CN100535539C - 含卤素金属盐除湿/加湿部件及其制造方法 - Google Patents

含卤素金属盐除湿/加湿部件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空调技术领域的含卤素金属盐除湿/加湿部件及其制造方法，包括卤素金属盐浸渍工序和强制液解工序，在卤素金属盐浸渍工序中，将基材浸渍在卤素金属盐水溶液中，以生成中间体。在此，通过使用卤素金属盐作为吸附剂，可提高除湿/加湿部件的吸水性以求提高调湿性能。本发明在卤素金属盐浸渍工序后面增加了强制液解工序。在强制液解工序中，对经过卤素金属盐浸渍工序所得到的中间体进行强制液解处理。通过强制液解处理，能够使包含在除湿/加湿部件中卤素金属盐量保持最佳值，以此保证产品在使用及保管环境下不发生滴落液解水的现象。

Description

含卤素金属盐除湿/加湿部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及的是一种空调技术领域的除湿/加湿部件及其制造方法，特别涉及一种含卤素金属盐除湿/加湿部件及其制造方法。
背景技术
空气的湿度和温度是评价室内空气品质的重要环境参数，为保证人们舒适的工作生活环境及保证处于室内的物品的保管和生产的需要，要求空气的湿度和温度维持在适当的范围内。于是，出现了一种具有调湿单元的空调，通过控制室内空气湿度以保证舒适的室内空气环境。这种空调具有加湿功能和除湿功能：在干燥的冬季能够从室外空气中吸收水分并将加湿后的空气送到室内，在梅雨季节等湿度较高的季节能够从室内空气中吸收水分并排到室外以进行除湿，从而保证室内湿度处于最佳状态。此外，为保证在室内生产或保存在室内的物品或机械所需的最佳工况，用工业用空调设备的调湿装置进行严格的湿度控制。
用于上述调湿单元或调湿装置的干燥转轮中，目前主要使用硅胶及沸石等非液解性吸附剂，此类吸附剂为不发生液解现象的安全无害的调湿剂，但因其吸湿性能不强从而难以提高调湿效率。为提高干燥剂转轮的吸附性能，有人提案使用氯化钙，氯化锂等作为干燥剂的技术。如日本专利文献特开2001-4172所示，将氯化钙、氯化锂等附载在硅胶及沸石等非液解性吸附剂上以获得干燥剂部件。氯化钙、氯化锂等干燥剂的特点是吸湿性能很强，但吸收空气中的水分后容易发生液解现象，导致氯化钙，氯化锂等吸附剂随滴下的液解水流失，从而会降低调湿效率。此外，所滴下的液解水有时会在空气中飞溅并引发部件的腐蚀。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种除湿/加湿性能高，且难以发生液解的含卤素金属盐除湿/加湿部件。本发明的另外一个目的在于，提供一种含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法，使其制造的产品在使用工况下不发生液解水滴落。
本发明是通过以下技术方案实现的：本发明的第1方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法为，包括卤素金属盐浸渍工序和强制液解工序。在卤素金属盐浸渍工序中，将基材浸渍在卤素金属盐水溶液中，以生成中间体。在此，通过使用卤素金属盐作为吸附剂，用以提高除湿/加湿部件的吸水性以求提高部件的调湿性能。以往只经过该卤素金属盐浸渍工序就完成制造含卤素金属盐的除湿/加湿部件的工序。然而，在制造过程中只经过卤素金属盐浸渍工序的含卤素金属盐的除湿/加湿部件，在保管和使用过程中吸收空气中的水分后容易发生液解，导致吸附剂随滴下的液解水流失，从而会降低调湿效率。此外，所滴下的液解水有时会在空气中飞溅并引发部件的腐蚀。
而在本发明中，在卤素金属盐浸渍工序后面增加了强制液解工序。在强制液解工序中，对经过卤素金属盐浸渍工序所得到的中间体进行强制液解处理。通过强制液解处理，能够使包含在除湿/加湿部件中卤素金属盐量保持最佳值。从而可以获得在产品的使用及保管环境下难以发生液解含卤素金属盐的除湿/加湿部件。
本发明的第2方面所提出的含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法为，在第1方面所提出的制造方法的基础上，还包括第一干燥工序，对经过所述卤素金属盐浸渍工序所生成的中间体进行烘干处理。在此，对在卤素金属盐浸渍工序所生成的中间体进行烘干处理，以保证将卤素金属盐固定存留在中间体内。
本发明的第3方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法为，在第1方面所提出的制造方法的基础上，还包括第二干燥工序，对强制液解工序中所生成的含卤素金属盐的除湿/加湿部件进行烘干处理。在此，对在强制液解工序中进行后处理所生成的含卤素金属盐的除湿/加湿部件进行烘干处理，将在强制液解工序中所产生的液解水排到部件外部。
本发明的第4方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法为，在第1方面所提出的制造方法的基础上，在所述强制液解工序中，使中间体周围的空气进行循环。
本发明的第5方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法为，在第1至第3方面所提出的制造方法的基础上，在所述强制液解工序中，将所产生的液解水分从中间体排除，以生成含卤素金属盐的除湿/加湿部件。
本发明的第6方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法为，在第5方面所提出的制造方法的基础上，将强制液解工序持续到从所述中间体不滴下液解水为止。
除湿/加湿部件通常用于对处于一定的环境温度和湿度的外部空气进行除湿或加湿处理。在本发明所使用的制造方法中，人为地造成一个比通常容易发生液解的使用工况更加恶劣的环境，并在该环境下进行强制液解处理，以使存留在中间体上的多余的卤素金属盐排掉，保证卤素金属盐含量的最佳值。并且将强制液解工序持续到从所述中间体不滴下液解水为止，从而获得在通常的使用工况下难以发生液解含卤素金属盐的除湿/加湿部件。
本发明的第7方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法为，在第1方面所提出的制造方法的基础上，所述基材中包含有非液解性干燥剂。
在该方法中，基材内包含有非液解性干燥剂，并将基材浸渍在卤素金属盐水溶液中以获得含卤素金属盐的除湿/加湿部件。因此通过该方法所获得的除湿/加湿部件同时具有非液解性干燥剂和含卤素金属盐的复合干燥剂材料。由于能够发挥非液解性干燥剂的稳定性以及含卤素金属盐干燥剂的高吸附性的效果，两者相辅相成从而能够实现除湿/加湿部件的高吸附性和高稳定性。
本发明的第8方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法为，在第7方面所提出的制造方法的基础上，所述基材是经过浸渍在非液解性干燥剂溶液而生成。
本发明的第9方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法为，在第8方面所提出的制造方法的基础上，将所述基材在非液解性干燥剂溶液浸渍后，进一步在干燥工序进行烘干处理而生成。
本发明的第10方面所提出的一种除湿/加湿部件为，根据本发明的第1至第9方面制造所得的含卤素金属盐除湿/加湿部件，可以用于一种空调调湿单元，包括除湿转轮、风机、切换调节器和加热器等。空气通道中，用于配置除湿转轮的空间和用于将空气从除湿转轮引导到送风机的空间，由隔板分成第一空间和第二空间两部分。由送风机送出的空气通过切换调节器后经过管道送到室内或排向室外。其中除湿转轮由转轮驱动马达通过齿轮带动运转；送风机由马达带动；切换调节器由马达通过减速齿轮带动。
本发明的第11方面所提出的空气调湿单元为在第10方面所述的空气调湿单元的基础上，除湿转轮设有周围设有齿轮的啮合部，与设在转轮驱动马达上的转轮驱动齿轮相啮合。当转轮驱动马达转动时，除湿转轮也转动。除湿转轮的一半位于第一空间，另一半位于第二空间。
本发明的第12方面所提出的空气调湿单元为在第11方面所述的空气调湿单元的基础上，所述切换调节器由马达以及经减速齿轮所驱动的内部转轮所组成。
本发明的第13方面所提出的空气调湿单元为在第12方面所述的空气调湿单元的基础上，送风机是由马达所驱动的风机，具有除湿风扇和加湿风扇。除湿风扇设置在第一空间内，加湿风扇设置在第二空间内。
本发明的第10至13方面所提出的空气调湿单元中，除湿转轮为根据本发明的第1至第9方面所提出的含卤素金属盐除湿/加湿部件的制造方法所制造。通过本发明上述方法所制造的除湿转轮，除湿和加湿性能高，并在使用及保管工况下难以发生液解，可保证除湿/加湿部件的高吸附性和高稳定性。
附图说明
图1为作为除湿/加湿部件之一的除湿转轮示意图。
图2为卤素金属盐除湿/加湿部件制造工序示意图。
图3(a)氯化锂溶液浸渍处理后的表面状态组织图。
(b)氯化锂溶液浸渍处理后的表面状态示意图。
图4(a)强制液解处理后的表面状态组织图。
(b)强制液解处理后的表面状态示意图。
图5为氯化锂溶液浸渍处理后的除湿材料中氯化锂含量分析图像。
图6为强制液解处理后的除湿材料中氯化锂含量分析图像。
图7(a)室外空气调湿单元俯视图。
(b)室外空气调湿单元剖视图。
图8为以往的硅胶干燥剂转轮和采用本发明的硅胶-氯化锂复合干燥剂转轮的除湿性能比较。
具体实施方式
以下结合附图以及本发明的技术方案提供以下实施例：
<除湿部件>
一种采用本发明的制造方法所制造的除湿部件如图1所示。图中，除湿部件1由环状外壳2和设在外壳2内的除湿材料3所组成。其中，除湿材料3的剖面形状为细小的蜂窝状，是将由陶瓷纤维纸所组成的基材经过浸渍在吸附剂水溶液中等处理所制造。作为基材，还可以使用将硅胶付载在陶瓷纤维纸上的复合纤维纸。下面对除湿材料3的制造过程进行详细说明。
<制造方法>
从陶瓷纤维纸基材制造除湿材料3的制造过程如图2所示。首先，在第一干燥工序(S1)对基材3a进行烘干处理，排出附着在基材3a上的水分以及挥发性杂质。然后，在硅胶浸渍工序(S2)将基材3a浸渍在装有浓度为20％-40％的硅胶溶液的浸渍槽，获得吸附了硅胶的第1中间体3b。然后，在第二干燥工序(S3)，沥干溶液后对吸附了硅胶的第1中间体3b进行烘干处理。通过反复进行硅胶浸渍工序(S2)和第二干燥工序(S3)，可保证硅胶固体稳定存留在第一中间体3b内。其后，在氯化锂浸渍工序(S4)将第一中间体3b浸渍在装有氯化锂溶液的浸渍槽，获得吸附了氯化锂的第2中间体3c。此时，氯化锂溶液的浓度为25％-55％，优先浓度为40％。然后，在第三干燥工序(S5)，沥干溶液后对吸附了氯化锂的第2中间体3c进行烘干处理。通过反复进行氯化锂浸渍工序(S4)和第三干燥工序(S5)，可保证氯化锂固体稳定存留在第二中间体3c内。
此后，在强制液解工序(S6)，将经过第三干燥工序(S5)所得到的第二中间体3c放入恒温恒湿槽内进行强制液解处理。恒温恒湿槽的温度为35℃-70℃，相对湿度为80％-100％、强制液解处理的时间为从第二中间体3c不滴落液解水时为止为宜。在本实施例中，作为防止液解的后处理工序，在温度为60℃，相对湿度为90％的恒温恒湿槽内，进行了8小时强制液解处理(S6)。在强制液解处理过程中，用未图示的风扇使第二中间体3c周围的空气进行强制循环的同时，排掉从第二中间体3c所产生的液解水。上述强制液解工序持续到从第二中间体3c不滴下液解水时为止。然后，在第四干燥工序(S7)进行烘干处理而得到除湿材料3。通过上述制造过程所得到的除湿材料3的质量百分比范围是：基材为40-50，硅胶为40-50，氯化锂为10-20。
作为含卤素金属盐除湿材料的制造方法，以往是经过第一干燥工序(S1)，硅胶浸渍工序(S2)，第二干燥工序(S3)，氯化锂浸渍工序(S4)以及第三干燥工序(S5)等5个工序来完成全部制造工序。图3(a)所表示的是，经过上述工序后所得到的第二中间体3c的表面组织状态SEM图像。如图3(a)所示，第二中间体3c的表面被氯化锂Y全面覆盖，图中无法确认出硅胶X或基材3a。图3(b)所表示的是，经过上述工序后所得到的第二中间体3c的表面组织状态示意图。如图3(b)所示，氯化锂Y全面覆盖硅胶X的表面以及硅胶X的细空内部。
而在本发明中，在上述工序后还增加了强制液解处理(S6)和第四干燥工序(S7)。图4(a)所表示的是，经过强制液解处理(S6)和第四干燥工序(S7)后所得到的除湿材料3的表面组织状态SEM图像。在图3(a)所示的全面覆盖除湿材料3的氯化锂Y中多余的部分在强制液解处理(S6)过程中被排出，因此在图4(a)中可确认出硅胶X或基材3a。图4(b)所表示的是，经过上述工序后所得到的基材3的表面组织状态示意图。如图4(b)所示，覆盖硅胶X的表面以及硅胶X的细空内部的氯化锂Y含量与图3(b)相比减少了约80％。
图5为经第三干燥工序(S5)后的第二中间体3c的氯化物含量分析SEM图，图6为第四干燥工序(S7)后的基材3的氯化物含量分析SEM图。在此，使用日本电子社的EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)装置进行了EDS(Energy DispersiveX-ray Spectrometer)分析，以测出第二中间体3c和基材3所包含的Cl的含量，用来推算第二中间体3c和基材3所包含的氯化锂Y的含量。图中，白点表示Cl的含量。在图5中表示Cl的白点全面覆盖整个画面，而在图6中表示Cl的白点明显减少，与图5相比减少了约80％。从此可以推算，基材3内所包含的氯化锂Y的含量为第二中间体3c内所包含的氯化锂Y的含量的20％左右。
分析结果表明，经过强制液解处理(S6)及第四干燥工序(S7)，能够保证基材3内所包含的氯化锂Y的最佳含量。经过上述处理后的基材3在通常使用条件下吸收空气中的水分后，即使覆盖硅胶X的表面以及硅胶X的细空内部的一部分氯化锂Y上发生液解，液解水会被硅胶X以及基材3所吸收，所以不会发生液解水滴下。
在上述实施例中，作为基材采用了陶瓷纤维纸，而在实际使用过程中，作为基材也可以使用玻璃纤维纸，RVC等材料。此外，在上述实施例的制造过程包括硅胶浸渍工序(S2)，不过通过使用包括硅胶的基材，例如由陶瓷纤维和纤维状硅胶/沸石所组成的复合纤维，可以省略该工序。另外，在上述实施例中作为卤素金属盐采用了氯化锂，而在实际使用过程中采用氯化钙，氯化镁，溴化锂等也可以得到同样的效果。
下面作为一种空气调湿单元利用由本发明制造方法所制造的含卤素金属盐除湿部件的例子，就采用除湿转轮6的空气调湿单元1进行说明。在此，空气调湿单元1为组成未图示的空调装置的构成部分。
<空气调湿单元1的结构>
图7(a)为空气调湿单元1的俯视图，图7(b)为空气调湿单元1的剖视图。如图所示，空气调湿单元1主要由除湿转轮6，送风机5，切换调节器3所组成。在空气调湿单元1的空气通道中，用于配置除湿转轮6的空间和用于将空气从除湿转轮6引导到送风机5的空间，由隔板11分成第一空间8和第二空间13两部分。由送风机5送出的空气通过切换调节器3后经过管道4送到室内或排向室外。
在这里所使用的除湿转轮6就是利用由本发明制造方法所制造的含卤素金属盐除湿部件。从室外引到空气调湿单元1的空气先与除湿转轮6接触，由除湿转轮6吸收空气中的水分，然后经过加热将所吸收的水分排出。该除湿转轮6设有周围设有齿轮的啮合部，与设在转轮驱动马达7上的转轮驱动齿轮14相啮合。当转轮驱动马达7转动时，除湿转轮6也转动。除湿转轮6的一半位于第一空间8，另一半位于第二空间13。此外，还设有加热器16，用于加热配置在第二空间13的除湿转轮部分。
送风机5是由马达2所驱动的风机，具有除湿风扇9和加湿风扇12。除湿风扇9设置在第一空间8内，加湿风扇12设置在第二空间13内。此外，切换调节器3将从加湿风扇12和除湿风扇9所送出的空气(如以下所述的加湿空气或除湿空气)送到室内或排向室外。切换调节器3由马达15以及经减速齿轮10所驱动的内部转轮所组成。
<空气调湿单元1的动作>
参照图7(b)来说明空气调湿单元1的动作。除湿风扇9以及加湿风扇12上游侧的空气流动可分为，在第一空间8内的流动以及在第二空间13内的流动。在第一空间8内，室外空气经过除湿转轮6后被除湿风扇9所吸引而流向除湿风扇9。此时在第一空间8内的空气为被除湿转轮6除湿后的干燥空气。在图7(b)所示的状态下，流向室内的空气为经除湿后的除湿空气。而在第二空间13内，室外的空气经过除湿转轮6后被加湿风扇12所吸引而流向加湿风扇12。此时，被除湿转轮6所吸收的水分经加热器16加热而排到第二空间13内，因此第二空间13内的空气为加湿空气。在图7(b)所示的状态下，排到室外的空气为经加湿后的空气。
在上述装置中，可通过改变切换调节器6的运行状态来调整室内空调机的功能，以便选择向室内提供加湿空气或除湿空气。另外，不启动加热器16及除湿转轮马达7，则除湿转轮6不发挥除湿功能，因而可向室内提供未经加湿或除湿的空气。
<硅胶干燥剂转轮和硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮的比较>
在上述空气调湿单元1上所使用的是，利用本发明方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮。与以往的硅胶干燥剂转轮相比，除湿性能有了明显提高。图8所示的是，再生温度为80℃的状态下，以往的硅胶干燥剂转轮和本实施例的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮的除湿性能比较图。图8中，横坐标表示干燥剂转轮的转数，纵坐标表示空气在转轮进出口处的绝对湿度的差(转轮前后的湿度差)。在此，转轮进口处的空气温度为26.5℃，绝对湿度为10.8(g/kg)，风量为360m3/h。在图8中可见，在所有的转速范围内，利用本发明方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮的除湿性能比以往的硅胶干燥剂转轮有提高。
此外，表1所比较的是，利用以往方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮和利用本发明方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮的液解性能。在此，利用以往方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮是指：经过如图2中所示的第一干燥工序(S1)，硅胶浸渍工序(S2)，第二干燥工序(S3)，氯化锂浸渍工序(S4)以及第三干燥工序(S5)等5个工序来完成全部制造工序的转轮。而利用本发明方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮是指：在上述5个工序的基础上增加强制液解工序(S6)以及第四干燥工序(S7)来完成全部制造工序的转轮。在夏季使用工况(温度35，相对湿度75％)下经比较，由以往的方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮有液解水滴落现象，而利用本发明方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮不发生液解水滴落现象。
如上所述，本发明的含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法包括卤素金属盐浸渍工序和强制液解工序。在卤素金属盐浸渍工序中，将基材浸渍在卤素金属盐水溶液中，以生成中间体。在此，通过使用卤素金属盐作为吸附剂，用以提高除湿/加湿部件的吸水性以求提高部件的调湿性能。此外，本发明在卤素金属盐浸渍工序后面增加了强制液解工序。在强制液解工序中，对经过卤素金属盐浸渍工序所得到的中间体进行强制液解处理。通过强制液解处理，能够使包含在除湿/加湿部件中卤素金属盐量保持最佳值。因此，利用这种制造方法所获得在产品的使用工况下不发生滴落液解水的现象。
表1为利用以往的制造方法以及利用本发明的制造方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮的液解性能比较：
表1
  以往的制造方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮   利用本发明的制造方法所制造的硅胶-卤素金属盐复合干燥剂转轮
  液解水滴落现象   发生   不发生

Claims (11)

1.一种含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法，其特征在于，包括：卤素金属盐浸渍工序，将基材浸渍在卤素金属盐水溶液中，以生成中间体；强制液解工序，对所述中间体进行强制液解处理，以生成含卤素金属盐的除湿/加湿部件；
还包括对经过所述卤素金属盐浸渍工序所生成的中间体进行干燥处理的第一干燥工序和对经过所述强制液解工序所生成的含卤素金属盐的除湿/加湿部件进行干燥处理的第二干燥工序。
2.根据权利要求1所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法，其特征是：在所述强制液解工序中，使中间体周围的空气进行循环。
3.根据权利要求1或者2所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法，其特征是：在所述强制液解工序中，将所产生的液解水分从中间体排除，以生成含卤素金属盐的除湿/加湿部件。
4.根据权利要求1或者2所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法，其特征是：所述强制液解工序持续到，从所述中间体不滴下液解水为止。
5.根据权利要求1所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法，其特征是：所述基材中包含有非液解性干燥剂。
6.根据权利要求5所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法，其特征是：所述基材是经过浸渍在非液解性干燥剂溶液而生成。
7.根据权利要求6所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件的制造方法，其特征是：将所述基材在非液解性干燥剂溶液浸渍后，进一步在干燥工序进行干燥处理而生成。
8.一种含卤素金属盐的除湿/加湿部件，其特征是：包括除湿转轮、送风机、切换调节器和加热器，空气通道中，用于配置除湿转轮的空间和用于将空气从除湿转轮引导到送风机的空间，由隔板分成第一空间和第二空间两部分，由送风机送出的空气通过切换调节器后经过管道送到室内或排向室外，其中除湿转轮由转轮驱动马达通过齿轮带动运转；送风机由马达带动，切换调节器由马达通过减速齿轮带动。
9.根据权利要求8所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件，其特征是：所述除湿转轮设有周围设有齿轮的啮合部，与设在转轮驱动马达上的转轮驱动齿轮相啮合，当转轮驱动马达转动时，除湿转轮也转动，除湿转轮的一半位于第一空间，另一半位于第二空间。
10.根据权利要求8所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件，其特征是：所述切换调节器由马达以及经减速齿轮所驱动的内部转轮所组成。
11.根据权利要求8所述的含卤素金属盐的除湿/加湿部件，其特征是：所述送风机是由马达所驱动的风机，具有除湿风扇和加湿风扇，所述除湿风扇设置在第一空间内，所述加湿风扇设置在第二空间内。
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