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，同時世界上水資源的分布也極不平衡。
　　 20世紀50年代以后，隨著人類社會的不斷進步，全球工業(yè)迅速發(fā)展，人口急劇增長，一方面人類對水資源的需求迅速擴大，另一方面，日益嚴重的水污染大量蠶

2、食著可供消費的水資源。世界上許多國家和地區(qū)都不同程度地面臨著水資源危機，缺水導致耕地面積減少，危機糧食安全，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)預測，到2025年，水危機將蔓延到48個國家，使35億人為水所困。同時，由水資源危機帶來的生態(tài)系統(tǒng)惡化以及對生物多樣性的破壞，已經(jīng)引發(fā)了許多災難，也將嚴重威脅人類的生存和發(fā)展。
　　 近年來，自然災害頻發(fā)，世界上很多地區(qū)都出現(xiàn)

3、了不同程度的干旱、洪澇、地震等災害，在救援及災后重建過程中，如何解決日常生活的飲水問題，是不得不面對的一個重要問題。
　　 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輸、海水淡化、開采地下水、抽用河流水等。但是交通運輸成本較高，海水淡化在鹽水稀少的地區(qū)并不適用，同時由于其技術(shù)和成本限制、需要大型設(shè)備，不適合廣泛使用。因此我們在合理利用淡水資源的同時，應加大研究創(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現(xiàn)。當濕空氣與表面溫度較低的空氣冷卻器接觸時，會被冷卻，當其溫度低于空氣的露點溫度時，濕空氣中的水蒸氣就會液化、凝結(jié)，然后匯集成液滴被收集起來，經(jīng)過過濾、消毒，最終達到飲用的

5、標準。
　　 該制冷系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器、冷凝器、熱力膨脹閥、壓縮機四大部件組成，對這四大部件以及濕空氣的物性分別建立數(shù)學模型，將其連接起來，構(gòu)成整個系統(tǒng)的數(shù)學模型。通過模擬，得到空氣在不同工況下的出水量。
　　 同時，搭建通過冷卻空氣制水的制冷系統(tǒng)實驗臺，通過實驗，研究空氣溫度、濕度不同時，制冷系統(tǒng)的制水量，以及空氣溫度、濕度對制冷系統(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，制冷系統(tǒng)的制水量也不

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