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固体吸附式除湿机原理
固体吸附式除湿机是利用固体吸附材料对空气中水分的吸附作用，将空气中的水分吸附到材料表面，从而实现除湿的一种机器设备。
通俗地说，就是通过材料固定水分子，降低空气中的水分含量。
这种机器设备一般分为两大部分：吸附轮和换热器。
当湿空气通过吸附轮时，水分子会被吸附在吸附剂表面，产生含水汽的吸附物；当干燥空气经过吸附轮前的换热器时，通过热交换，吸附轮表面的水分被蒸发出来，同时生成干燥空气。
在使用过程中，吸附轮会在一定时间内不断地进行吸附和脱附。
当吸附剂达到饱和状态时，需要进行再生处理。
这一过程是将吸附剂加热并用清洁空气进行吹扫，将吸附的水分子挥发出来，重新将吸附剂恢复到干燥状态，以便下一轮再次使用。
固体吸附式除湿机具有除湿效率高、能耗低等优点，在工业和住宅等领域广泛应用。
除湿机原理
除湿机是通过降低空气中的相对湿度来控制室内湿度的设备。
其工作原理主要包括：冷凝法、吸湿法和膜法。
冷凝法是除湿机常见的工作原理之一。
工作时，除湿机通过内置的制冷循环系统使冷凝器迅速降温，将空气中的水蒸气冷凝成液态水，然后将液态水排出，从而实现除湿的目的。
同时，通过加热蒸发器将冷凝器上的湿气加热蒸发，重新转化为水蒸气，释放到室外。
吸湿法是另一种常见的除湿机工作原理。
除湿机内部装有一种高吸湿性的材料，例如硅胶，其表面会吸附并吸收空气中的水分。
随着时间推移，这些吸湿材料会逐渐饱和，需要进行干燥处理，通常是通过加热或其他方法将吸湿材料中的水分释放到室外，并重新再次吸附空气中的水分。
膜法是一种相对较新的除湿机工作原理。
其利用半透膜的分离性能，根据水分分子相对于其他气体分子的渗透性差异，将空气中的水分分子通过半透膜排除到室外，从而实现除湿的效果。
这种原理具有较低的能耗和无需制冷剂等优点，因此在一些新型除湿机中得到应用。
总的来说，除湿机可通过冷凝法、吸湿法或膜法等不同的工作原理降低空气中的相对湿度，从而实现除湿效果。
具体的原理与技术根据不同型号和品牌的除湿机有所不同。
除湿机的工作原理及用途作用除湿机是一种能够去除空气中多余水分的电器设备。
它的主要工作原理是通过循环吸湿和除湿的方法，将空气中的水分凝结成液态，并将其排除出去。
除湿机广泛应用于家庭、商业和工业领域，帮助人们调节室内空气湿度，提高舒适度和保持健康。
除湿机主要的工作原理如下：1.冷凝除湿法：这是除湿机最常见的工作原理。
除湿机内部有一个冷却系统，通过制冷剂的流动和循环，将空气中的水分凝结成水，并将其收集到水箱中。
同时，除湿机会将干燥的空气释放出来，提高室内空气质量。
2.吸附除湿法：这种除湿机使用吸附剂，如硅胶、活性炭等材料来吸附空气中的水分。
当吸附剂饱和后，通过加热或供气等方法，将水分释放出来，并将干燥的空气释放出去。
除湿机的用途和作用可以从以下几个方面来说明：1.调节室内湿度：除湿机可以帮助调节室内空气中的湿度，保持一个舒适的湿度范围。
过高的湿度会引发一系列问题，如霉菌滋生、细菌繁殖等，影响人体健康。
除湿机可以去除多余的水分，降低湿度，创造一个健康和舒适的生活环境。
2.防止家具和墙壁潮湿：高湿度环境会导致家具和墙壁受潮、发霉和腐蚀。
除湿机能够及时去除室内湿度，防止家具和墙壁受潮，延长其使用寿命。
3.防止衣物和书籍受潮：在潮湿的气候下，衣物和书籍容易受潮发霉。
使用除湿机可以降低室内湿度，保持衣物和书籍的干燥，避免发霉和腐烂。
4.防止室内结露：在寒冷季节，室内湿度较高时，空气中的水分容易形成结露。
除湿机可以去除多余的水分，降低结露的发生，保护窗户、墙壁和家具等。
除湿机在家庭、商业和工业领域具有广泛的应用，如家庭卧室、客厅、浴室、厨房等，办公场所、实验室、图书馆、博物馆等。
无论是在湿度较高的夏季还是在潮湿的冬季，在季节交替期间，除湿机都能够帮助人们创造一个干燥、清新和健康的环境。
为了确保除湿机的正常运行和使用效果，应该注意以下几点：1.选择适合的除湿机：不同使用场所和需求的除湿机可能有不同的尺寸、功率和功能。
除湿机工作原理图解释大全
一、除湿机的工作原理
除湿机是一种能够调节空气湿度的电器设备。
其工作原理主要是利用制冷循环原理进行除湿。
具体来说，除湿机通过循环制冷剂的流动，在蒸发器和冷凝器之间循环流动，实现空气中水汽的凝结和排出。
二、蒸发器的作用
蒸发器是除湿机中的一个重要组件，其作用是将空气中的水汽吸收并转化为液态水。
当空气经过蒸发器时，压缩机会将制冷剂送入蒸发器中，从而降低蒸发器的温度，使得空气中的水汽凝结成液态水。
三、冷凝器的作用
冷凝器是除湿机中的另一个关键部件，其作用是将凝结的水汽排出。
在蒸发器中凝结的水汽被吸收后，冷凝器会将这些水汽蒸发成蒸汽状态，然后通过风扇排出到外部环境中。
四、工作原理图示
以下为除湿机的工作原理图解释：
除湿机工作原理图解
除湿机工作原理图解
• 1. 空气进入除湿机：湿气含量高的空气经过进风口进入除湿机。
• 2. 蒸发器吸收水汽：空气中的水蒸气被冷却的蒸发器吸收凝结成液态水。
• 3. 制冷剂流动循环：制冷剂在蒸发器和冷凝器之间循环流动，实现除湿过程。
• 4. 冷凝器将水汽排出：冷凝器将凝结的水汽蒸发排出除湿机。
• 5. 干燥空气输出：经过除湿处理后的干燥空气通过出风口排出除湿机。
五、小结
除湿机通过蒸发器和冷凝器之间的制冷循环，将空气中的水汽凝结成液态水，并排出除湿机，从而实现降低空气湿度的效果。
掌握除湿机的工作原理，对于正确使用和维护除湿机具有重要意义。
以上为除湿机的工作原理图解释，希望能够帮助您更好地理解除湿机的工作原理及运行过程。
请注意：该文档为原创内容，未经许可不得转载。
除湿机的原理是什么
除湿机的原理是利用冷凝和蒸发的过程，通过降低空气中的湿度来除湿。
具体原理如下：
1. 蒸发：除湿机内部有一个蒸发器，蒸发器里面有一个风扇。
当除湿机开始工作时，风扇吹送空气进入蒸发器。
蒸发器内放置了吸水性能良好的材料，例如纤维素材质的过滤纸或者湿度吸附剂。
当空气通过蒸发器时，材料会吸收水分并将其蒸发。
2. 冷凝：除湿机内部还有一个冷凝器，冷凝器里面有一个冷凝盘。
当湿空气通过蒸发器后，其中的水分经过蒸发被分离出来，而水分携带的热量会被风扇带到冷凝器中。
冷凝器内部有制冷剂，通过制冷剂的循环将水分中的热量吸收，使制冷剂变为液态。
3. 排水：制冷剂变为液态后，水分沉积在冷凝盘上集结成水滴。
这些水滴会通过管道被排出去，达到除湿的效果。
通过蒸发和冷凝的过程，除湿机能够将空气中的水分除去，减少空气中的湿度，使室内环境更加干燥舒适。
除湿机的工作原理是什么
除湿机的工作原理基于相对湿度的概念，其主要分为三个步骤：
1. 吸湿：当除湿机工作时，周围的潮气通过机器中的蒸发器，以一定的速率吸收空气中的水分。
2. 冷凝：一旦空气中的水分到达一定水平，湿度传感器会触发制冷机制，将收到的水分冷凝成水珠。
空气在这一过程中也会变得更干燥。
3. 排水：水珠被提取并积攒在除湿机中，通常通过管道或桶被排出去。
通过这些步骤，除湿机可以降低存储区域和居住区域的相对湿度，从而避免或减轻水汽引起的凝结和霉菌生长等问题。
除湿机特别适用于潮湿或常有水汽的环境，如洗手间、浴室、小型储藏室、地下室、游泳池等，可以使其保持干燥和清洁。
除湿机的工作原理是什么
除湿机是一种常见的家用电器，它的作用是减少空气中的湿度，帮助创造一个
舒适的室内环境。
除湿机的工作原理主要涉及以下几个方面：
1. 冷凝除湿原理
大多数家用除湿机采用冷凝除湿原理。
除湿机内部有一个冷凝器和一个蒸发器。
首先，湿气的空气被吸入除湿机，并经过蒸发器。
在蒸发器中，湿气中的水分被冷却凝结成液态水，然后流入底部的水箱中。
接着，经过蒸发器处理后的略微干燥的空气被送入冷凝器中，被冷凝器中的冷却剂冷却，凝结成水滴，然后流入相同的水箱。
2. 吸收性除湿原理
另一种常见的除湿机工作原理是吸收性除湿原理。
这种除湿机使用吸收剂（通
常是硅胶）来吸收湿气。
当空气通过吸收剂时，湿气被吸收到吸收剂中，使得空气变干燥。
当吸收剂吸收到一定量的水分后，需要进行干燥、再生处理，使吸收剂重新变得干燥，可以继续吸收湿气。
3. 蒸发除湿原理
少数除湿机采用蒸发除湿原理。
这种除湿机通过风扇将湿润的空气吹入一个布
满细小孔的旋转鼓里，然后将湿气逼出。
通过这种方式，空气中的水分被转移到一个水箱内，减少室内的湿度。
结语
不同类型的除湿机采用不同的工作原理，但它们的共同目标是减少空气中的湿度，提高室内舒适度。
在选择除湿机时，消费者可以根据自己的需求和使用环境选择最合适的工作原理的除湿机，以保持室内空气干燥舒适。
除湿机工作原理
除湿机是一种常见的家用电器，广泛应用于潮湿环境中。
除湿机的工作原理主要分为三个步骤。
第一步是吸湿。
当除湿机开始工作时，内部的压缩机启动，使得压缩机内的冷媒蒸发并释放热量，将空气中的水分转化成水蒸气。
同时，内置的风扇开始旋转，将潮湿空气吸入除湿机内部。
第二步是冷凝。
当冷媒蒸发后，通过系统的管道进入到冷凝器中。
冷凝器中的高温冷媒与低温的除湿机内部空气接触，从而使冷媒的温度下降，进一步冷凝水分。
冷凝水滴集中在冷凝器底部的水箱中。
第三步是排水。
冷凝水在水箱中积累一定量后，除湿机内部的水位传感器将感知到水箱已经满了的信号。
此时，用户需要将水箱取出并倒掉水分。
在一些高级的除湿机中，还有排水管道，可将水分直接排出，无需手动处理。
总结起来，除湿机的工作原理是通过压缩机将空气中的水分转化为水蒸气，然后通过冷凝器冷凝水蒸气，最后将水分收集并排出或者存储。
这样就能有效地降低空气中的湿度，提供一个干燥的环境。
抽湿机原理
抽湿机是一种用于减少室内湿度及清除湿气的设备。
它能够将过量的空气湿气抽出房间，从而达到改善空气质量的目的。
抽湿机的基本原理是利用蒸发原理，将室内空气中的水分抽出，将空气的湿度降低。
抽湿机的工作原理是利用空气在不同温度下的湿度不同。
湿度越高，空气中水分越多，所以把这些水分从空气中蒸发出来就可以降低空气湿度了。
抽湿机将室内的空气通过一个带有滤网的风机，先由这个滤网过滤掉空气中的颗粒，然后将空气引入一个冷凝器，让空气中的水分经过冷凝而变成水滴，从而吸收湿气，将湿气抽出室外。
此外，抽湿机也可以利用冷凝原理减少室内湿度。
冷凝的原理是当气体流经一个低温的表面时，其空气中的水分会因为低温而凝结形成水滴。
抽湿机会先将空气通过一个制冷系统，空气中多余的水分经由这个制冷系统而变成水滴，从而达到减少室内湿度的目的。
了解了抽湿机的原理之后，我们也就理解了为什么在室内使用抽湿机的重要性了。
高湿度会导致室内检验室的发霉，以及各种疾病的传播，因此把室内湿度控制在一定的范围内是必须的。
而抽湿机的存在，就是帮助我们实现这一目的。
它能够将室内水分吸收，把室内湿度控制在一个理想的状态，从而避免了各种不良状况的发生，可以说抽湿机之于我们室内空气质量，有着非常重要的作用。
总之，抽湿机是一种帮助我们把室内湿度控制在一定程度的非常重要的设备。
它能够很好地把空气中多余的湿气抽出，使室内空气得
到净化，从而达到改善空气质量的目的。
因此，抽湿机是改善空气质量的有效手段，也是我们家居最好的选择。
除湿机原理和主要部件
制冷循环部分
1、由压缩机冷凝器毛细管蒸发器及连接管道组成，低压制冷剂气体由压缩机吸入，压缩成高压气体，进入冷凝器（室外机）并放出热量，经冷凝器冷却成液体，然后经过过滤器毛细管节流成低压低温的气体混合物进入蒸发器，由蒸发器蒸发为气体，吸收空气中的热量，再回到压缩机。
制冷剂工质在制冷系统内这样反复循环，达到制冷的目的。
2、气循环部分
湿空气由离心风机吸入并通过空气过滤网进入蒸发器，当蒸发器的表面温度低于露点温度时空气被冷却，空气中含有水分就会被凝聚下来，被除湿后的空气由离心风机送出，空气如此不断循环其中含有的水分不断被冷却凝聚下来，达到除湿的目的。
1：压缩机2：外冷凝器，装冷凝风机3：四通阀4：内冷凝器5：6：单向阀7：节流装置8：蒸发器。
关于抽湿机的原理概论摘要:为了更好地了解抽湿机，文章根据抽湿机的市场行情、群众需要、及工作原理等进行介绍。
并考虑如何更加地节能更加节源。
并将太阳能结合进来。
关键词:空气压缩机;节能;环保;太阳能近年来随着人民的生活水平的不断提高，消费观念的更新，抽湿机逐步走入家庭，成为许多家庭中不可或缺的一员。
特别是在梅雨季节，抽湿机成了高档服装、皮具、高档家用电器的保护神，也是风湿、呼吸系统等疾病的患者以及老人、产妇及婴幼儿的保健员，为所有需要适宜湿度的用户创造一个良好的环境。
以深圳为例，深圳市区全年平均相对湿度为73%～79%，郊区会偏高。
每年2～4月份，是深圳等沿海城市最潮湿的时期，湿气聚集、停留在地面，无法蒸发或散开。
而梅雨季节5～7月的长江中下游地区、台湾等地，持续的阴雨天气也使得居住环境中充满了潮湿的空气，给生产、生活造成了一定的影响。
对于抽湿机的市场需求，很多消费者都会问：“空调不是也能除湿吗？”其实，这是一个消费误区，带独立除湿功能的空调机可以除湿，但除湿量小、除湿慢；而且在南方地区的梅雨季节，温度都较低，大部分时间都在20℃以下，这时的空调机除湿吹出的是冷风，越除湿越冷，给人的感觉相当不舒服。
此外，由于空调机是固定的只能在局部小面积范围除湿，更重要的是当空调机除湿时增加了几倍的负荷运行，不但耗电量大，还使压缩机受损，缩短机器的寿命。
因此，空调机不宜代替抽湿机使用。
抽湿机工作原理抽湿机是由压缩机、热交换器、风扇、盛水器、机壳及控制器组成。
其工作原理是利用压缩机把冷媒推动，经过蒸发器（即冷管）及凝结器（即散热管）两个主要零件，把热量由一方抽到另一方。
抽湿机的冷管与散热管则同时置于室内。
在抽湿过程中，潮湿的空气被扇叶抽入机内。
首先经过冷凝管，令空气的水份受冷凝结成水点，沿冷凝管往下流入盛水器。
而被抽出水份的空气会沿散热管向室内排出。
冷气机和雪柜的作用都是制冷，而抽湿机则把水份抽出，并非为冷却空气，实际上抽湿机会将空气稍为加热，放出的空气是微暖的。
抽湿机的除湿量跟压缩机功率成正比。
判别除湿量是否合理要看压缩机功率，与实际除湿量跟使用环境/ 室内装修材料/ 实际如何操作使用等都有关。
在固定环境条件下（绝对条件实验室环境里）测试单位时间内的除湿量，然后换算得出1 天的除湿量。
最初的家用抽湿机使用的压缩机为全封闭往复式（活塞式）压缩机，存在容积效率低、噪声大、耗电量大、易损件多，故障率相对较高。
德尔目前的第二代家用抽湿机大多数采用旋转式压缩抽湿机市场前景看好机。
这种压缩机的容积效率高、体积小、噪声低、耗电量小、易损件少，故障率低。
例如，德尔的DR4552/DR4553抽湿机采用的压缩机均为旋转式压缩机，其中DR4553 为进口日立压缩机。
德尔的技术人员介绍说，因为抽湿的效果与众多因素有密切关系，如：实际除湿量跟使用环境，门窗是否密闭等，室内墙体和装修材料的透水性如何，实际如何操作使用，机器设置的湿度温度为多少等等。
也就是说一台功率200W 的抽湿机，去抽同一处面积为100平方米的房间，设定同一湿度的条件下，与功率为600W 的抽湿机相比，所需要的只是更长的时间。
德尔的技术人员同时指出，市面上许多抽湿机品牌宣称自己的抽湿机具有负离子、红外线、银离子等附件功能。
但是，实际上这些都只是增加的额外附加功能，对除湿并无帮助。
另外，抽湿机存在较大的毛利空间，一些不法的商家和品牌就采取了一些不正当的竞争手段。
压缩机、换热器、板材等抽湿机的核心部件经常被偷梁换柱、以次充好，使得很多抽湿机的性能不过关，并存在安全隐患。
一些“螺丝刀工厂”在抽湿机旺季召集几十号人马开工生产，然后以低廉价格承包给销售商，销售旺季过去之后便关门停业。
某些抽湿机生产厂家低价压缩机的价格比进口压缩机低30% 以上，其寿命也仅在五六年，甚至更短。
个别抽湿机企业将外国旧的抽湿机经过重新的喷涂、维修之后，作为新抽湿机出售；还有的企业将旧抽湿机回收后重新拆解，将压缩机、蒸发器等零部件翻新后再安装到新抽湿机上出售。
太阳能电池板的优化安装为了提高太阳电池板对太阳光的利用率，即充分发挥电池板自身性能并且可以安全发电，同时充分考虑地理及环境因素，应用光学、力学、电路原理等相关理论，研究并提出了太阳能电池板的4 种创新的优化安装的方案，分别为采用聚透镜提高电池板受光强度，采用反射镜实现光线照射电池板的最佳角度，电池板自除雪和太阳能电池板的安装加固。
最后，进行了并网发电的实验研究及验证。
实验结果表明:4 种优化安装方案切实可行，均具有实际应用价值; 并网发电安全有效，未发生孤岛效应。
以上研究可为太阳能电池板的安装提供理论指导，实际应用时具有参考价值。
1．1 采用聚透镜提高受光强度为达到弱光高效发电的目的，设想一种高效太阳能光伏电池板，其技术方案包括太阳能电池板和覆盖在太阳能电池板受光面上的微棱透镜板。
微棱透镜板由多个凸透镜紧密排列而成，利用构成微棱透镜板的多个凸透镜将照射到太阳能电池板的平行太阳光会聚成多个亮度更高的光束，提高了光电转换效率和光照强度较弱时太阳能电池板的输出电压，使太阳能电池板在太阳光较弱时也可正常供电。
微棱透镜板可以选择菲涅尔透镜，其特点是焦距短，比一般的透镜的材料用量更少、质量与体积更小。
和早期的透镜相比，菲涅耳透镜更薄，因此可以传递更多的光。
拟选用如图2 所示的正菲涅尔透镜，光线从一侧进入，经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点形成聚光镜。
该方案是通过聚透镜使电池板的受光强度增加，光电转换也随之增强。
但也存在不足，照射在光伏阵列上的光强增加，使光伏阵列的温度升高，从而使输出特性［13-14］变差。
光强增加后，对光伏阵列的品质要求也高。
1．2 采用反射镜改变光线的照射角度因为季节和每天时刻的不同，太阳照射角度都在不断变化，为使阳光都能以90°倾角照射到极板上，我们设想在阳光照射角度没达到90°时，通过反射镜将太阳光反射到极板上。
由于地区关系，主要利用每天9: 00 ～15: 00 的光能，因此反射镜的角度也以此为界限。
用伸缩支架来控制角度的变化。
图3 中分别是上午、下午的安装示意图，为使阳光能垂直照射在极板上，放置一面反射镜，并以伸缩支架来控制角度随时间的变化。
、当时间过了正午12: 00 后，可让伸缩支架完全收缩至水平，以免遮挡住下午的阳光。
到了第2 天9: 00时恢复角度( 可计算出与极板夹角应为67．5°) 。
该方案的优点是: ①经济，用比较便宜的反射镜来部分代替昂贵的光伏阵列。
与聚光方法相比，不会因为反射后光能增强而需要品质更高的光伏阵列。
②安全，与聚光方法相比，照射在光伏阵列上的光强不会增加，光伏阵列的温度不会升高，从而使输出特性保持良好。
1．3 电池板自除雪太阳能电池板有自净除尘的性能，但无自除雪功能。
南方的冬天很少下雪，但北方天气寒冷，下雪是常有之事，且积雪厚不易融化，即便在晴天，单靠太阳温度也需要较长时间才能将积雪融化。
对于小型的光伏发电系统，人工除雪可能更为方便、快捷，但是对于大型的光伏系统，人工除雪就成为一个问题。
若我们可以找到一种自动除雪的方法，就可以节省人力进而精简操作程序，节省财力。
本文提出了在电池板可以承受的温度范围内，将电池板改良，同时成为一个自加热系统，通过控制器控制其加热的时间和温度，在电池板上有积雪时及时启动自加热融化积雪，则能达到不影响电池板受光的目的。
加热过程中系统借用电网电量加热，待系统正常工作发电时再将电力输入电网。
此过程虽然耗电，但相比积雪遮光造成的损失，发电量带来的效益更大。
1．4 太阳能电池板的加固在安装电池板时也要考虑其抗风能力。
我国地域辽阔，各地区的气候条件千差万别，特别是南方的夏季，光照充足，对于太阳能发电是非常有利的。
同时南方台风较多，对电池板的加固安装又提出了高要求。
传统的对电池板加固的方法是以固至固，不但操作繁琐，浪费原料，加固效果同样并不乐观。
根据伯努利方程可知流速高处压力低; 流速低处压力高。
假设在电池板主体与固定底座之间留出一定的空隙，当台风袭来，空气流动速度很快，风从空隙间流过而不会对电池板造成损害，电池板的其他部位的大气压没有发生变化，但电池板和安装架之间空气变稀薄，于是造成中间的气压比大气压低，形成压强差，便会使板和支架贴得更紧，从而达到了强化电池板抗风能力的目的。
几种压缩机的结构类型直线压缩机的结构类型与研究现状直线压缩机主要利用直线电机驱动技术驱动压缩机活塞做往复直线运动,近几年来,伴随着直线电动机驱动技术的不断发展与日益广泛的应用,直线压缩机技术也逐步发展起来"直线电机主要是直线电动机,是一种将电能直接转换成直线运动的机械能!而不需要任何中间转换机构的传动装置"根据直线电机的工作原理,可以将直线电机划分很多类型I.5!,包括交流直线感应电动机(LIM)!交流直线同步电动机(LSM)!直线振荡电机(LOM)等等"理论上来讲,这些都可以作为压缩机往复直线运动的驱动器,因此根据所采用的驱动源类型来划分直线压缩机,主要有以下三种类型[./l:直线振荡电机驱动的压缩机(简称电磁振动压缩机)!复合次级直线电机驱动的压缩机(简称直线电动压缩机)以及直线步进电机驱动的直线压缩机等三种类型".电磁振动压缩机利用电磁力和机械共振原理,直接推动活塞往复振动压缩气体"按电磁驱动方式的不同,又可以分为动圈式!动铁式以及动磁式,统称电磁振动式,其电机类型属于直线振荡电机"1.1动铁式直线压缩机的原理与研究现状动铁式直线压缩机主要是采用动铁式直线同步振荡电动机(如图1.3所示)驱动的往复式活塞压缩机"动子用铁芯材料做成,通过支撑件与活塞!弹簧连接在-起,置于强磁场中"当励磁线圈通以交流电,就能产生交变磁场,从而吸引铁芯轴向运动,进而推动活塞往复运动"这种压缩机动子质量轻!惯性小!振动频率低,与相同体积的其他压缩机相比能产生较大的驱动力,压缩比也较大,但动子在磁场气隙中的运动是不稳定的,容易偏离气隙中心轴线,从而在活塞上产生很大的径向力=.7],增加了活塞与气缸之间的摩擦和磨损,应用中性能无法与其他类型的压缩机相比,将逐渐被淘汰"早在上世纪70年代,法国的BARTHALON公司l-5〕就研制成功了一台动铁式直线空气压缩机如图1.4所示"这种压缩机在电源正半周时推动活塞向上运动,负半周时用弹簧顶回"采用50Hz电源经三极管整流供电,只需1/1005以下的时间就可达到满输出,效率比普通旋转电机驱动的空气压缩机要高,功率和重量之比较好"一台单相230W的直线振荡电机驱动的空气压缩机,压力为2.SMPa,自由空间输出8m3爪,相当于一台373w的旋转电机驱动的空气压缩机"后来捷克的电工研究所也对这种压缩机进行了研制,但真正成为成熟的机型却是出现在日本的国土上,日本的日东工器公司制造的AIO15一0920动铁式直线压缩机就已经成为一种非常成熟的产品了"这种压缩机不仅仅可用空调和冰箱上,还可以运用到泡沫澡盆!药剂喷雾器!空气净化器以及煤气燃烧器上等等"波兰人E.AMendrelal-/,.0]深入研究了动铁式直线压缩机驱动用的动铁式直线振荡电机的瞬态与动力学特性,解释了动铁式直线振荡电机的设计与运行原理,给出了机械动力学方程与电压方程,研究了电流!推力随时间的变化关系,并搭建了实验测试平台"为了减少涡流损耗与磁滞损耗,他的动子铁心由一束铁线构成并选用软磁高电阻的材料,铁心长0.13m,总0.355kg"另外,他还对励磁线圈的供电方式进行了对比研究,通过实验测得,利用直流电源供电并通过可控开关转换电流方向的方法要比直接通交流电的效率高47%"日本人咧1Tani[20]利用有限元方法,采用三维祸合网格对一台动铁式直线振荡电机进行了有限元计算,给出了系统的动态响应!磁通密度分布图与涡流密度分布图,并与实测结果进行了对比,指出利用有限元分析是一种很有效的方法"国内对动铁式直线压缩机的研究较少,只有零星的几所学校对这种压缩机做了一些研究分析"太原理工大学的李肖伟[2.J给出了一种计算动铁型直线振荡电机动态特征的数值解法,该解法中考虑了磁路饱和的影响,并与样机的实验结果进行了对比,吻合较好,这种样机功率为20W,工作频率10小1800次/min(可调),最大振幅达到2伽mm"杨凯[22>则利用有限元方法分析了动铁式直线振荡电机的静态推力特性,并利用Matlab中simulink模块分析了振荡电机的动态特性"西南石油学院的任振兴123]对引起动铁式直线电机不能完全复位的原因进行了分析,并提出了相应的三种解决措施"1.2动圈式直线压缩机的原理与研究现状动圈式直线压缩机是利用导线在磁场中受到安培力作用的原理而设计的,主要采用动圈式直线振荡电动机来驱动"根据动圈式直线振荡电动机励磁方式的不同[24],动圈式直线压缩机又可以分为线圈通电励磁以及永久磁铁直接励磁的两种结构型式的直线压缩机,分别如图1.5和图1.6所示"动圈式直线压缩机的动子部分由线圈通过支撑件与活塞!弹簧连接在一起,当它加载交流电,在磁场中就能切割磁力线,推动气缸中的活塞作轴向往复运动"电机的振荡频率严格受交流电源频率控制,在设计时,通过弹簧和活塞部件的准确计算,保证系统的共振频率和电源频率一致,以达到用最小的电磁力来产生最大的活塞行程的目的,同时通过两个弹簧不同的预压缩来保证活塞在要求的范围内运动"这种压缩机设计容易,能较好地控制活塞行程,并且动圈上不存在径向力和扭矩,空载时不存在轴向力,磁场能提供稳定的磁通,不存在磁滞损耗"目前永磁材料的性能不断提升,而价格则不断下降,因此采用永久磁铁励磁的动圈式直线压缩机有很大的发展前景"但总体来说,由于动圈式直线振荡电机的磁路轴向气隙较小,行程长时,电机驱动力相对较小,且存在连接动圈的飞线,使其在长时间运行时可靠性下降,限制了动圈式的使用,一般不适用于较大功率及寿命要求由于动圈式直线压缩机结构紧凑!体积小!重量轻,符合微型低温制冷器的结构设计要求,而且具有震动小!频率高等特点,使其成为航天和军事红外技术领域中微型低温制冷器中不可替代的关键设备,有很多国内外著名的航天!军事机构研制的斯特林制冷机采用了这种压缩机"图1.7是飞利浦公司[26!开发的一种动圈型振动装置作为压缩机驱动源的斯特林制冷机结构,因活塞行程可调又称为自由活塞式制冷机,当线圈中通入交流电时,活塞就上下运动,从而压缩工质输出压力波"美国Magnav0X公司[27l从1982年推出第一只军用直线制冷器,至今己经生产出了二千多只直线制冷机,这些制冷机均采用直线压缩机作为驱动源"最近该公司的电子系统部设计了用于红外成像的两种紧凑斯特林循环低温致冷器,即MX7050和MX7055,这两种低温制冷器均采用动圈式直线压缩机作为驱动源,分别满足0.35W线性致冷器和0.6W标准先进杜瓦装置(SADA)mB线性致冷器的美国陆军B2规范"另外以色列的RIC"r 公司!日本的SHI公司!荷兰的SignaalUSFA公司生产的斯特林制冷机中也采用了动圈式直线压缩机[28]"韩国机械与材料学院的Deuk一YongKoh!5.J.Park等人!29-3.>分析了一台用于FPFD(freepistonfreedisplacer)斯特林制冷机上的动圈式直线压缩机的特性,并根据排气压力的不同优化了压缩机的操作参数"这台制冷机在无负载温度的条件下可达到47K,在72K下制冷量O.SW"图1.8给出了这种斯特林机的结构型式,从图中可以看出,这种压缩机采用对动式结构,从而大大减少了机体的"Minasl321提出了包含非线性气体弹簧刚度的直线电机热力学模型,利用AdamsM"ult"n方法对方程进行了数值积分,得到了动圈式直线压缩机活塞振幅!自然频率特性"国内对动圈式直线压缩机的研究和开发,从上世60年代就己开展,但技术上一直没有取得突破,较为成功的是由华中科技大学!原电子工业部16研究所[32一,.]等多家研究单位进行的斯特林制冷机研制,这种斯特林制冷机采用动圈式直线压缩机与双活塞对置式结构,大大减少了机体的振动与噪音,在80K时制冷量为1W,降温时间少于3min(Zo0))"合肥低温电子研究所的张永清[36}也研究了1.75W/80K分置式斯特林制冷器对动压缩机的工作原理及其结构特点,并给出了有关的实验结果"1991年西安交通大学的顾兆林137}等人成功开发了一台用于红外与低温领域的微型高压动式直线压缩机及其净化系统,这种压缩机采用4级压缩,能够连续的提供高压纯净空气,可以代替钢瓶直接联入制冷系统"国立台湾大学的B.J.Huan梦8,.9]也研究了用于斯特林制冷机上的动圈式直线压缩机系统的动态特性,并给出了一种压缩机行程与振幅的控制方法"天津大学的马一太等1401总结了直线压缩机的特点,对不同类型的直线压缩机进行了比较;并以动圈式直线压缩机为例建立了未包含气体力的的数学模型,同时对压缩机容量调节特性和系统控制进行了简单阐述"中科院理化技术研究所的吴张华!罗二仓等人[4.]设计了一台用于驱动热声制冷机的永磁长动圈式无阀型直线压缩机,从基本的方程出发给出了直线压缩机设计的思路,在数值计算方面细致地考察了直线压缩机各参数,如动质量!弹簧刚度!频率响应以及声学负载等参数的影响,为实际模型的设计提供了有益的参考"西安交通大学的何志龙!阎治安!洪维华等人142训]突破了国内动圈式直线压缩机在冰箱上的应用,在分析和研究直线压缩机工作过程和运动特性的基础上,提出了永磁直线压缩机的设计原则和程序;利用有限元软件对驱动用的动圈式直线电机的电磁场进行了分析计算;对直线压缩机动力学模型进行了分析,建立了非线性振动模型;通过分析直线压缩机的谐振工作特性和动圈式直线电动机的运行特点,在获得直线电动机样机的空载谐振的基础上,采用电机专用控制芯片TMS320LF2407设计了控制系统,完成了压缩机行程采样周期和采样数组的算法,解决了新型直线压缩机驱动用直线电动机的控制问题"样机结构如图1.9,样机活塞行程30Inln,气缸直径16nlln,动子质量0.23kg"浙江大学化工机械研究所近几年也对冰箱用直线压缩机展开了全方位的研究126,45期],至今已开发出多台冰箱用直线压缩机"图1.10为浙江大学化机所开发的一台动圈式直线压缩机原理性样机,该样机活塞直径30nlln,动子质量o.gkg"文献=26:通过理论和实践相结合的方法,研究了直线压缩机的动力学特性,分析了包括气体力!摩擦力!线圈电阻及等效电感!附加电容!静态位置!共振弹簧刚度等在内的各种因素对压缩机性能的影响;文献{45}研究了摩擦力对直线压缩机性能的影响;文献[46}提出了一种基于单片机的可控硅输入电压控制系统,通过单片机控制可控硅的控制角,使系统的输入功率改变,从而使压缩机的起动平缓并具有连续可调的排气量;文献=47〕对动圈式直线压缩机驱动电机的功率因数进行了研究,计算和实验结果显示,工作频率和阻尼比是最重要的影响因素"1. 3动磁式直线压缩机的原理与研究现状动磁式直线压缩机是一种被广泛应用的结构类型,由动磁式直线振荡电机驱动"图l.n是一种典型的动磁式直线压缩机,从图中可以看出,这种振荡电机的动子部分由永磁体组成,通过支撑件与活塞!弹簧连接在一起,定子部分由内外辆铁与励磁线圈组成"振荡电动机工作磁场由两部分组成,一部分是由励磁线圈产生的交变磁场,一部分是由永久磁铁产生的恒定磁场,在两个磁场的相互作用下,产生轴向的往复电磁驱动力,进而推动气缸中的活塞压缩气体做功"该种压缩机与以上两种类型的压缩机相比,磁路结构比较复杂,并且设计时需要考虑永久磁铁的非线性磁导!磁场的边端效应!电涡流损失等因素的影响,电磁力的计算也比较复杂,增加了设计和开发的难度"但是经过合理的设计计算,能使结构更紧凑!体积更小!动力更大,效率更高"特别是近年来有限元方法的迅速发展,大大简化了磁场计算的难度148];而且近年来,随着高能永磁体的开发成功,少量的磁铁就能提供高的磁通量,使动磁式直线压缩机更加高效和紧凑!质量更小,有利于谐振弹簧的设计"由于动磁式直线振荡电机的诸多优点,使其在工业!民用!军事!航天等领域有着更为广泛的发展空间,引起了众多研究机构的研究开发兴趣,是目前最有发展前途并被广泛研究和开发的机型[49]"动磁式直线压缩机也广泛应用在低温制冷领域,尤其是需要更大制冷量,而且需要长寿命考核指标时,动磁式直线压缩机就成为主要选择[28]"由美国宇航局(NAsA)戈达德空间飞行中心(GsFc)主持的AIPhaMagneticSPec奴.Ometer-02(ASM02)项目利用四台美国SUNpo认吧R公司生产的M87动磁式斯特林制冷机来为液氦杜瓦提供冷环境,总共需要冷量为soK@16w,40ow总输入[,o]"同样由GSFC(琳SA)在2002年发射RamatyHighEnersySolarSpeetroseopieImager(RHESSD飞船中利用SUNpoWER公司M77B(77K@4W)型动磁式斯特林制冷机为锗探测器提供低于80K工作环境,制冷机寿命!可靠性及振动特性完全满足探测器要求15-l"文献表明采用动磁式直线压缩机与斯特林循环结合的斯特林制冷机环保且节能,在低温下能保持较高的COP,能源效益好"随着人们对直线压缩机认识的不断加深,国外正将这一高新技术成果逐步从航天和军事转向民用,而且就目前所掌握的文献资料可以看出,国外动磁式直线压缩机的民用化程度要远远高于其他类型的压缩机,美国的Sunpower公司和韩国的LG公司在动磁式直线压缩机的研究和开发领域走在了世界的最前列"SunPower是一家专业化的直线电机和直线压缩机研究制造公司而且得到了得到了美国环保署的支持,在该领域己经有三十多年的研究开发历史"从80年代初开始研制直线电动机民用产品开始至今,己成功开发了冰箱用直线压缩机!斯特林制冷机!直线电动机和直线发电机等一系列产品,并开始在市场上推广"在直线电机和直线压缩机的研发上具备了丰富的经验,可以针对不同的要求设计不同的产品"该公司专门针对欧洲市场开发设计了冰箱用直线压缩机[6],采用高效率的动磁式直线振荡电机直接驱动活塞做功,工作频率为SOHz,额定功率为loow;结构简单!体积小,高度为134mln,直径为n伽旧m;压缩机的行程根据需要的制冷量进行调整,制冷能力可以在一定范围调节,还可以根据制冷量的不同要求(lowto5K哟重新进行设计;而且这种压缩机适应的制冷工质范围比较广泛,包括R6O0a,R134a,R22,R410;由于压缩机采用直线电机驱动,还可以实现无油润滑操作;图1.12是一种sunPower公司设计的洁净气体压缩机l-.],针对低压缩比的!压缩气体有洁净要求的!气量可调的情况而设计,一般用于实验室!医疗!化工等特殊用途;图1.13所示的是另一款特种气体压缩机l0],针对气体有净化要求(不能。
