CN102114378B - 一种吸湿剂及其制造方法应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸湿剂及其制造方法与应用,该吸湿剂包括吸湿性无机多孔材料,以及聚苯乙烯磺酸钠或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇;所述聚苯乙烯磺酸钠和所述由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的任何一个附着在所述吸湿性无机多孔材料的表面;所述吸湿性无机多孔材料是平均孔径为5nm以上的硅胶;所述的羟基丁二酸交联的聚乙烯醇中羟基丁二酸与聚乙烯醇的质量比为1∶10~1∶4。该吸湿剂具有吸水量大、吸湿选择性高的特点,对水分的吸附能力强、对甲苯、乙醛等异味成分的吸附能力低。通过简单的搅拌、过滤、干燥可获得聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在无机多孔材料表面上的吸湿剂。该吸湿剂可用于调湿装置、加湿装置和换气装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸湿剂及其制造方法。本发明还涉及利用该吸湿剂制备的各种装置。
背景技术
在当今能源短缺、环境污染日益严重的情况下,由于空调除湿系统具有无污染、可利用低品质能源等独特的优点,因此成为国内外竞相开发的空气处理系统。所述空调除湿系统是利用吸湿剂吸收和解吸空气中的水分的过程,其核心是吸湿剂。因此,开发用于空调除湿系统的高效吸湿剂是加速空调除湿系统的商品化进程、提高其与传统空调系统竞争力的关键。
目前,用于空调除湿系统的吸湿剂,主要有氯化锂、硅胶、氧化铝、分子筛等。空调除湿系统进行除湿、加湿的过程中,吸湿剂除需具备比表面积大,具有足够的机械强度、颗粒大小均匀等特点外,更重要的是,还应对水具有强的选择性吸附能力,需要吸湿剂只吸附空气中的水蒸气而不吸附其他气体。现有吸湿剂均存在选择性差或吸湿能力低等问题。氯化锂虽然吸湿量大,但存在腐蚀性高、易潮解、再生温度高的问题。硅胶系列和氧化铝系列选择性差,在除湿、加湿过程中产生共吸附问题。在吸附水分的同时,也吸附室内其他异味成分,这就造成吸湿剂再生过程中将异味成分释放到室内,存在大大降低室内空气质量、损害人体健康的缺点。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种对水分吸附能力强,且不易吸附及解吸异味成分的吸湿剂及其制造方法。
根据本发明第一方面的吸湿剂,包括吸湿性无机多孔材料,以及聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇。另外,聚苯乙烯磺酸盐和由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的任何一方附着在吸湿性无机多孔材料的表面。
本发明的发明人发现,在吸湿性无机多孔材料的表面上附着有聚苯乙烯磺酸盐或交联的聚乙烯醇的任何一方的吸湿剂,水分的吸附性强,且对异味成分的吸附性及解吸性低。即,本发明涉及的吸湿剂,其特征在于,聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在吸湿性无机多孔材料的表面。
根据本发明的第二方面的吸湿剂,在根据本发明的第一方面的吸湿剂中,吸湿性无机多孔材料是平均孔径为5nm以上的硅胶。本发明涉及的吸湿剂,其特征在于,聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在平均孔径为5nm以上的硅胶表面。
根据本发明第三方面的吸湿剂制造方法,其包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中,将吸湿性无机多孔材料加入到含有聚苯乙烯磺酸盐的溶液中制作悬浮液,并将制作成的悬浮液搅拌规定时间。在第二步骤中,从搅拌规定时间的悬浮液中分离吸湿性无机多孔材料,并干燥吸湿性无机多孔材料。通过该制造方法,可获得在吸湿性无机多孔材料表面上附着有聚苯乙烯磺酸盐的吸湿剂。
根据本发明第四方面的吸湿剂制造方法,其包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中,将羟基丁二酸和吸湿性无机多孔材料加入到含有聚乙烯醇的溶液中来制作悬浮液,并将制作的悬浮液搅拌规定时间。在第二步骤中,从搅拌规定时间的悬浮液中分离吸湿性无机多孔材料,并干燥吸湿性无机多孔材料。通过该制造方法,可获得由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在吸湿性无机多孔材料表面上的吸湿剂。
根据本发明第五方面的调湿装置,其包括制冷剂回路、供气装置。制冷剂回路具有担载第一~第四方面中的任何一项吸湿剂的第一吸附热交换器和第二吸附热交换器。供气装置,向建筑物供应通过第一吸附热交换器以及第二吸附热交换器的空气。另外,通过切换制冷剂回路的制冷剂循环方向,由第一吸附热交换器以及第二吸附热交换器交替进行吸湿剂的吸附动作和再生动作。
在根据本发明第五方面的调湿装置中,第一吸附热交换器以及第二吸附热交换器上担载有水分的吸附能力强、且难以吸收及解吸异味成分的吸湿剂。因此,该调湿装置中,解吸水分时可使异味成分不易被解吸。
根据本发明第六方面的加湿装置,其包括加热部、调湿部件、送风部。加热部加热从建筑物外引入的空气。调湿部件具有第一~第四方面中的任何一项的吸湿剂。另外,调湿部件从外界空气吸收水分。此外,当被加热部加热的空气通过调湿部件时,调湿部件向加热空气中释放从外界空气中吸收的水分。送风部将通过调湿部件后的空气送往建筑物内。
在根据本发明第六方面的加湿装置中,调湿部件具有水分吸附能力强、且难以吸附及解吸异味成分的吸湿剂。因此,该加湿装置在解吸水分时可使异味成分不易被解吸。
根据本发明第七方面的换气装置,其包括供气扇、排气扇、全热交换转子。供气扇,将建筑物外的空气引送到建筑物内。排气扇向建筑物外排放建筑物内的空气。全热交换转子担载有第一~第四方面中的任何一项的吸湿剂,在从供气扇所传送的空气和由排气扇排出的空气之间进行全热交换。
在根据本发明第七方面的换气装置中,全热交换转子上担载有水分吸附能力强、且难以吸附及解吸异味成分的吸湿剂。该换气装置解吸水分时可使异味成分不易被解吸。
相对于现有技术,本发明具有如下优点和有益效果:
根据本发明第一方面的吸湿剂,聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在吸湿性无机多孔材料的表面。根据本发明第二方面的吸湿剂,聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在平均孔径为5nm以上的硅胶表面。以上两种吸湿剂具有吸水量大、吸湿选择性高的特点,即对水分的吸附能力强、对甲苯、乙醛等异味成分的吸附能力低,这是由于附着在无机多孔材料表面上聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇含有丰富的强亲水性基团如羟基、磺酸基,这些亲水性基团与水的作用力强、而与甲苯、乙醛等异味成分的作用力弱,因此水分可以优先吸附在吸湿剂上,实现选择性吸湿。
根据本发明第三方面、第四方面的吸湿剂制造方法,通过简单的搅拌、过滤、干燥可获得聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在无机多孔材料表面上的吸湿剂,而且所用的溶剂均为水或乙醇,因此,本发明的吸湿剂制造方法具有工艺简单、环境友好、成本低的优点。
根据本发明第五方面的调湿装置,在解吸水分时可使异味成分不易解吸。
根据本发明第六方面的加湿装置,在解吸水分时可使异味成分不易解吸。
根据本发明第七方面的换气装置,在解吸水分时可使异味成分不易解吸。
附图说明
图1(a)为B型硅胶细孔的示意图、(b)为在B型硅胶孔壁表面上附着有聚苯乙烯磺酸钠的状态示意图;
图2为在吸附评价实验中使用的装置示意图;
图3为涉及本发明实施例的吸湿剂,由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在B型硅胶的颗粒表面的状态的图;
图4为包含调湿装置的制冷剂回路图,其中(a)示出进行除湿运转的第一动作的状态的图、(b)示出进行除湿运转的第二动作的状态的图;
图5为包含调湿装置的制冷剂回路图,其中(a)示出进行加湿运转的第一动作的状态的图、(b)示出进行加湿运转的第二动作的状态的图;
图6为包含加湿装置的加湿转子及加热装置的示意图,其中(a)示出建筑物外的空气的水分被吸附在加湿转子上的同时,建筑物外的空气被加湿并被供给到建筑物内的情形下空气的流动的图、(b)示出建筑物内的空气被排放到建筑物外的情形下空气的流动的图;
图7为包含换气装置的全热交换转子的示意图,其中(a)示出通过全热交换转子将低湿的空气供给到建筑物内的情形下空气的流动的图、(b)示出通过全热交换转子将高湿的空气供给到建筑物内的情形下空气的流动的图。
图中示出:制冷剂回路20;第1热交换器(第1吸附热交换器)24;第2热交换器(第2吸附热交换器)25;加湿转子(调湿部件)31;加热装置(加热部)32;全热交换转子40。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,需要说明的是,实施例不构成对本发明要求保护范围的限制。
本发明的吸湿剂是在吸湿性无机多孔材料的表面上附着有聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇。将聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇附着在吸湿性无机多孔材料的表面而得到的本发明的吸湿剂,与吸湿性无机多孔材料单体相比,具有对水分的吸附性强、对异味成分的吸附性及解吸性低的性质。根据该构成,解吸所吸附的水分时,可使被解吸的异味成分变少。在这里,作为吸湿性无机多孔材料,可使用硅胶。作为吸湿性无机多孔材料,最好是使用平均孔径为5nm以上的硅胶(B型硅胶或C型硅胶)。另外,在下文中,平均孔径小于B型硅胶的硅胶(具体而言,平均孔径小于5nm的硅胶)称为A型硅胶。
实施例1
通过使用B型硅胶作为吸湿性无机多孔材料,使用聚苯乙烯磺酸钠作为聚苯乙烯磺酸盐,制造了聚苯乙烯磺酸钠附着在B型硅胶表面上而得到的吸湿剂(以下,称B-PS)。所述的B型硅胶表面包括B型硅胶的颗粒表面和孔壁表面。B-PS的制造方法如下:
首先,制成活性化的B型硅胶。
在10g的B型硅胶(富士硅化学有限公司(富士シリシァ化学株式会社)制造的Sylysia550)中添加100ml的氢氧化钠水溶液(0.5mol/L)来制作含有B型硅胶的悬浮液,然后将含有B型硅胶的悬浮液在室温下搅拌30分钟。接下来,从含有B型硅胶的悬浮液中过滤B型硅胶并进行多次(例如3次)洗涤。然后,往过滤及洗涤而得到的B型硅胶中添加100ml的盐酸水溶液(2mol/L)来制作含有B型硅胶的悬浮液,然后将含有B型硅胶的悬浮液,在室温下搅拌1小时。之后,从含有B型硅胶的悬浮液中过滤B型硅胶并洗涤,然后在100℃下进行真空干燥,制得活性化的B型硅胶。
接下来,将所制备活性化的B型硅胶加入到100mL重量浓度调整为5%的聚苯乙烯磺酸钠(东曹有限公司制造的聚苯乙烯磺酸钠PS-50)水溶液中,制作含有活性化B型硅胶的悬浮液,并将含有活性化B型硅胶的悬浮液在室温下搅拌12小时(第一步骤)。然后,从含有活性化B型硅胶的悬浮液中过滤B型硅胶并洗涤,然后在140℃下进行干燥,得到水分选择性强的B-PS(吸湿剂)(第二步骤)。如图1所示,富含强亲水性基团的聚苯乙烯磺酸钠附着在硅胶孔道表面,硅胶孔道表面的亲水性基团由羟基(-OH)转变为磺酸钠基-SO3Na。与原料硅胶相比,B-PS表面-SO3Na与水的作用力更强,可使水分在吸湿剂表面优先吸附。
在表1中所示出了的所得到的B-PS的吸附性能实验的结果。此外,还示出了各吸湿剂每1g对各种物质(水蒸气、乙醛、甲苯、氨等)的饱和吸附量(g)。另外,吸附性能实验对于水蒸气来说在湿度为90%(RH=90%)的条件下进行,吸湿剂用量为0.05g,对于乙醛、甲苯、氨来说在湿度为0%(RH=0%)的条件下进行。
图2中示出了本发明的吸附性能试验中使用的试验装置10。如图2所示,试验装置10包括容器14和气相色谱质谱联用仪15,其中容器14搅拌含有水蒸气、乙醛、甲苯或氨中的任意一种的试验气体11和载气(氮)12;气相色谱质谱联用仪15具有检测部(图中未示出)和主要由吸湿剂构成的色谱柱16。容器14和气相色谱质谱联用仪15通过配管17相连,在容器14内被搅拌的含有试验气体的溶液,通过配管17到达气相色谱质谱联用仪15。然后,气相色谱质谱联用仪15的检测部测定通过色谱柱16前及通过色谱柱16后的溶液中所包含的试验气体11的浓度。之后,根据通过色谱柱16前后的试验气体11的浓度变化,计算出色谱柱16中水蒸气、乙醛、甲苯及氨的吸附量。在该装置10中,试验气体11与运载气体12通过充满缓冲液的容器13后到达容器14。
作为比较例,采用A型硅胶(富士硅化学有限公司制造的硅胶750)、B型硅胶(富士硅化学有限公司制造的硅胶550)、B-PAAS、B-PVA、B-PEG6000、B-OA、B-MA或B-SMA作为吸湿剂,进行了吸附性能试验。作为比较例列举的A型硅胶及B型硅胶是其表面没有附着聚苯乙烯磺酸盐的硅胶。其中,B-PAAS是B型硅胶的表面附着有聚丙烯酸钠的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用聚丙烯酸钠替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。B-PVA是在B型硅胶的表面附着聚乙烯醇而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中,是通过采用聚乙烯醇替代聚苯乙烯磺酸盐得到的吸湿剂。B-PEG6000是在B型硅胶的表面附着有聚乙二醇而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用聚乙二醇替代聚苯乙烯磺酸盐得到的吸湿剂。B-OA是在B型硅胶的表面附着有草酸铵的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用草酸铵替代聚苯乙烯磺酸盐得到的吸湿剂。B-MA是B型硅胶的表面附着有羟基丁二酸铵而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用羟基丁二酸铵替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。B-SMA是B型硅胶的表面附着有苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。
表1
吸湿剂 | 水蒸汽(RH90%) | 乙醛 | 甲苯 | 氨 |
A型シリカゲル | 0.38 | 0.038 | 0.120 | 0.155 |
B型シリカゲル | 0.75 | 0.052 | - | - |
B-PS | 0.82 | 0.005 | 0.009 | 0.088 |
B-PAAS | 0.80 | 0.031 | 0.006 | - |
B-PVA | 0.56 | 0.030 | 0.008 | 0.138 |
B-PEG6000 | 0.50 | 0.025 | 0.018 | 0.162 |
B-OA | 0.36 | 0.035 | 0.050 | 0.175 |
B-MA | 0.45 | 0.025 | 0.033 | 0.015 |
B-SMA | 0.40 | 0.055 | 0.038 | 0.095 |
其结果,在B型硅胶的表面上具有包含聚苯乙烯磺酸钠的层的吸湿剂B-PS与表面上没有包含聚苯乙烯磺酸钠的层的A型或B型硅胶或其他吸湿剂(B-PAAS、B-PVA、B-PEG6000、B-OA、B-MA或B-SMA)相比较,确认前者对水分的吸附能力最强,且对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力低。其中,B-PS对乙醛的吸附仅为与B型硅胶(对比例中吸湿量最大)的1//10,而吸水量是B-PVA(对比例中对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力最低)的1.46倍。
实施例2
使用B型硅胶作为吸湿性无机多孔材料,制得在B型硅胶的表面上附着有由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇而得到的吸湿剂(简称B-PVA-MA)。另外,在这里所述的B型硅胶表面是指B型硅胶的颗粒表面和孔壁表面。
B-PVA-MA的制造方法:第一步骤,将3g的聚乙烯醇(Kishida化学株式会社制造的聚乙烯醇2000(聚合度约2000))添加到97ml的蒸馏水中,通过在70℃下搅拌1小时,制得聚乙烯醇完全溶解的聚乙烯醇水溶液。接下来,往制得的聚乙烯醇水溶液中添加3g的羟基丁二酸(Kishida化学株式会社制造的DL-羟基丁二酸)和3g的B型硅胶(富士硅化学株式会社制造的硅胶S550)而制成悬浮液,搅拌3小时。
第二步骤,从搅拌的悬浮液中过滤B型硅胶,通过在140℃下使其干燥3小时,得到水分选择性强的B-PVA-MA(吸湿剂)。如图3所示,在硅胶孔道表面形成由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇网络,所形成的网络中含有大量的羟基,与原料硅胶相比,吸湿剂表面的羟基数量增多,因此,含有大量羟基的B-PVA-MA与水的作用力增强,使水分在吸湿剂表面优先吸附。
在B-PVA-MA的制造工艺中,B型硅胶在添加到聚乙烯醇水溶液中之前以与上述实施例1相同的方法使其活性化。
表2示出了所得到的B-PVA-MA的吸附性能实验结果。吸附性能实验中,使用了与实施例1相同的装置10。此外,表2中示出了各吸湿剂每1g对各种物质(水蒸气、乙醛、甲苯等)的饱和吸附量(g)。另外,水蒸气的吸附性能实验是在湿度90%(RH90%)的条件下进行的、乙醛和甲苯的吸附性能实验是在湿度0%(RH0%)的条件下进行的。
作为比较例,采用B-PVA、P-PHEMA或P-MPEG1500作为吸湿剂,采用图2所示的实验装置进行了吸附性能试验,通过气相色谱质谱联用仪15的检测部测定通过色谱柱16前及通过色谱柱16后的溶液中所包含的试验气体11的浓度。之后,根据通过色谱柱16前后的试验气体11的浓度变化,计算出色谱柱16中水蒸气、乙醛、甲苯的吸附量。其中吸湿剂用量均为0.05,其他实验条件与实施例1的测试条件相同。B-PVA是与在实施例1中作为比较例列举的B-PVA相同的吸湿剂。P-PHEMA是在B型硅胶的表面附着有聚甲基丙烯酸羟乙酯而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用聚甲基丙烯酸羟乙酯替代聚乙烯醇并且不添加羟基丁二酸而得到的吸湿剂。P-MPEG1500是在B型硅胶的表面上附着有单甲基化聚乙二醇而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用单甲基化聚乙二醇替代聚乙烯醇且不添加羟基丁二酸而得到的吸湿剂。
表2
吸湿剂 | 水蒸汽(RH90%) | 乙醛 | 甲苯 |
B-PVA-MA | 0.57 | 0.008 | 0.005 |
B-PVA | 0.56 | 0.030 | 0.008 |
B-PHEMA | 0.69 | 0.045 | 0.025 |
B-MPEG1500 | 0.43 | 0.068 | 0.061 |
其结果,与其他吸湿剂(B-PVA、P-PHEMA或P-MPEG1500)相比,在B型硅胶的表面层叠有包含由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的层的吸湿剂B-PVA-MA对水分的吸附能力于B-PVA的相当,略低于B-PHEMA,而对乙醛、甲苯等异味成分的吸附能力远远低于其他吸湿剂,比如B-PVVA-MA对乙醛的吸附量仅为B-PHEMA的0.18倍,对甲苯的吸附仅为B-PHEMA的0.2倍。
实施例3
通过使用C型硅胶作为吸湿性无机多孔材料,使用聚苯乙烯磺酸钠作为聚苯乙烯磺酸盐,制造了聚苯乙烯磺酸钠附着在C型硅胶表面上而得到的吸湿剂(以下,称C-PS)。所述的C型硅胶表面包括C型硅胶的颗粒表面和孔壁表面。C-PS的制造方法如下:
将10g C型硅胶(富士硅化学有限公司(富士シリシァ化学株式会社)加入到200mL重量浓度调整为5%的聚苯乙烯磺酸钠(东曹有限公司制造的聚苯乙烯磺酸钠PS-50)水溶液中,制作含有C型硅胶的悬浮液,并将含有C型硅胶的悬浮液在室温下搅拌6小时(第一步骤)。然后,从含有C硅胶的悬浮液中过滤C型硅胶并洗涤,然后冷冻干燥,得到水分选择性强的C-PS(吸湿剂)。
在表3中所示出了的所得到的C-PS的吸附性能实验的结果。此外,还示出了各吸湿剂每1g对各种物质(水蒸气、乙醛、甲苯)的饱和吸附量(g)。另外,吸附性能实验对于水蒸气来说在湿度为90%(RH=90%)的条件下进行,吸湿剂用量为0.05g,对于乙醛、甲苯来说在湿度为0%(RH=0%)的条件下进行。
作为比较例,采用C型硅胶、B-MA、B-OA作为吸湿剂,采用图2所示的实验装置进行了吸附性能试验,通过气相色谱质谱联用仪15的检测部测定通过色谱柱16前及通过色谱柱16后的溶液中所包含的试验气体11的浓度。之后,根据通过色谱柱16前后的试验气体11的浓度变化,计算出色谱柱16中水蒸气、乙醛、甲苯的吸附量。其中吸湿剂用量均为0.05,其他实验条件与实施例1的测试条件相同。C型硅胶是其表面没有附着聚苯乙烯磺酸盐的硅胶。B-SMA是B型硅胶的表面附着有苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。B-MA是B型硅胶的表面附着有羟基丁二酸铵而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用羟基丁二酸铵替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。
表3
吸湿剂 | 水蒸汽(RH90%) | 乙醛 | 甲苯 | 氨 |
C型シリカゲル | 0.48 | 0.030 | 0.110 | 0.135 |
C-PS | 0.80 | 0.007 | 0.005 | 0.090 |
B-MA | 0.45 | 0.025 | 0.033 | 0.015 |
B-SMA | 0.40 | 0.055 | 0.038 | 0.095 |
其结果,在C型硅胶的表面上具有包含聚苯乙烯磺酸钠的层的吸湿剂C-PS与表面上没有包含聚苯乙烯磺酸钠的层的C型硅胶或其他吸湿剂(B-MA或B-SMA)相比较,C-PS对水分的吸附能力最强,且对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力低。其中,C-PS对乙醛的吸附仅为与C型硅胶(对比例中吸湿量最大)的0.105倍,而吸水量是B-MA(对比例中对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力最低)的1.77倍。
实施例4
使用C型硅胶作为吸湿性无机多孔材料,制得在C型硅胶的表面上附着有由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇而得到的吸湿剂(简称C-PVA-MA)。另外,在这里所述的B型硅胶表面是指C型硅胶的颗粒表面和孔壁表面。
C-PVA-MA的制造方法:第一步骤,将3g的聚乙烯醇(Kishida化学株式会社制造的聚乙烯醇2000(聚合度约2000))添加到50ml的蒸馏水中,通过在70℃下搅拌1小时,制得聚乙烯醇完全溶解的聚乙烯醇水溶液。接下来,往制得的聚乙烯醇水溶液中添加0.3g的羟基丁二酸(Kishida化学株式会社制造的DL-羟基丁二酸)和3g的B型硅胶(富士硅化学株式会社制造的硅胶S550)而制成悬浮液,搅拌12小时。
第二步骤,从搅拌的悬浮液中真空过滤C型硅胶,通过在140℃下使其干燥6小时,得到水分选择性强的C-PVA-MA(吸湿剂)。
表4示出了所得到的C-PVA-MA的吸附性能实验结果。吸附性能实验中,使用了与实施例1相同的装置10。此外,表2中示出了各吸湿剂每1g对各种物质(水蒸气、乙醛、甲苯等)的饱和吸附量(g)。另外,水蒸气的吸附性能实验是在湿度90%(RH90%)的条件下进行的、乙醛和甲苯的吸附性能实验是在湿度0%(RH0%)的条件下进行的。
作为比较例,采用C型硅胶、B-MA、B-SMA作为吸湿剂,采用图2所示的实验装置进行了吸附性能试验,通过气相色谱质谱联用仪15的检测部测定通过色谱柱16前及通过色谱柱16后的溶液中所包含的试验气体11的浓度。之后,根据通过色谱柱16前后的试验气体11的浓度变化,计算出色谱柱16中水蒸气、乙醛、甲苯的吸附量。其中吸湿剂用量均为0.05,其他实验条件与实施例1的测试条件相同。C型硅胶是其表面没有附着聚苯乙烯磺酸盐的硅胶。B-SMA是B型硅胶的表面附着有苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。B-MA是B型硅胶的表面附着有羟基丁二酸铵而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用羟基丁二酸铵替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。
表4
吸湿剂 | 水蒸汽(RH90%) | 乙醛 | 甲苯 | 氨 |
C型シリカゲル | 0.48 | 0.030 | 0.110 | 0.135 |
C-PVA-MA | 0.65 | 0.007 | 0.005 | 0.068 |
B-MA | 0.45 | 0.025 | 0.033 | 0.015 |
B-SMA | 0.40 | 0.055 | 0.038 | 0.095 |
其结果,与其他吸湿剂(C型硅胶、B-MA或B-SMA)相比,在C型硅胶的表面层叠有包含由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的层的吸湿剂C-PVA-MA与表面上没有包含聚苯乙烯磺酸钠的层的C型硅胶或其他吸湿剂(B-MA或B-SMA)相比较,C-PVA-MA对水分的吸附能力最强,且对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力低。其中,C-PVA-MA对甲苯的吸附仅为与C型硅胶(对比例中吸湿量最大)的0.045倍,而吸水量是B-MA(对比例中对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力最低)的1.35倍。
实施例5
使用B型硅胶作为吸湿性无机多孔材料,制得在B型硅胶的表面上附着有由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇而得到的吸湿剂(简称B-PVA-MA)。另外,在这里所述的B型硅胶表面是指C型硅胶的颗粒表面和孔壁表面。
B-PVA-MA的制造方法:第一步骤,将5g的聚乙烯醇(Kishida化学株式会社制造的聚乙烯醇2000(聚合度约2000))添加到160ml的蒸馏水中,通过在70℃下搅拌1小时,制得聚乙烯醇完全溶解的聚乙烯醇水溶液。接下来,往制得的聚乙烯醇水溶液中添加1g的羟基丁二酸(Kishida化学株式会社制造的DL-羟基丁二酸)和40的B型硅胶(富士硅化学株式会社制造的硅胶S550)而制成悬浮液,搅拌24小时。
第二步骤,从搅拌的悬浮液中真空过滤C型硅胶,通过在140℃下使其干燥6小时,得到水分选择性强的C-PVA-MA(吸湿剂)。
表5示出了所得到的C-PVA-MA的吸附性能实验结果。吸附性能实验中,使用了与实施例1相同的装置10。此外,表2中示出了各吸湿剂每1g对各种物质(水蒸气、乙醛、甲苯等)的饱和吸附量(g)。另外,水蒸气的吸附性能实验是在湿度90%(RH90%)的条件下进行的、乙醛和甲苯的吸附性能实验是在湿度0%(RH0%)的条件下进行的。
作为比较例,采用B型硅胶、B-MA、B-SMA作为吸湿剂,采用图2所示的实验装置进行了吸附性能试验,通过气相色谱质谱联用仪15的检测部测定通过色谱柱16前及通过色谱柱16后的溶液中所包含的试验气体11的浓度。之后,根据通过色谱柱16前后的试验气体11的浓度变化,计算出色谱柱16中水蒸气、乙醛、甲苯的吸附量。其中吸湿剂用量均为0.05,其他实验条件与实施例1的测试条件相同。C型硅胶是其表面没有附着聚苯乙烯磺酸盐的硅胶。B-SMA是B型硅胶的表面附着有苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。B-MA是B型硅胶的表面附着有羟基丁二酸铵而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用羟基丁二酸铵替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。
表5
吸湿剂 | 水蒸汽(RH90%) | 乙醛 | 甲苯 | 氨 |
B型シリカゲル | 0.75 | 0.052 | - | - |
B-PVA-MA | 0.72 | 0.006 | 0.007 | 0.068 |
B-MA | 0.45 | 0.025 | 0.033 | 0.015 |
B-SMA | 0.40 | 0.055 | 0.038 | 0.095 |
其结果,与其他吸湿剂(C型硅胶、B-MA或B-SMA)相比,在C型硅胶的表面层叠有包含由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的层的吸湿剂C-PVA-MA与表面上没有包含聚苯乙烯磺酸钠的层的C型硅胶或其他吸湿剂(B-MA或B-SMA)相比较,B-PVA-MA对水分的吸附能力最强,且对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力低。其中,B-PVA-MA对甲苯的吸附仅为与C型硅胶(对比例中吸湿量最大)的0.12倍,而吸水量是B-MA(对比例中对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力最低)的1.6。
实施例6
通过使用B型硅胶作为吸湿性无机多孔材料,使用聚苯乙烯磺酸钠作为聚苯乙烯磺酸盐,制造了聚苯乙烯磺酸钠附着在B型硅胶表面上而得到的吸湿剂(以下,称B-PS)。所述的C型硅胶表面包括C型硅胶的颗粒表面和孔壁表面。C-PS的制造方法如下:
将10g C型硅胶(富士硅化学有限公司(富士シリシァ化学株式会社)加入到40mL重量浓度调整为5%的聚苯乙烯磺酸钠(东曹有限公司制造的聚苯乙烯磺酸钠P S-50)水溶液中,制作含有C型硅胶的悬浮液,并将含有C型硅胶的悬浮液在室温下搅拌6小时(第一步骤)。然后,从含有C硅胶的悬浮液中真空过滤B型硅胶并洗涤,在100℃下进行真空干燥,得到水分选择性强的C-PS(吸湿剂)。在C-PS的制造工艺中,C型硅胶在添加到聚苯乙烯磺酸钠水溶液中之前以与上述实施例1相同的方法使其活性化。
在表6中所示出了的所得到的C-PS的吸附性能实验的结果。此外,还示出了各吸湿剂每1g对各种物质(水蒸气、乙醛、甲苯)的饱和吸附量(g)。另外,吸附性能实验对于水蒸气来说在湿度为90%(RH=90%)的条件下进行,吸湿剂用量为0.05g,对于乙醛、甲苯来说在湿度为0%(RH=0%)的条件下进行。
作为比较例,采用C型硅胶、B-MA、B-SMA作为吸湿剂,采用图2所示的实验装置进行了吸附性能试验,通过气相色谱质谱联用仪15的检测部测定通过色谱柱16前及通过色谱柱16后的溶液中所包含的试验气体11的浓度。之后,根据通过色谱柱16前后的试验气体11的浓度变化,计算出色谱柱16中水蒸气、乙醛、甲苯的吸附量。其中吸湿剂用量均为0.05,其他实验条件与实施例1的测试条件相同。C型硅胶是其表面没有附着聚苯乙烯磺酸盐的硅胶。B-SMA是B型硅胶的表面附着有苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用苯乙烯-顺丁烯二酸铵共聚物替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。B-MA是B型硅胶的表面附着有羟基丁二酸铵而得到的吸湿剂,在上述制造工艺中是通过采用羟基丁二酸铵替代聚苯乙烯磺酸盐而得到的吸湿剂。
表6
吸湿剂 | 水蒸汽(RH90%) | 乙醛 | 甲苯 | 氨 |
C型シリカゲル | 0.48 | 0.030 | 0.110 | 0.135 |
C-PS | 0.85 | 0.004 | 0.007 | 0.090 |
B-MA | 0.45 | 0.025 | 0.033 | 0.015 |
B-SMA | 0.40 | 0.055 | 0.038 | 0.095 |
其结果,在C型硅胶的表面上具有包含聚苯乙烯磺酸钠的层的吸湿剂C-PS与表面上没有包含聚苯乙烯磺酸钠的层的C型硅胶或其他吸湿剂(B-MA或B-SMA)相比较,C-PS对水分的吸附能力最强,且对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力低。其中,C-PS对乙醛的吸附仅为与C型硅胶(对比例中吸湿量最大)的0.13倍,而吸水量是B-MA(对比例中对乙醛、甲苯、氨等异味成分的吸附能力最低)的1.9倍。
应用本发明吸湿剂的装置
本发明的吸湿剂可应用于向建筑物内供应加湿空气的装置,包含调湿装置、加湿装置以及换气装置。
1、调湿装置
图4及图5示出了包含调湿装置的制冷剂回路20的示意图。调湿装置为热交换器的表面上担载有吸湿剂的除湿式的调湿装置,对送往建筑物内空间的外界气体(相当于以下所述室外空气OA)进行除湿或加湿。调湿装置包括压缩机21、四通阀22、膨胀阀23、第一热交换器24以及第二热交换器25。压缩机21、四通阀22、第一热交换器24、膨胀阀23以及第二热交换器25通过制冷剂配管相连而形成制冷剂回路20。
压缩机21是通过变频控制可改变运转容量的容积式压缩机。四通阀22是用于切换制冷剂回路20内流动的制冷剂的流路的阀门。四通阀22可进行如下切换:即压缩机21的排放侧和第一热交换器24相连的同时,压缩机21的吸入侧和第二热交换器25相连,或压缩机21的排放侧和第二热交换器25相连的同时,压缩机21的吸入侧和第一热交换器24相连。
第一热交换器24和第二热交换器25是交叉翅片式翅片管型热交换器,包括多个翅片、贯穿翅片的传热管。每一翅片及传热管的外表面上通过浸渍模塑(dip molding)等担载有吸湿剂,其中该吸湿剂吸附通过第一热交换器24及第二热交换器25的空气中所包含的水分。另外,本实施例中,作为吸湿剂,采用了上述的B-PS或B-PVA-MA。第一热交换器24及第二热交换器25可作为制冷剂的蒸发器发挥功效,使空气中的水分被吸附在担载于第一热交换器24及第二热交换器25表面上的吸湿剂中。此外,第一热交换器24及第二热交换器25可作为制冷剂的冷凝器发挥功效,使被担载于其表面的吸湿剂中所吸附的水分脱离扩散到空气中。
膨胀阀23是连接在第一热交换器24和第二热交换器25之间电动膨胀阀,可对从作为冷凝器发挥功效的第一热交换器24及第二热交换器25中的一方送往作为蒸发器发挥功效的第一热交换器24及第二热交换器25中的另一方的制冷剂进行减压。
虽然图中未示出,但调湿装置包括用于将建筑物外的空气(以下,简称室外空气OA)吸入调湿装置内部的外界空气吸入口、用于从调湿装置内部向建筑物外排放空气的排气口、用于将建筑物内的空气(以下简称室内空气RA)吸入调湿装置内部的室内空气吸入口、用于供给从调湿装置内部向建筑物内吹出的空气(以下,简称供给空气SA)的供气口、配置在调湿装置内部以使得与排气口相连通的排气扇、配置在调湿装置内部以使得与供气口相连通且向建筑物内供应通过第一热交换器24及第二热交换器25的空气的供气扇(相当于供气装置)、由用于切换空气流路的挡板等构成的切换机构。根据该构成,第一热交换器24及第二热交换器25可将室外空气OA从外界空气吸入口吸入到调湿装置内部,并使其通过第一热交换器24或第二热交换器25之后,作为供给空气从供气口供给到建筑物内,或将室内空气RA从室内空气吸入口吸入到调湿装置内部,并使其通过第一热交换器24及第二热交换器25之后,作为排放空气EA从排气口排到建筑物外。
还有,调湿装置在进行除湿运转时,交替重复进行第一热交换器24成为冷凝器而第二热交换器25成为蒸发器的第一动作、和第二热交换器25成为冷凝器而第一热交换器成为蒸发器的第二动作。
具体而言,除湿运转时的第一动作中,第一热交换器24的再生动作和第二热交换器25的吸附动作同时进行。第一动作中,从压缩机21排出的高压气体制冷剂通过四通阀22流入第一热交换器24中,在通过第一热交换器24期间凝结。而且,被凝结的制冷剂被膨胀阀23减压之后,在通过第二热交换器25期间蒸发,然后通过四通阀22再次被吸入压缩机21中。
另外,除湿运转时的第一动作中,在第一热交换器24中水分从通过制冷剂的凝结而被加热的吸湿剂中脱离,该脱离的水分被提供给从室内空气吸入口被吸入的室内空气RA(参照图4(a))。从第一热交换器24脱离的水分伴随室内空气RA,作为排放空气EA通过排气口被排出到建筑物外。此外,在第二热交换器25中,室外空气OA中的水分被吸湿剂吸附,从而室外空气OA被除湿,此时产生的吸附热被制冷剂吸收,从而制冷剂会蒸发。而且,被第二热交换器25除湿的室外空气OA,作为供给空气SA从供气口供给到建筑物内。
除湿运转时的第二动作中,第一热交换器24的吸附动作与第二热交换器25的再生动作同时进行。在第二动作中,从压缩机21排出的高压气体制冷剂通过四通阀22流入第二热交换器25中,在通过第二热交换器25期间凝结。而且,被凝结的制冷剂,被膨胀阀23减压之后,在通过第一热交换器24期间蒸发,然后通过四通阀22再次被吸入压缩机21中。
除湿运转时的第二动作中,在第二热交换器25中水分从通过制冷剂的凝结而被加热的吸湿剂中脱离,该脱离的水分被提供给从室内空气吸入口被吸入的室内空气RA。从第二热交换器25脱离的水分伴随室内空气RA,作为排放空气EA通过排气口被排放到建筑物外(参照图4(b))。此外,在第一热交换器24中,室外空气OA中的水分被吸湿剂吸附,从而室外空气OA被除湿,此时产生的吸附热被制冷剂吸收,从而制冷剂会蒸发。而且,被第一热交换器24除湿的室外空气OA,作为供给空气SA通过供气口而向建筑物内供给。
还有,在加湿运转中,交替重复进行第一热交换器24成为冷凝器而第二热交换器25成为蒸发器的第一动作、和第二热交换器25成为冷凝器而第一热交换器24成为蒸发器的第二动作。下面,由于第一动作及第二动作中的制冷剂回路20内的制冷剂的流动与上述的除湿运转相同,因此省略其说明,仅对第一动作及第二动作中的空气流动进行说明。
加湿运转时的第一动作中,在第一热交换器24中水分从通过制冷剂的凝结而被加热的吸湿剂中脱离,该脱离的水分被提供给从外界空气吸入口所吸入的室外空气OA(参照图5(a))。从第一热交换器24中脱离的水分与室内空气OA一同作为供给空气SA通过供气口被供给到建筑物内。还有,在第二热交换器25中,室内空气RA中的水分被吸湿剂吸附,从而室内空气RA被除湿,此时产生的吸附热被制冷剂吸收,从而制冷剂会蒸发。而且,被第二热交换器25除湿的室内空气RA作为排放空气EA通过排气口排向建筑物外排放。
在第二动作中,在第二热交换器25中水分从通过制冷剂的凝结而被加热的吸湿剂中脱离,且该脱离的水分被提供给从外界空气吸入口所吸入的室外空气OA(参照图5(b))。从第二热交换器25脱离的水分,与室内空气OA一同,作为供给空气SA通过供气口供给到建筑物内。还有,在第一热交换器24中,室内空气RA中的水分被吸湿剂吸附,从而室内空气RA被除湿,此时产生的吸附热被制冷剂吸收,从而制冷剂会蒸发。而且,被第一热交换器24除湿的室内空气RA作为排放空气EA通过排气口向建筑物外排放。
在该调湿装置中,由于第一热交换器24及第二热交换器25的表面上担载有B-PS或B-PVA-MA,因此,例如与在第一热交换器24及第二热交换器25的表面上担载有在表面没有聚苯乙烯磺酸钠或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的A型或B型硅胶的情形相比,可使较多的水分被吸附在吸湿剂上,且可抑制异味成分的吸附。根据该构成,在该调湿装置中,由于使吸附在吸湿剂上的水分解吸时可使被解吸的异味成分变少,所以可降低加湿运转时的异味返回。
2、加湿装置
图6示出了加湿装置包含的加湿转子31及加热装置(相当于加热部)32的示意图。另外,图6中的点划线表示加湿转子31的旋转轴。加湿装置可将建筑物内的空气(即室内空气RA)作为排放空气EA向建筑物外排放(参照图6(b)),或将从建筑物外吸入的空气(即室外空气OA)作为供给空气SA向建筑物内供给(参照图6(a))。此外,加湿装置可将加湿的室外空气OA作为供给空气SA向建筑物内供给(参照图6(a))。
加湿装置包括壳体(图中未示出)、吸排气扇(图中未示出:相当于送风部)、加湿转子31、加热装置32、吸附用送风装置(图中未示出)。吸排气扇、加湿转子31、加热装置32以及吸附用送风装置容纳在壳体内。
吸排气扇配置在加湿转子31附近,是形成将室外空气OA作为供给空气SA供给到建筑物内和将室内空气RA作为排放空气EA向建筑物外排放的空气流动的径流式风机组合体。具体而言,吸排气扇通过形成从壳体外经加湿转子31到达建筑物内的空气流动,可将室外空气OA作为供给空气SA供给到建筑物内,或通过形成从建筑物内部到达壳体内的空气流动可将室内空气RA作为排放空气EA向建筑物外排放。另外,吸排气扇通过切换挡板(图中未示出)来切换上述这些动作。另外,当吸排气扇把从建筑物外所吸入的室外空气OA送往建筑物内时,将通过与加湿转子31中的加热装置32相向的部分的空气作为供给空气SA送往建筑物内。
加湿转子31具有大致成圆盘状的外形,且被设置成可进行旋转。而且,加湿转子31的主要部分是由吸湿剂构成。本实施例中,作为吸湿剂采用上述的B-PS或B-PVA-MA。
加热装置32被配置在加湿转子31的附近,且与加湿转子31相向配置。另外,加热装置32通过加热被送往加湿转子31的室外空气OA,可加热加湿转子31。
吸附用送风装置形成空气通过加湿转子31中不与加热装置32相向的部分的空气流。即吸附用送风装置形成空气(室外空气OA)从壳体外被吸入、通过加湿转子31中不与加热装置32相向的部分、然后向壳体外排放的空气流(参照图6(a))。
根据这种结构,由吸附用送风装置吸入壳体内的室外空气OA经由加湿转子31排向壳体外。此时,从建筑物外吸入的室外空气OA通过加湿转子31的一部分(例如,左侧大约一半的部分)时,空气中含有的水分被加湿转子31吸附。而且,由于加湿转子31被加热装置32加热,在通过吸排气扇形成的空气流中被加湿转子31所吸附的水分脱离,从而加湿空气。
该加湿装置中,加湿转子31被加热装置32加热时,室外空气OA被加湿,被加湿的室外空气OA作为供给空气SA送往建筑物内。此外,由于加湿转子31主要由B-PS或B-PVA-MA构成,所以与加湿转子例如由表面没有聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的A型或B型硅胶构成的情形相比,前者可使较多的水分吸附在吸湿剂上,且可抑制异味成分的吸附。根据该构成,该调湿装置中,由于使吸附在吸湿剂上的水分被解吸时可减少被解吸的异味成分,所以可降低加湿运转时的异味返回。
3、换气装置
图7示出了包含换气装置的全热交换转子40的示意图。换气装置在其内部使从建筑物内排放的室内空气RA与从建筑物外导入的室外空气OA之间进行热交换,可使从建筑物外导入建筑物内的空气的温度接近现在的室内空气RA的温度。另外,换气装置中,例如像日本夏天的室外空气那样室外空气OA湿度高时,如图7(a)所示,由于从建筑物外导入的室外空气OA通过热交换器40,所以可将被除湿了的空气作为供给空气SA供给到建筑物内。还有,例如像日本冬天的室外空气那样,室外空气OA湿度低时,如图7(b)所示,由于从建筑物外导入的室外空气OA通过全热交换转子40,所以可将被加湿了的空气作为供给空气SA供给到建筑物内。
另外,换气装置包括壳体(图中未示出)、全热交换转子40、排气扇(图中未示出)、供气扇(图中未示出)。壳体的内部空间被隔成供气通道和排气通道。供气通道与将建筑物外的室外空气OA导入换气装置内部所需的吸进外界空气的管道以及将经由吸进外界空气的管道通过换气装置的室外空气OA作为供给空气SA送往建筑物内所需的送气管道相连。排气通道与将建筑物内的室内空气RA导入换气装置所需的吸进室内空气的管道以及将经由吸进室内空气的管道通过换气装置的室内空气RA作为排放空气EA排向建筑物外所需的排气管道相连。另外,供气通道中配置有供气扇。排气通道中配置有排气扇。
在壳体的内部空间中,横跨供气通道与排气通道设有全热交换转子40。为了有效地进行热交换,在全热交换转子40中同时进行热(显热)及水分(潜热)的交换。全热交换转子40是由平板状的平板部件和波纹板状波纹板部件交替层叠而成。另外,通过在波纹板状部件的方向上每隔一段使其交叉,形成间隔平板部件、用于使室外空气OA流动的供气通道和用于使室内空气RA流动的排气通道。另外,供气流路与供气通道相连,排气流路与排气通道相连。还有,全热交换转子40是在作为基材的纸的表面上层叠含有吸湿剂的层而形成。另外,在本实施例中,作为吸湿剂采用上述的B-PS或B-PVA-MA。在这种全热交换转子40中,经由平板部件,通过从流经供气流路的室外空气OA和流经排气流路的室内空气RA中的一方向另一方移动热及水分,使焓在湿润的空气之间得以交换。
根据这种结构,该换气装置中,由于可以在不影响制冷或供暖的效果情况下进行换气,因此,可抑制空调负荷的增大,且可有效地进行建筑物内的空气调节。另外,由于在全热交换转子40的表面担载有B-PS或B-PVA-MA,因此,例如与在全热交换转子40的表面担载有在其表面没有聚苯乙烯磺酸盐或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的A型或B型硅胶的情形相比,可使较多的水分吸附在吸湿剂上,且可抑制异味成分的吸附。根据该构成,该换气装置由于使吸附在吸湿剂上的水分被解吸时可减少被解吸的异味成分,因此可降低被加湿的空气作为供给空气SA供给到建筑物内时(参照图7(b))的异味返回。
现有技术中,在向建筑物内提供加湿空气的装置中,作为吸湿剂采用A型硅胶或B型硅胶。但是,A型硅胶存在在高湿度中水分吸附率低的问题,B型硅胶存在在低湿度中水分吸附率低的问题。因此,将A型硅胶或B型硅胶作为吸湿剂使用时,必须根据湿度环境分别使用这些吸湿剂。
因此,本发明的发明人经过创造性的研究,发现平均孔径为5nm以上的硅胶、即B型硅胶的表面上附着有聚苯乙烯磺酸钠或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的吸湿剂,水分的吸附性强,且对异味成分的吸附性及解吸性低。通过将这些吸湿剂的任意一个用于向建筑物内提供加湿空气的装置中的水分吸附及解吸,可充分加湿供给空气SA,且可降低异味返回。
Claims (8)
1.一种吸湿剂,其包括:吸湿性无机多孔材料,以及聚苯乙烯磺酸钠或由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇;其特征在于:所述聚苯乙烯磺酸钠和所述由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的任何一个附着在所述吸湿性无机多孔材料的表面;所述吸湿性无机多孔材料是平均孔径为5nm以上的硅胶;所述的羟基丁二酸交联的聚乙烯醇中羟基丁二酸与聚乙烯醇的质量比为1:10~1:4;所述聚苯乙烯磺酸钠和所述由羟基丁二酸交联的聚乙烯醇的任何一个与所述吸湿性无机多孔材料之间的质量比为1:1~1:8。
2.一种吸湿剂的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步骤,将吸湿性无机多孔材料加入到含有聚苯乙烯磺酸钠的溶液中从而得到悬浮液,其中,无机多孔材料与聚苯乙烯磺酸钠溶液的用量比为1:20~1:4g/mL,并将该悬浮液搅拌6~24小时;所述吸湿性无机多孔材料是平均孔径为5nm以上的硅胶;
第二步骤,从悬浮液中分离吸湿性无机多孔材料,干燥所述吸湿性无机多孔材料。
3.一种吸湿剂的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步骤,将羟基丁二酸和吸湿性无机多孔材料加入到含有聚乙烯醇的溶液中从而得到悬浮液,其中,无机多孔材料与聚乙烯醇溶液的用量比为:1:20~1:4g/mL,并将该悬浮液搅拌6~24小时;
第二步骤,从悬浮液中分离吸湿性无机多孔材料,干燥所述吸湿性无机多孔材料。
4.根据权利要求3所述的吸湿剂的制造方法,其特征在于:所述从悬浮液中分离吸湿性无机多孔材料的分离方法为常压过滤或真空抽滤。
5.根据权利要求3所述的吸湿剂的制造方法,其特征在于:所述的干燥方法为常压干燥或真空干燥或冷冻干燥。
6.一种调湿装置,其特征在于,包括:
制冷剂回路(20),其包括第一吸附热交换器(24)和第二吸附热交换器(25),所述第一吸附热交换器和所述第二吸附热交换器上分别担载有权利要求1或2所述的吸湿剂,以及
供气装置,其将通过所述第一吸附热交换器以及所述第二吸附热交换器的空气供应给建筑物内,
其中,通过切换所述制冷剂回路的制冷剂循环方向,交替地在所述第一吸附热交换器(24)以及所述第二吸附热交换器(25)中进行所述吸湿剂的吸附动作和再生动作。
7.一种加湿装置,其特征在于,包括:
加热部(32),其加热从建筑物外引入的空气;
调湿部件(31),其包括权利要求1或2所述的吸湿剂,能够从外界空气吸收水分,当由所述加热部(32)加热的空气通过该调湿部件(31)时,该调湿部件(31)向所述加热空气释放所吸收的水分,以及
送风部,将通过所述调湿部件(31)后的空气送到建筑物内。
8.一种换气装置,其特征在于,包括:
供气扇,将建筑物外的空气送入到建筑物内;
排气扇,将建筑物内的空气排出到建筑物外,以及
全热交换转子(40),其上担载有权利要求1或2所述的吸湿剂,在由所述供气扇所传送的空气和由所述排气扇所传送的空气之间进行全热交换。
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