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除湿系统知识(二) [2007-11-16]来源:正岛电器
         大部份的固态材料都会吸湿。例如,塑料尼龙可以吸收本身重量6%的水气,石膏建筑板也会储存大量的水蒸气,这些材料与商用吸湿剂最大的不同在于吸湿能力,吸湿剂可以吸收超过10,000 %本身重量的水气,成为极有效率的除湿装置。

  吸湿剂的重要特征为其低表面蒸气压力。如果吸湿剂又干又冷时,它的表面蒸气压很低且很容易吸收空气中的水份。当吸湿剂是既湿且热时,表面蒸气压很高,会将表面的水份释放至空气中。水气进出吸湿剂是由表面水蒸气压力而定。

  吸湿剂可以是固体或液体,两者都可以吸收湿气。例如常见在商品中的小包干燥剂即是使用硅胶,属于固态吸湿剂。另外三乙烯乙二醇防冻液也是极强的吸湿剂,属于液态吸湿剂。液体与固体的吸湿机制相同,它们的表面水蒸气压力与本身温度及水份含量有关。

  种类不同的吸湿剂之间有个很微妙的差别,在于它们与湿气间的反应。有些反应很简单,就像海绵吸水一样,水份被留在海绵中的细小缝隙,这些吸湿剂叫做吸附剂,通常为固体。硅胶是固体吸收剂的一个例子。

  除了上述简单的机制之外,有些吸湿剂可能会经历物理与化学反应,它们被称为吸收剂,通常为液体或吸湿后会变为液体的固状物。

  氯化锂是一种吸湿的盐类,藉由吸收的方式吸收湿气,氯化钠也是一种。

  当空气被除湿时会释放出热,在冷却除湿系统中,这现象并不明显,因为热很快会被冷却管排带走。而在吸湿剂系统中,热会传给空气与吸湿剂,所以离开吸湿剂的空气温度会比进入时来得高。

  温度升高的程度与除湿量有关,除湿量愈多,温度愈高。

  以下例说明吸湿剂除湿过程。空气进入除湿机的状态为25℃与50%RH,吸湿后,干球温度上升且湿度下降,所以空气的总能(焓)是不变的。但在实际上,总能量会稍微增加,因为化学反应热会进入空气。在很多应用场合,出风温度升高没什么关系,但在某些地方,额外的显热没有好处,因此在送到最终目的前必须加以冷却。在工业中有四种常用的吸湿剂系统,各有优缺点,目前最广为应用的是蜂巢旋转式。

吸湿剂转子

  瑞典工程师与科学家Carl Munter在50年前首次发表了吸湿剂转子的专利。目前吸湿转子的技术已可达到-70℃的露点温度(0.002 g/kg)。见图1。

                                                           正岛除湿机

转子的设计限制并非在材料的使用,而是在如何防止设备中的交叉泄漏。

  无论使用何种吸湿剂或转子的组合方式,其操作原理是相同的。见图2。

                                                      正岛抽湿机

 吸湿剂充填于半陶磁结构中,外表像是波浪纸板卷成的轮子。此轮子缓慢于除湿与脱湿的两道空气流中转动。

  制程空气流经过波浪所形成的细槽中,结构中的吸湿剂会吸收或吸附空气中的水气。当吸湿剂吸收水份后,表面蒸气压会上升,此时轮子转动到脱湿的另一边时,吸湿剂会被热空气加热,表面的蒸气压会更高,而将湿气释放于空气中。

  在脱湿过程之后,热的吸湿剂会转回制程空气流中,一小部份的制程空气会将其冷却,于是它又可以吸收其它制程空气中的水份。

  此型式与其它吸湿系统比较,有几个好处。它是多孔的结构,质地较轻,许多种不同的吸湿剂─液体或固体─可充填于其中,可让转子应用于各种不同用途。由于结构中的细槽很像各自独立的风道,可提供最大的干燥面积,也可以减少不少的静压损失。

  可以藉由不同的吸湿剂制造出低露点温度高除湿能力的转子。因为转子的除湿能力比其质量大,因此能源效率很高。

  有个令人关心的是成本的问题,除湿轮的制作成本较高,且维护时要特别小心不要伤害到本体,然而高初置成本可被它的多项优点平衡掉,例如高效率、系统简单、可靠度高、易于维护等。

吸湿剂与冷却除湿机

  在许多状况下,吸湿剂与冷却除湿机皆可达到除湿的目的。要用哪一种系统最恰当呢?这答案不易回答,但有一些基本的准则可参考:

  • 两系统合并使用是最经济的方法,两者的优缺点可以互补。
  • 电力消耗与热能使用的成本是决定两系统最佳比例的因素。吸湿剂除湿机可以使用蒸气、瓦斯或电力来作为脱湿的热源。在热能便宜而电力较贵的地区,可以采用吸湿剂除湿机。
  • 冷却除湿于高温高湿的环境中是较为经济的系统,但因为有冷凝水结冰的问题,它们很少应用于露点温度低于5℃的场合。
  • 吸湿剂系统通常用于露点5℃或以下的场合,它是相当容易控制的系统。

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