CN105444320B - 低温环境高湿度加湿器及控制装置与使用方法 - Google Patents

低温环境高湿度加湿器及控制装置与使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在零下低温环境高湿度的等温加湿及自动控制装置。该装置使用湿度控制仪，控制蒸汽发生器，将产生的水蒸汽与空气旋流器中的高速旋转空气混合后送入空间中。该装置可在0℃以下环境，保持相对湿度90%‑100%。该装置采用普通自来水时，可实现‑4℃以上环境加湿。若采用适当浓度的食盐水时，加湿环境温度还可以进一步降低。采用该装置有益于贮藏水果、蔬菜和其他物品贮藏期间防止失水，有从而利于保持主要营养成分和品质不变。本装置结构简单，便于应用，可用于工业化商品生产，不污染环境。

Description

低温环境高湿度加湿器及控制装置与使用方法
技术领域
本发明属于果蔬贮藏保鲜领域，应用于冷库、实验箱等环境。涉及一种在零下低温环境高湿度的加湿器及控制装置与使用方法。
背景技术
在0℃以下保持环境的高湿度是困难的，因为空气中的水汽会凝结形成冰晶而使空气中的水分减少，使空气湿度下降。空气的高湿度难于保持。空气湿度是由空气中水分子多少来形成湿度，而水由液态转为水分子必须的途径是增加水分子的能量，所以最为常见的方法就是加热。低温环境时采用等焓加湿法时水分子很难从低温环境中获取热能，会因为环境温度低而使水的二次蒸发速度丧失殆尽，尤其在0℃以下环境时更是会使水滴凝结成冰晶颗粒而使加湿失效。采用普通等温加湿器加湿时，喷雾口喷出的水蒸气进入低温环境后无法与空气进行良好的迅速散布使水分子大量集聚而产生白雾状微冰晶结晶而使加湿效果大打折扣。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种在零下低温环境保持高湿度的装置。
本专利利用空气旋流器创造一个局部低压环境，采用蒸汽发生器产生水蒸汽，将水蒸汽引入此负压环境，加强汽化效果（如517.20Pa气压时水的饱和蒸汽压为-2℃）。同时利用空气旋流器的强烈旋流尽快的让蒸汽分子散布到空气中，水以蒸汽分子形式散布于空气中，避免降温时蒸汽分子重新凝结为微小水滴，避免形成微冰晶。克服了常见加湿方法加湿时大量微水滴悬浮空中，遇零下温度环境时结霜除湿，而难于保持湿度的弊病。
为实现上述目的，本发明公开了如下的技术方案：
一种在零下低温环境高湿度的等温加湿及自动控制装置，其特征在于该装置使用湿度控制仪(1)控制蒸汽发生器5，将蒸汽发生器5产生的水蒸汽通过软管送入空气旋流器2的向下旋转气流折返向上的折返点7的负压区；其中湿度控制仪1根据空气湿度传感器6传来的电信号经过与设定值比较后向蒸汽发生器5发出启停控制信号；空气旋流器产生负压及强烈的旋流。本发明所述等温加湿指的是通过各种加热方式产生水蒸汽，通过水蒸气与高速气流的强烈瞬间混合防止水蒸气再次冷凝回微水滴，蒸汽发生器是电极式蒸汽发生器、电热式蒸汽发生器。
本发明所述空气旋流器中高速旋转气流有一个沿内壁旋转向下至锥形收集口附近点折返旋转向上从排气口排出的运动过程，在气流折返点会出现一个高真空负压区，蒸汽发生器产生的蒸汽通过管道出口置于负压区内。所述的空气旋流器采用的是防水型离心风扇。所述的湿度传感器为在低温环境使用的湿敏电容湿度传感器，湿度控制器均为市场销售的普通产品。所述蒸汽发生器产生的蒸汽也可以通过软管通入旋流器入口点风道内。
本发明进一步公开了在零下低温环境高湿度的加湿及自动控制装置的使用方法，其特征在于使用等温加湿法，利用空气旋流器强化蒸发及强化水蒸汽与空气混合效果，高湿空气进入需加湿空间保持空间湿度，由一个湿度控制仪启动和关闭加热器调节控制空间内湿度；当湿度控制器的控制信号为加湿时，等温加湿器的加热部件开始通电加热并产生水蒸气，将等蒸汽发生器产生的水蒸气引导至空气旋流器出气管的入口附近的负压区内，利用负压下水蒸气极低的饱和蒸汽压强化水的进一步蒸发，利用出气管入口附近的强气流加强空气与水蒸气的混合以强化水蒸气分子在空气中的散布，实现低温环境空气加湿。
本发明更进一步公开了在零下低温环境高湿度的加湿及自动控制装置使用方法在防止水果蔬菜在贮藏期间水分流失，保持营养成分和品质不变方面的应用。
本发明的自动控制装置主要由三大功能有机组成，该装置的全部功能：
①湿度控制仪1产生启停控制信号；
②蒸汽发生器5产生水蒸汽，
③空气旋流器2产生低压及强烈的气体旋流。
进一步说明：湿度控制器的控制信号为加湿时，蒸汽发生器的加热部件开始通电加热并产生水蒸汽，将蒸汽发生器产生的水蒸汽引导至空气旋流器出气管的入口附近的负压区内，利用负压下水蒸汽极低的饱和蒸汽压（如气压为517.20Pa时水的饱和蒸汽压为-2℃）强化水的进一步蒸发，利用出气管入口附近的强气流加强空气与水蒸气的混合以强化水蒸气分子在空气中的散布，实现低温加湿。
本发明的装置包括湿度控制仪、空气旋流器、等温加湿器、风扇。湿度监控器的控制信号控制等温加湿器。
本发明公开的温环境高湿度加湿器及控制装置与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）采用本装置可在O℃以下至-20℃保持空气相对湿度90-100%。
（2）本装置结构简单，便于应用，可用于工业化商品生产，不污染环境。
（3）本装置采用普通自来水时，可实现-4℃以上环境加湿。若采用适当浓度的食盐水时，加湿环境温度还可以进一步降低。
附图说明：
图1为低温环境高湿度加湿器及控制装置结构示意图；其中
1-湿度控制仪， 2-空气旋流器， 3-存水；
4-离心风扇， 5-蒸汽发生器， 6-空气湿度传感器；
7-负压区， 8-排气管， 9-可选的水蒸汽接入点。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在小偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
如图1所示，本发明的低温加湿及控制装置包括湿度控制仪1、气体旋流器2、蒸汽发生器5、离心风扇4。湿度控制仪的控制信号控制水蒸汽发生器5的加热与停止。
空气湿度传感器6将检测到的湿度信号传回到湿度控制仪，湿度控制仪在内部经过与设定值比对，向蒸汽发生器5发出控制信号。当控制信号为加湿时，蒸汽发生器开始通电加热并产生水蒸汽，将产生的水蒸汽用软管引导至空气旋流器出气管的入口附近的负压区7内，利用负压下水蒸气极低的饱和蒸汽压（如气压为517.20Pa 时水的饱和蒸汽压为-2℃）促进水的进一步蒸发，同时利用出气管入口附近的高速旋转强气流加强空气与水蒸气的混合以强化水蒸气在空气中的散布，实现低温加湿。
实施例2
对比试验：
实施例3
在100m3的冷库内贮藏葡糖，贮藏温度为(-0.5±0.5)℃,使用普通加湿器，冷库相对湿度最大能达90%，但3天后加湿器会逐渐结冰，最终加湿器停止工作，影响库内湿度稳定，进而影响葡萄贮藏品质。而用本发明装置，整个贮藏期间都可以维持库内90%-100%的相对湿度，且不会结冰，有利于葡萄贮藏品质保持。
当然，本实施例并不用于限制本发明，对本领域的普通技术人员，仍可对本实施例作多种变化，因此，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的权利要求书的保护范围。

Claims (4)

1.一种在零下低温环境高湿度的等温加湿及自动控制装置，其特征在于该装置使用湿度控制仪(1)控制蒸汽发生器(5)，将蒸汽发生器（5）产生的水蒸汽通过软管送入空气旋流器（2）的向下旋转气流折返向上的折返点（7）的负压区；其中湿度控制仪（1）根据空气湿度传感器（6）传来的电信号经过与设定值比较后向蒸汽发生器（5）发出启停控制信号；空气旋流器产生负压及强烈的旋流；所述等温加湿指的是通过各种加热方式产生水蒸汽，通过水蒸气与高速气流的强烈瞬间混合防止水蒸气再次冷凝回微水滴，蒸汽发生器（5）是电极式蒸汽发生器、电热式蒸汽发生器；所述空气旋流器（2）中高速旋转气流有一个沿内壁旋转向下至锥形收集口附近负压区（7）点折返旋转向上从排气管（8）排出的运动过程，在气流折返点负压区（7）会出现一个高真空负压区，蒸汽发生器产生的蒸汽通过管道出口置于负压区（7）内； 所述的空气湿度传感器（6）为在低温环境使用的湿敏电容湿度传感器；所述蒸汽发生器(5)产生的蒸汽通过软管通入空气旋流器（2）入口可选的水蒸汽接入点（9）风道内。
2.根据权利要求1所述在零下低温环境高湿度的等温加湿及自动控制装置，其特征在于所述的空气旋流器（2）采用的是防水型离心风扇（4）。
3.权利要求1所述在零下低温环境高湿度的等温加湿及自动控制装置的使用方法，其特征在于使用等温加湿法，利用空气旋流器强化蒸发及强化水蒸汽与空气混合效果，高湿空气进入需加湿空间保持空间湿度，由一个湿度控制仪启动和关闭加热器调节控制空间内湿度；当湿度控制器的控制信号为加湿时，等温加湿器的加热部件开始通电加热并产生水蒸气，将等蒸汽发生器产生的水蒸气引导至空气旋流器出气管的入口附近的负压区内，利用负压下水蒸气极低的饱和蒸汽压强化水的进一步蒸发，利用出气管入口附近的强气流加强空气与水蒸气的混合以强化水蒸气分子在空气中的散布，实现低温环境空气加湿。
4.权利要求3所述的在零下低温环境高湿度的等温加湿及自动控制装置使用方法，其特征在于该使用方法用于防止水果蔬菜在贮藏期间水分流失，保持营养成分和品质不变。
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