除湿装置

2024-07-26

除湿装置（精选4篇）

除湿装置篇1

摘要：文章详细介绍了35千伏开关柜智能除湿装置的研发背景、原因、设计安装以及使用效果。通过该装置的开发, 可以有效降低由于水汽凝露导致变电设备绝缘降低进而引发的故障发生几率。

关键词：开关柜,除湿,故障

1 背景调查

慈溪市地处北亚热带南缘, 属季风型气候。在夏季尤其在梅雨季节气候潮湿、高热, 柜体内部断路器等设备长期运行会产生热量, 最终使得变电所里的高低压柜产生凝露, 由于高低压柜相对密封, 产生的凝露会挂在柜顶, 当凝露积聚一定的数量时, 形成水珠, 水珠就会掉落到高压开关或其它供电设备上, 造成绝缘降低, 引发开关跳闸或电气损坏。根据我们的生产系统显示, 由于水汽使绝缘降低引起的故障发生几率较往年增加。我们对慈溪市35k V未安装任何除湿设备的变电所发生的缺陷进行调查 (详情见表1) 。

针对以上问题的产生, 为了有效防止凝露的产生, 解决因凝露产生造成的危害, 减少突发事故停电的概率, 智能除湿装置的开发迫在眉睫。

目前慈溪地区变电所的开关柜带有加热装置或温控装置, 用安装加热板的形式来作为除湿装置, 当开关柜内的湿度达到设定值时, 加热板工作。但是开关柜相对封闭, 当柜内温度升高, 水蒸气上升, 到柜顶形成水珠, 水珠滴落, 周而复始, 还是会引发开关跳闸或造成设备损坏 (见图1) 。

2 方案提出

运用“头脑风暴法”针对开关柜除湿装置方案提出了各种初步选型方案, 并用亲和图归纳整理 (详情见图2) 。

根据以上分析, 我们从可靠性、灵活性、经济性以及实用性方面提出以下方案。

方案一:温度控制原理解决除湿, 开关柜内很多元器件对温度和湿度是有要求的, 温度过低元器件不能正常工作或损坏;温度过高会在元器件的表面形成凝露, 降低绝缘而放电。温度控制原理设计可以提供适合电器元件运行的温度, 延长产品使用寿命, 它的设计原理较为简单, 当达到设定的临界温度时会报警, 而且制作安装费用也不高。温度控制原理参考的是环境温度, 临界温度也是按照环境温度设定。而电气设备运行时, 自身会产生很多热量, 有时会远远高于预先设定的温度警戒线, 造成误报, 给操作和检修带来很大的不确定因素, 因此必须要进行停电检查。

方案二:采用加热原理设计, 当开关柜内的湿度达到设定值时, 加热板工作使柜内环境温度升高, 空气能容纳更多水分, 防止水汽在柜内凝结。但是遇到突然降温时, 柜体内部断路器等设备运行产生的热量与一直停留空气中的水分凝露于电气设备表面, 使电气设备存在较大的隐患, 容易引发事故。该方案实际原理较复杂, 产品设计安装费用较第一个方案要大。

方案三:冷凝原理是采用空气冷凝技术, 通过风扇吸收空气, 经过半导体制冷元件凝结空气中的水分, 并排出柜体外, 产生的干燥气体排出除湿装置外, 如此循环, 使开关柜的潮湿空气不断减少, 空气湿度显著下降, 直至柜体内空气湿度达到要求。即使环境温度发生极大的变化也不会再产生凝露, 避免因潮湿而引发的安全事故。该方案的设计原理较第二个方案简单, 费用相当, 安装较之前二个方案简单, 选择余地大。

综上所述, 我们选择方案三。

3 方案优化

3.1 冷凝原理设计的在线除湿装置其主要核心分为传感部分和控制部分

传感部分主要有传感器组成, 按照实际需要, 其主要作用是采集温度、湿度的实际量值, 并把数据传输到控制中枢。所以以物理量为判断标准的温湿度传感器是最好的选择。

3.2 控制部分分中央处理器和执行器

中央处理器 (CPU) 通过数据的输入, 把模拟量转化为数字信号, 然后进行比较、运算、判断, 作出执行命令。执行器为各个独立的执行器件, 主要由半导体制冷片、冷凝片、散热片、风扇等组成。

3.2.1 多元平形流冷凝器 (见图3)

冷媒以水平方向流动, 在流动的过程中, 降温降压。冷媒的回路不是单一的一个循环, 而是经过多个回路循环的。能够节约成本。半导体制冷片冷热端的温差可以达到40~65度, 因此在制冷片的热端持续散热, 能进一步降低制冷片冷端的温度。

3.2.2 内属于翅片管式冷凝器 (见图4)

属于热交换设备, 包括立式壳体、带有尾气进口的上管箱、带有冷凝水出口的下管箱, 冷水进口、热水出口结构限制变形以后容易堵, 所需空间较大。

3.2.3 管带式冷凝器

根据相关资料的调查和仿真算法, 相比平形流冷凝器, 管带式冷凝器的单位迎风面积和单位体积传热量下降51%和45.8%。

根据以上分析, 小组决定采用以多元平形流冷凝器为主要技术核心的除湿手段。

4 方案实施

4.1 图纸设计

确定安装位置以后, 设计本装置的尺寸, 本装置长宽高分别为15.2*8.5*21cm (详情见图5) 。

4.2装置制作安装

将装置的各组件进行组装安装。特别要注意的是, 由于开关柜型号的不同, 必须注意CT或者高压电缆头的运行位置与本装置的距离。导水管通过高压电缆沟, 安装完毕后及时进行封堵 (见图6、图7、图8、图9) 。

(1) 采用M4螺钉或4mm铆钉固定安装支架, 安装时保证除湿器水平, 不得倾斜。除湿器正面和两侧与柜面间应保留5cm以上的空间, 确保两侧进风与正面出风畅通, 整机与其他运行设备或线路保持足够的安全距离。

(2) 将出水管一端接入除湿器的排水口, 出水管应保持顺直, 不得缠绕, 出水管另一端通向柜体外。

(3) 接线端子接入AC220V电源。

4.3 装置试验调试

(1) 正常启动的情况下→通过风机的运行→潮湿的空气从进风口吸入→经过半导体制冷元件→将空气中的水份吸附在铝片上→变成干燥的空气→经过冷凝器散热→从出风口吹出。将空气中的水汽抽入于装置内部, 并且通过导流管排出柜外, 实现真正除湿。 (2) 智能判断自启动设置。将本装置的设定至于自动运行状态, 自动检测开关柜温度湿度, 在65%启动以后, 循环运行, 连续工作24小时, 使环境湿度始终保持在20%左右, 从而保证设备正常运行。

5 效果检查

从以上数据可以看出, 安装在线智能除湿装置以后, 因为湿气、潮气等形成凝露而造成检修的次数同期相比减少了10次, 比例大大缩小到1.7%, 达到了预期的目标 (详情见表2) 。

6 结束语

在沿海地区, 由于凝露的原因导致变电设备绝缘降低的故障发生几率逐年上升, 已成为电力部门亟待解决的难题。本装置应用了抽湿的反向思维, 使用效果非常理想, 对保证电网安全稳定运行, 具有积极的意义, 在电力行业内具有很高的推广价值。

除湿干燥装置在电气设备上的应用篇2

纵观城区配网电气设备, 像箱式变压器、分支箱、环网柜等多在户外, 箱体内与基础管井间仅用封堵泥进行隔离。遇到高温等情况, 时间一长, 很容易导致封堵泥隔离效果降低。加之目前对电缆管井内的环境管理缺乏必要措施, 导致多数电缆井道内长年积水, 湿度大, 箱体内设备受潮严重。特别是电气控制元件的受潮, 会带来以下2个问题: (1) 电气设备受潮容易生锈, 就是铜排也会产生铜绿, 增大接触点的接触电阻, 导致接触不良和转动部分在执行工作时失灵等问题; (2) 电气设备严重受潮后, 容易造成电气击穿或绝缘下降, 引发相间短路或电气传动时设备拒动、误动等。

而目前, 仅在高压配电间, 多为环网柜内安装有加热干燥器, 低压配电设备侧并无干燥装置, 仅为自然通风。箱柜本体多面开通气孔, 基础中设置排风口, 能增强箱柜内的空气流动, 但空气流动的动能性一般, 无法解决箱柜内受潮问题。而环网柜内安装的电加热器仅对周围局部的潮湿空气进行了烘热蒸发, 水汽受热后上升易在箱体四周或电气设备, 特别是铜排处冷却, 产生凝露, 水分依旧在箱柜内部, 无法解决箱体内部湿度问题, 反而更容易使箱柜内的电气元件受潮, 不利于设备的安全运行。同时电加热器自身没有散热装置, 依靠箱体自身通气孔散热, 加重了设备自身发热程度, 加快了电缆皮等绝缘部件的老化程度。

综上, 笔者认为目前采用的加热除湿装置不能有效地解决箱柜内的湿度问题, 并且低压配电设备上更需要加装有效的除湿干燥装置。

笔者在工作中接触到一款箱柜抽湿循环干燥器, 其原理是将箱柜内的潮湿空气抽到自身配置的凝露室, 进行气、水分离, 使箱、柜内的空气流动, 同时将冷凝产生的水集中通过排水管排出箱体, 以达到箱柜内部空气干燥的效果。其气、水分离及空气流动循环示意图如图1所示:

其气、水分离工作模式分析如下: (1) 以湿度监测作为工作运行触发点, 当湿度高于50%时, 抽湿器自动投入工作;当湿度低于40%时, 自动停止抽湿。该项设置能起到较好的节能效果。 (2) 抽湿器工作后, 对自然温度进行监测。当自然温度高于20℃时, 被抽到凝露室的潮湿空气经逐步凝结形成水珠, 水珠汇聚到积水排水窗, 经连接管排出箱柜。 (3) 当自然温度低于20℃时, 被抽到凝露室的潮湿空气经逐步凝华形成冰晶, 类似于冰箱的结霜过程。每连续积霜120 min, 抽湿器会自动进行10 min的除霜工作, 将其以液态水的形式排出箱柜。

经测试效果显示, 对于同等大小的大号户外端子箱, 相对于原有“湿度控制器+加热器”的除湿模式, 该抽湿模式湿度明显下降12%～20%。雨天效果更为明显。

除湿装置篇3

关键词：新风量,节能,热力计算,新风装置

1设计方案

1.1室内外空气计算参数[1]

节能除湿独立新风装置将广州地区为代表确定其技术及工况参数,参照《建筑气象参数标准》、《采暖通风与空气调节设计规范》、《组合式空调机组》GB-T14294-1993和《房间空气调节器》GB7725-2004相关条款确定。制冷运行时的工况:室内侧空气状态:干球温度27℃,湿球温度19℃;室外侧空气状态:干球温度35℃,湿球温度28℃。

1.2系统处理新风量

按照国家标准,民用建筑人均新风量应达到30~50m3/h,室内换气次数1~3次/h。我们将节能型新风除湿系统的新风处理风量确定为300m3/h,就能够满足居住生活环境和改善办公室环境的需要。

2节能型新风除湿系统

节能型新风除湿系统主要由新风换气机、蒸发器、换热单元、冷凝器、压缩机、轴流风机等构成。采用全热型空气-空气能量回收装置,实现焓的交换,达到降低新风送风湿度的目的,具有结构新颖、能耗低等特点。但对于室内产热、产湿负荷大的房间,单纯的全热新风换气机是不够的,可配合建筑物空调系统达到室内需要的温湿度。

3换热单元的计算

在我国南方高湿高热地区,除湿负荷较大。在夏季,采用全热交换的方法, 由于换热单元内两相空气温度较大,能量回收效果明显。本设计的节能型独立新风除湿系统的送风温度为19℃,低于27℃的室内环境温度,送风含热量h E=50.54k J/kg小于室内空气含热量h D=54.70k J/kg。因此,新风可以消除室内的散热量为(54.70-50.54)×343.95=1430.8k J/h,相当于0.4 k W的供冷量。

4设计计算

额定工况下的制冷循环热力计算:单位质量制冷量q0=153k J/kg,单位容积制冷量qv=3558.14k J/ m;制冷剂质量循环量qm=20.98kg/s;制冷剂体积循环量qvs=0.902m3/s;冷凝器的热负荷Qk=4091.1W;压缩机理论功率P =692.34W

冷凝器的设计计算:有关温度参数及冷凝器热负荷确定:由额定工况下的热力计算得热负荷:Qk4091.1W;主要冷凝器承担热负荷Qk,a3045W;附冷凝器承担热负荷Qk,b1046w;

附冷凝器的设计计算[2]:附加冷凝器的空气体积流量:qv0.0833m3/s;附加冷凝器所能承担的热负荷:1046W;迎风面上管排数:N排=9.5排(取10排); 翅片宽:0.0433m ,实际冷凝器的总传热系数为:K0=42.18W/(m2·K);需要的传热面积:Aof=2.14m2,所需翅片管总长:L=4.39m;空气流通方向上的管排数n=1.91; 取整数n=2排,与计算空气侧表面传热系数时预计的空气流通方向上的管排数相符。结论:室外附加冷凝器的结构尺寸:宽l=230mm,高H=250mm。

5蒸发器的设计计算

6系统制冷剂充注量的估算

对制冷剂为R22的空冷式空调器而言,系统的制冷剂充注量可用下式估算:

7毛细管的选择计算

8压缩机的结构选型计算[3]

9风机的选择计算

室外风机所需的风量:qv0.084m3/s=302.4m3/h,总压:H63.98Pa, 电动机输入功率: P10W

送风机所需的风量:qv=300m3/h,总压:H72.55Pa,电动机输入功率:P10.2 W

10功能的设计

由于本设计的节能除湿独立新风装置结构尺寸较大,不宜采用窗式的安装方法,只能独立安装在室外,为了使控制更方便,故设计把控制主板与新风机独立开来,并与触摸控制器联合一起安装在室内。它的控制运行功能设计如下:

洁净新风+制冷除湿功能:本设计的制冷功能是为新风在夏季供给时消除新风的余热余湿负荷所设计的。在夏季,室外湿度≥设定值35%~70%时,制冷系统运行,按制冷的方式运转,新风的温度不断降低,新风的含湿量不变,当新风的温度降低到露点温度时,新风中所含的水蒸气就会变析出,从而起到降温除湿的效果。

单通风功能:室外相对湿度<50%,选择通风运转模式,停止制冷机的运转, 只有付冷凝器和蒸发器的风机要运转。

洁净新风功能:本机组由于是全新风送入室内,故在进入机组前必先进行除尘,以免机组积尘,影响机组的效率和使用寿命。

11结语

综上所述,最终使节能除湿独立机新风装置初成模型。基本实现空调、通风、除湿多工况运行与温湿度协同控制与优化,单位除湿量大,运行效率高,在节能的同时,能满足室内空气温、湿度和新风量要求。随着人们对人居环境质量的要求不断提高,节能除湿独立新风装置会得到更大的推广。

参考文献

[1]吴业正.小型制冷装置设计指导[M].北京:机械工业出版社,1998.8

[2]袁秀玲,田怀璋,张华俊.制冷与空调装置[M].西安:西安交通大学出版社,2001.3

除湿装置篇4

目前对采煤工作面的降温技术研究多注重于温度的控制方面, 而忽略了对湿度的控制, 导致对工作面气候环境的改善并不明显。因此, 对于矿井工作面空气进行降温除湿研究具有重要意义。

1 现有的矿井降温技术研究

整体而言, 现有矿井降温技术可划分为非人工降温技术和人工降温技术两大类。非人工降温技术降温幅度小, 具有相当的应用局限性, 对于目前矿井开采深度越来越大, 温度越来越高的问题, 难以达到理想的降温效果。人工降温技术相对于非人工降温技术优势更加明显, 具有制冷迅速、降温幅度大和使用范围更广泛等特点, 更加适合应用于煤矿开采至今的技术需要, 而且人工降温技术发展迅速, 越来越成熟, 已经成为矿井降温技术的主要手段。

对工作面一般采用人工降温技术。矿井中的人工降温技术就是通过机械设备的制冷进行降温, 从而使得矿井中需要降温的工作区域达到相关的标准。它是通常采用高压组合式空冷器, 并且与矿用防爆风机、隔热风筒配套;原理是将采煤工作面的进风风流的温度降到一定的数值, 然后再送入采煤工作面, 从而使采煤工作面的气温控制在标准的范围内。

但是由于工作面所需冷负荷比较大, 冷量输送管线较长, 降温效果并不明显, 并且对工作面湿度的降低十分有限。同时为保证降温效果, 需加大管道保温层厚度, 成本也随之增加。

2 工作面集中式降温除湿装置

工作面集中式局部降温除湿装置主要由降温除湿器、热泵装置以及溶液再生器三大部分组成。装置的整体设计如图1所示。

2.1 降温除湿器

降温除湿器主要由进风机、除湿器均流板、喷淋器、除湿液槽顺次连接;其中喷淋器通过管道与热泵装置中蒸发器的冷端输出连接。其主要对风流进行降温和除湿。

在降温除湿器中, 除湿液槽里的溶液通过管道一部分流入热泵装置的蒸发器, 另一部分经管道流入再生液槽中。流入热泵装置蒸发器冷端的这部分冷的溶液通过喷淋器对空气进行喷淋, 这时空气与冷的浓溶液接触, 溶液带走了空气中的水分, 从而空气变成了低温干燥的空气通过风筒排出。同时, 冷的浓溶液经喷淋后变成温度稍高的稀溶液流入到除湿液槽中。

2.2 热泵装置

热泵装置由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀顺次连接而成, 主要对除湿溶液进行制冷和制热。

在热泵系统中, 蒸发器的冷端输出与降温除湿器中喷淋器相连接, 对进风空气进行喷淋;冷凝器的热端输出与溶液再生器中喷淋器相连接, 对回风空气进行喷淋;同时蒸发器的溶液进口和冷凝器的溶液进口又分别与除湿液槽、再生液槽的输出管道相连接。

2.3 溶液再生器

溶液再生器由再生器均流板、喷淋器、抽风机、再生液槽顺次连接;其中喷淋器通过管道与冷凝器的热端输出连接。

在溶液再生器中, 再生液槽里的溶液通过管道一部分流入热泵装置的冷凝器, 另一部分通过管道流入除湿液槽中。流入热泵装置冷凝器热端的这部分溶液变成了热的稀溶液通过喷淋器对回风空气进行喷淋, 这时空气与热的稀溶液接触, 空气带走了溶液中的水分, 从而溶液变成冷的浓溶液流入到再生液槽中。同时空气变成了含湿量较高的热空气, 通过抽风机抽出。

在正常情况下, 降温除湿器和溶液再生器之间的液位差处于一个动态的平衡之中。当除湿液槽中的液位较高时, 多出的液位通过管道抽入到再生液槽, 最终达到液位平衡。当再生液槽中的液位较高时, 与上一种情况相反, 多出的液位通过管道抽入到除湿液槽中。

3 工作面集中式降温除湿装置应用研究

与现有的工作面降温除湿技术相比较, 集中式局部降温除湿装置在现场应用上有较大优势。

3.1 同时降低了工作面的温、湿度

工作面集中式降温除湿装置在对风流进行喷淋的时候, 不仅降低了风流的温度, 同时大大降低了其湿度, 这是现有的降温技术所不具备的。因此极大地改善了工作面的气候环境, 保证了工人的身心健康, 为提高工作效率创造了有利条件。

3.2 溶液循环效率较高

溶液在降温除湿液槽与溶液再生液槽之间处于动态平衡的状态, 在保证降温和除湿质量的同时, 溶液不断循环利用, 有效提高了循环效率, 节约成本。

3.3 安装使用方便, 管道铺设简单

与现有降温技术复杂的铺设管路不同, 集中式降温除湿装置安装方便, 管道铺设简单, 且体积较小, 移动方便。

参考文献

[1]苗德俊, 等.高温矿井采煤工作面进风巷空冷器有效位置的确定[J].中国矿业, 2010, 19 (3) :110-112.

[2]杨德源, 杨天鸿.矿井热环境及其控制[M].北京:冶金工业出版社, 2009.