热管的工作性能。相容性在热管的应用中具有重要的意义。只有长期相容性良好的热管，才能保证稳定的传热性能，长久的工作寿命及工业应用的可能性。影响热管寿命的因素主要有以下三个：产生不凝性气体；工作液体热物性恶化；管壳材料的腐蚀、溶解。

2）为了降低成本，热管型冷冻除湿机常采用重力热管，重力热管又被称作两相热虹吸管，它是去掉吸液芯，蒸发段位于冷凝段下部，冷凝液在重力作用下回流到蒸发段的热管。由于结构的限制，热管只能竖直安装，当除湿量较大时，就会造成机组过高，给运输和安装使用带来不便。

3）重力热管受到传热极限的制约，如携带极限、干涸极限、沸腾极限、启动温度等。

4）热管的造价较高，增加了工程初投资。由于以上诸多原因，导致热管除湿机的应用受到限制。

全新风型冷冻除湿机全新风型冷冻除湿机的系统原理与普通调温型冷冻除湿机基本相同，只是机组的进风参数不同。普通除湿机的进风温度为18~32℃，设计进风温度为27 ℃，而全新风冷冻除湿机的进风温度为15~35 ℃，设计进风温度为35℃左右，有很好的地域适应性。全新风型冷冻除湿机一般用在不允许使用回风的场合。在有些国防工程中，因为存在有害物质或散发有害气体，不能采用回风方式，只能采用全新风的通风系统，这就需要使用大冷量的全新风型冷冻除湿机。全新风型冷冻除湿机因为其设计进风温度高，造成制冷量较大，其蒸发器和风冷冷凝器的面积加大，压缩机功率增大。

1）蒸发器和风冷冷凝器的排数过多，导致换热效率较低。与普通除湿机相比，全新风除湿机的蒸发器和风冷冷凝器过风量小、风速低，从而使外表面传热系数和总传热系数变小，换热强度降低。为了加大换热面积以得到足够的换热量，必须增加排数，导致换热效率降低。

2）采用制冷量较大的压缩机，单位除湿量的耗能增加。全新风型冷冻除湿机因其设计进风温度高，造成制冷量较大，此时必须选择制冷量较大的压缩机，才能满足机组要求，压缩机的制冷量增大，耗功率也会增大，这就会造成单位功率除湿量的降低。

3）过渡季节使用的经济性问题。防护工程内温度较低，并且一年四季变化不大，但是室外空气温度变化很大。全新风型冷冻除湿机根据夏季新风负荷选择了制冷量较大的压缩机，在过渡季节使用显然不经济。

4）能耗大的问题。由于全新风型冷冻除湿机采用了大冷量、大功率的压缩机，导致其能耗非常大，这也影响了其推广应用。因此，虽然目前冷冻除湿机在国防工程中应用广泛，但是其在应用过程中存在的问题也是显而易见的，开发能用于防护工程的节能型冷冻除湿机，对于提高防护工程内的环境质量、节省工程造价、实现工程维护管理的节能有着十分重要的意义。12

本词条内容贡献者为:

方正 - 副教授 - 江南大学