CN114234302A - 一种稳定除湿机组送风湿度的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稳定除湿机组送风湿度的方法及装置，涉及吸附式除湿机组技术领域。在除湿机送风段内设置由多孔介质的吸附材料组成湿度调节段，当湿度较高的空气流经调节段时，吸附材料吸收空气中的水蒸气，存储于其毛细孔中，降低空气湿度；当较干燥的空气流经调节段时，吸附材料毛细孔中的水分蒸发，释放于空气中进行加湿。设置湿度调节段可提高除湿机组送风湿度的调节能力，稳定处理空气湿度，解决翅片管涂层除湿机组送风湿度不稳定的问题。

Description

一种稳定除湿机组送风湿度的方法及装置
技术领域
本发明涉及吸附式除湿机组技术领域，具体涉及一种稳定除湿机组送风湿度的方法及装置。
背景技术
近年来，出现了一种新型的翅片管式涂层除湿技术：在管翅式换热器外表面涂覆一层可再生的干燥剂，干燥剂与流经的空气进行水分交换，同时翅片表面的干燥剂和管内冷却水、再生热水进行间壁式换热；除湿工况冷却水带走吸附剂吸湿产生的吸附热，降低除湿材料的温度，再生工况热水加热除湿材料进行再生。
该技术既可提高除湿材料的除湿效率，又可降低再生的温度要求，还可以通过控制冷却水进水温度，实现等温除湿或降温除湿，相对于转轮除湿而言，实现了节能除湿。CN101699177A、CN105757836A中公开了此类再生式除湿换热器，CN113108385A也公开了此类整体式的翅片管涂层的除湿机组。
翅片管涂层为氯化锂复合硅胶的除湿机组，在室外干球温度34℃，相对湿度为63％时，冷却水水温为20℃，再生热水温度为50℃条件下，进行全新风除湿和再生测试，其出口的含湿量曲线见图1。如图所示，在除湿机组运行过程中，4～6分钟需要进行除湿和再生工况切换，每次切换为一个周期，送风的含湿量也呈周期性变化：除湿进风和处理后的送风之间的湿度差，先迅速增大并到达峰值，之后逐渐回落，最终趋于稳定；该类型的除湿机组在运行过程中不可避免的出现送风湿度周期性的波动变化。
在需要除湿的场合中，一般对室内的湿度限值和波动范围均有明确规定：例如某空调要求送风含湿量在11g/kg以下，送风含湿量变化幅度控制在±1g/kg以内。
CN113669806A中公开了一种翅片管式涂层除湿机组自适应控制方法：通过监测送风出口和再生出口的湿度变化率来判断除湿工况和再生工况的完成情况，并比较实时除湿送风含湿量与设定含湿量限值，当接近限值时及时进行工况切换。例如送风出口含湿量的限值设置为11g/kg，当传感器监测到送风含湿量即将达到11g/kg时，将正在除湿的涂层换热器切换为再生工况，将已完成再生的换热器切换为除湿工况。该控制方法仅能控制送风含湿量不超限值，但无法控制含湿量的变化幅度。
针对该情况需要一种稳定送风湿度，避免大幅波动的解决方案：本发明旨在除湿机组送风段设置吸附材料组成的湿度调节段，利用调节段的吸附材料物理地蓄存水蒸气、释放水蒸气，从而平抑空气中水蒸气含量，稳定送风湿度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定除湿机组送风湿度的方法及装置，解决现有翅片管涂层吸附式除湿机组送风湿度变化幅度较大的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种稳定除湿机组送风湿度的方法，其特征在于：在除湿机送风段内设置湿度调节段。
更进一步的技术方案是设置一种由多孔介质的吸附材料组成湿度调节段：沿着送风方向由通孔状的多孔吸附材料组成。
更进一步的技术方案是其特征在于：所述通孔的形状可正六边形，正方形、长方形、圆孔状中的任意一种，边长或孔径为1～3mm，相邻孔间壁厚为0.3～0.6mm。在该尺寸条件下，既可以保证过风阻力不大，也可保证有足够质量的吸附材料参与蓄湿释湿调节。
更进一步的技术方案是所述湿度调节段沿着送风方向设置的调节段的长度10～50cm。根据所需控制的含湿量变化幅度不同，可选择不等的湿度调节段长度，要求湿度变化幅度越小，调节段的长度越长。
更进一步的技术方案是所述多孔吸附材料的骨架为活性炭、硅胶、分子筛中的一种，制作时将骨架浸泡于质量浓度20～40％的氯化锂、氯化钙或甲酸钾溶液中，烘干后吹扫表面浮盐。根据使用场合要求不同，可选择不同的搭配方式。
工作机理：
当刚完成脱附再生的翅片管涂层换热器投入吸附除湿工况时，在除湿工况的初段吸湿能力较强，经过翅片管涂层除湿后的空气含湿量较低，一般低于设定的送风湿度要求，此时湿度调节段吸附材料释放吸附在其中的水蒸气，提高送风空气湿度；
同理，在除湿工况的尾段，翅片管涂层换热器吸附能力下降，经过翅片管涂层除湿后的空气含湿量升高，通常高于设定的送风湿度要求，此时湿度调节段吸附材料吸收送风中的水蒸气，降低送风空气湿度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在除湿机组的送风口处设置湿度调节段，通过湿度调节段的吸附材料从流经的处理空气中吸收水蒸气，存储于其毛细孔中，或蒸发释放水分于流经的处理空气，进行加湿。湿度调节段在除湿机组的运行过程中，不实质性地参与除湿，主要发挥其吸附材料对机组送风湿度的调节能力，稳定流经的处理空气湿度，减小空气湿度的变化幅度，以此解决翅片管换热器除湿机组送风湿度不稳定的问题。
附图说明
图1为翅片管式涂层除湿机组含湿量变化曲线图。
图2为实施例中除湿机的主视图。
图3为实施例中除湿机的俯视图。
图4为实施例中除湿机组内部湿度调节段的安装示意图。
图5为实施例中湿度调节段的复合活性炭块大样图。
图6为实施例中露点温度对比测试曲线图。
图7为实施例中送风湿度对比测试曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
一种稳定除湿机组送风湿度的方法，如图4所示在送风段的风室内，设置一段采用氯化锂浸泡处理过的复合活性炭组成的湿度调节段，利用复合活性炭在送风道内垒砌一段10～15cm长的湿度调节段，由于氯化锂和活性炭都具备吸附除湿能力。处理后的空气通过湿度调节段的通孔时，空气中的水蒸气与活性炭及活性炭表面的氯化锂的结晶体进行热质交换。
其中，如图5所示，复合活性炭的通风孔洞为1.5～2mm的正方形孔洞，通风孔之间厚度为0.5mm的活性炭粉末压制成的骨架壁，断面的整体过风面积75～80％。
其制备方法如下：将方形活性炭块浸渍在质量浓度为40％的氯化锂溶液2小时，沥干后将活性炭块放入烘箱中120℃烘烤2小时，取出后用压缩空气吹扫复合活性炭块表面及内部通风道。然后将复合活性炭块静置于35℃相对湿度为90％环境中8小时，让复合活性炭块充分吸收水分，然后取出用压缩空气吹扫表面的液珠，吹干后再次将活性炭块放入烘箱中120℃烘烤2小时，待烘干后用压缩空气再次吹扫复合活性炭块表面及内部通风道(此步骤可模拟使用过程中可能出现的极限的潮湿环境，避免在实际使用过程出现复合活性炭块吸湿潮解，表面结露)。
在除湿工况的初段，除湿换热器处理后的干燥空气(一般比设定的送风湿度低)水蒸气分压力，比湿度调节段内吸附材料孔隙内的水蒸气分压力低，水蒸气从湿度调节段中迁移释放到除湿空气中；在除湿工况的尾段，除湿换热器处理后空气逐渐潮湿(一般会与设定的送风湿度接近或稍高)，其水蒸气分压力比湿度调节段内吸附材料孔隙内的水蒸气分压力高，水蒸气从处理的空气中迁移吸附到湿度调节段中，如此可保持处理空气稳定在设定值附近。
为验证上述湿度调节段的性能，如图2、3所示，除湿机组采用CN113108385A中公开的一种整体式翅片管涂层除湿机组，在送风段设置长度为10cm的经氯化锂浸泡处理的复合活性炭组成的湿度调节段，活性炭通风孔洞与风道平行设置，且在送风室设置温湿度传感器，参考CN113669806A一种翅片管式涂层除湿机组自适应控制方法，采用的根据翅片管式涂层换热器后的湿度变化率，来自动判断除湿工况和再生工况的切换。
设定外部测试条件为：再生热水温度59.6℃，除湿冷却水温度25.6℃，再生进风和除湿进风温度条件相同：干球温度29.2℃，露点温度20.5℃，相对湿度59.5％，绝对含湿量为15.2g/kg，通过进行对比测试验证了设置湿度调节段后效果显著。测试结果如图6、7，从测试结果可以看出，设置湿度调节段之后，送风的露点温度和绝对含湿量基本维持稳定，露点温度维持在14.5℃左右，含湿量维持在10g/kg左右，满足舒适性空调的送风含湿量变化在±1g/kg的要求。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件或布局进行多种变形和改进。除了对组成部件或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种稳定除湿机组送风湿度的方法，其特征在于：在除湿机送风段内设置湿度调节段。
2.根据权利要求1所述的一种稳定除湿机组送风湿度的方法，其特征在于：设置一种由多孔介质的吸附材料组成湿度调节段，其沿着送风方向由通孔状的多孔吸附材料组成。
3.根据权利要求2所述一种稳定除湿机组送风湿度的方法，其特征在于：所述通孔的形状可正六边形，正方形、长方形、圆孔状中的任意一种，边长或孔径为1～3mm，相邻孔间壁厚为0.3～0.6mm。
4.根据权利要求2所述一种稳定除湿机组送风湿度的方法，其特征在于：所述湿度调节段沿着送风方向设置的调节段的长度10～50cm。
5.根据权利要求2所述一种稳定除湿机组送风湿度的方法，其特征在于：所述多孔吸附材料的骨架为活性炭、硅胶、分子筛中的一种，制作时将骨架浸泡于质量浓度20～40％的氯化锂、氯化钙或甲酸钾溶液中，烘干后吹扫表面浮盐。
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