通過冷卻空氣制水的制冷系統(tǒng)研究.pdf

1、水在自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境中占有極其重要的地位，它是生命的源泉，是人們賴以生存的重要資源之一，對(duì)我們的生命起著不可或缺的重要作用。地球上水資源豐富，但淡水大約僅占總水量的2.5％，其中絕大部分分布在難以利用的兩極和高山，部分淡水深埋在地下，難以開采，同時(shí)世界上水資源的分布也極不平衡。
　　 20世紀(jì)50年代以后，隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，全球工業(yè)迅速發(fā)展，人口急劇增長(zhǎng)，一方面人類對(duì)水資源的需求迅速擴(kuò)大，另一方面，日益嚴(yán)重的水污染大量蠶

2、食著可供消費(fèi)的水資源。世界上許多國(guó)家和地區(qū)都不同程度地面臨著水資源危機(jī)，缺水導(dǎo)致耕地面積減少，危機(jī)糧食安全，使30億人缺乏用水衛(wèi)生設(shè)施，12億人用水短缺，每年有300萬到400萬人因與水有關(guān)的疾病而死亡。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，水危機(jī)將蔓延到48個(gè)國(guó)家，使35億人為水所困。同時(shí)，由水資源危機(jī)帶來的生態(tài)系統(tǒng)惡化以及對(duì)生物多樣性的破壞，已經(jīng)引發(fā)了許多災(zāi)難，也將嚴(yán)重威脅人類的生存和發(fā)展。
　　 近年來，自然災(zāi)害頻發(fā)，世界上很多地區(qū)都出現(xiàn)

3、了不同程度的干旱、洪澇、地震等災(zāi)害，在救援及災(zāi)后重建過程中，如何解決日常生活的飲水問題，是不得不面對(duì)的一個(gè)重要問題。
　　 為了取得更加充足的淡水資源，傳統(tǒng)的獲取淡水方法主要有交通運(yùn)輸、海水淡化、開采地下水、抽用河流水等。但是交通運(yùn)輸成本較高，海水淡化在鹽水稀少的地區(qū)并不適用，同時(shí)由于其技術(shù)和成本限制、需要大型設(shè)備，不適合廣泛使用。因此我們?cè)诤侠砝玫Y源的同時(shí)，應(yīng)加大研究創(chuàng)新力度，開發(fā)新技術(shù)，尋找新的獲取淡水資源方式。

4、>　　 研究發(fā)現(xiàn)，空氣中含有大量的淡水資源，并且不受地域限制，空氣取水技術(shù)有著獲取淡水資源的巨大潛力。從空氣中制取淡水，是獲得淡水資源的新思路，為緩解缺水問題開辟了一條新途徑。
　　 本文主要研究利用制冷結(jié)露法從空氣中制取淡水，該方式主要通過空氣冷卻器來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)濕空氣與表面溫度較低的空氣冷卻器接觸時(shí)，會(huì)被冷卻，當(dāng)其溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，濕空氣中的水蒸氣就會(huì)液化、凝結(jié)，然后匯集成液滴被收集起來，經(jīng)過過濾、消毒，最終達(dá)到飲用的

5、標(biāo)準(zhǔn)。
　　 該制冷系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、冷凝器、熱力膨脹閥、壓縮機(jī)四大部件組成，對(duì)這四大部件以及濕空氣的物性分別建立數(shù)學(xué)模型，將其連接起來，構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。通過模擬，得到空氣在不同工況下的出水量。
　　 同時(shí)，搭建通過冷卻空氣制水的制冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過實(shí)驗(yàn)，研究空氣溫度、濕度不同時(shí)，制冷系統(tǒng)的制水量，以及空氣溫度、濕度對(duì)制冷系統(tǒng)性能參數(shù)的影響。
　　 研究結(jié)果表明:空氣溫度、濕度不同時(shí)，制冷系統(tǒng)的制水量也不

6、同;當(dāng)進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣溫度相同，濕度不同時(shí)，制水量隨著空氣相對(duì)濕度的增加而增加，并且在濕度較高時(shí)制得的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在空氣濕度較低時(shí)制得的水量;當(dāng)進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣相對(duì)濕度相同，溫度不同時(shí)，制水量隨著空氣溫度的增加而增加，并且在溫度較高時(shí)制得的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在空氣溫度較低時(shí)制得的水量。
　　 該空氣制水系統(tǒng)適宜工作的氣候條件為，當(dāng)空氣溫度為15℃時(shí)，其空氣濕度應(yīng)不低于50％;當(dāng)空氣溫度為20℃時(shí)，其空氣濕度應(yīng)不低于40％;當(dāng)空氣溫度為