洁净间为什么要控制湿度,以及如何除湿?

这几天广州特别冷,遭遇断崖跳水式的气温大反转,从短袖直接进入棉袄状态,冷得我啊,都不想写文章接着装B了,呵呵。

上周文章发了后,收到一些反馈,关于湿度问题的,一个问题是高温条件下,会不会存在液态水?它的一个例子就是水蒸气,水蒸气是高温的,但是它还是会的水出来哦。所以有干蒸汽和湿蒸汽之分,蒸汽疏水在整个蒸汽系统中才会那么高的系统造价比例。

闲话休扯,言归正传,上一节我们调了湿度的概念,包括绝对湿度(含湿量),相对湿度(百分比),以及露点(温度)之间的关系。这一节,我们谈一谈我们洁净间里为什么要控制温湿度,以及如何进行湿度控制。

大家都知道,按我们一般的正常理解,温湿度的控制主要是两方面的:一个是人员的舒适度问题:相对湿度在40%至60%的范围是人类感觉舒适的适度范围,湿度过高会使人觉得气闷,而湿度低于30%则会让人感觉干燥,皮肤皲裂,呼吸道不适以及情感上的不快;另一个则是微生物问题,大家都知道,在温湿的环境中,微生物特别容易滋生,细菌和其他生物污染(霉菌,病毒,真菌,螨虫)在相对湿度超过60%的环境中可以活跃地繁殖。一些菌群在相对湿度超过30%时就可以增长。在相对湿度处于40%至60%的范围之间时,可以使细菌的影响以及呼吸道感染降至最低。仅仅是这样吗?当然不。

某一次会议中,听到一位同行的烦恼:车间湿度控制不好,药品制粒深受影响。仔细进一步沟通后才知道,他们的原材料还是亲水性的,也就是对于空气中的水气,也是吸附能力很强的。很多化学反应的速度,包括腐蚀过程,随着相对湿度的增高而加快。

当然,还存在一个问题,不知道大家是否有发现,家里的沙发,门把手等,在冬天会时不时地电你一下,有时候还会产生不电火花……而这种现象在其它季节好像并没有发生。这是因为冬天空气中水气被冷凝出来,空气相对干燥,而较低的湿度比较适合电荷的积累并成为潜在的具有破坏性的静电释放源。有数据表明,当相对湿度小于30%时,它们可以在绝缘体或者未接地的表面上持续存在很长一段时间。而当相对湿度超过50%时,静电荷开始迅速消散。这一点对很多电子厂的影响特别大,所以,就算电子厂对微生物控制要求不高,依然需要控制湿度。

综合上述原因,由于湿度影响:细菌生长、工作人员感到 室温舒适性、出现静电荷影响、出现金属腐蚀影响、同时水汽冷凝影响、物料吸水性影响、以及其它功能操作影响。我们需要控制洁净室的湿度。而温度对于相对湿度而言,影响特别大,因此将同步控制温度。【如果抛开特定温度,以及压力条件,去谈的湿度,那只能是绝对湿度的概念,对于相对湿度而言,是没有任何意义的。不明白这一点的,可以查看上周二的文章介绍】。

下面,我们再谈一谈如何除湿。在生活中,我们有很多的除湿方式,包括通风、升温、冷冻、溶液、固体、干式除湿,以及混合除湿等等。

第一是通风:自室外引入较为干燥的空气,向室外排出相对潮湿的空气,以置换、混合的方式降低室内湿度。这是我们大家常用的方式,特别是在春季的梅雨天气,它不需要任何消耗,经济、简单,只要室外空气比干燥就可以,控制湿度的精度不高,当然,对温度要求也不能有太高要求。

第二是升温:通过加热器加热空气升温,使气体热胀,由于空气的绝对含湿量不变,温度上升,体积增加时,空气中的相对湿度就降低了。这种除湿方法简单易行,投资运行费用不高,但它升高了空气温度同时要求尽可能少地引入新低温空气,以致于空气不新鲜,对于室内温度要求低的情况下可以采用。

第三是冷冻:通过冷表面冷却空气温度下降至露点以下,使空气冷缩,就像我们洗衣后拧干一样,使水蒸气冷凝析出。这种方法除湿性能稳定可靠,可以连续工作。这就是我们家里空调在夏天制冷时,排水冷凝水。使室内温度降低的同时,除了一部分湿。由于它需要制冷,设备运行费较高,且受到冷水温度及冷却效率的限制,在露点温度高于4℃的情况下,才能使用。如果再低,该方式将无能为力。

第四是使用溶液或固体:使用溶液时是利用低温除湿溶液吸收高温潮湿空气中的水分,再生时将除湿溶液加热升温,与相对低温和干燥的空气接触后排出水分。溶液除湿效果好,能连续工作,兼有清洁空气功能,但设备比较复杂,初投资高,再生时需要热源,冷却水耗量大。溶液除湿适用于除湿量大、室内显热比小于60%、空气出口露点温度低于5℃的场合。

使用固体时是利用某些固体物质表面的毛细管作用,或相变时的蒸汽分压力差吸附或吸收空气中的水分。固体除湿设备简单,投资和运行费用较低,但除湿性能不太稳定,并随时间的增加而下降,需要再生,适用于除湿量小、要求露点温度低于4℃的场合。这在我们生活中是常用的,特别是小时候家里存零食的缸里,放上几块生石灰(白色多孔结晶体),学名无水氯化钙CaCl2,还可以使用火烤再生的呢!当然,还有吸湿用活性炭啊,硅胶啊之类的。

第四是干式除湿,它实际上也是固体除湿,通过吸湿材料加工成的载体如氯化锂转轮,在水蒸气分压力差的作用下吸收或吸附空气中的水分。干式除湿吸湿面积大,性能稳定,能连续除湿,湿度可调,除湿量大,能全自动运行但设备较复杂,并需要再生。干式除湿可在-30~40℃范围内有效除湿;随着温度降低,氯化锂可含的结晶水增多,因此在低温低湿状态下有良好的除湿效果。(氯化锂转轮除湿是最典型的干式除湿,氯化锂吸收空气中的水分为结晶水,而不变成水溶液,也就是“干式”,不会产生水溶液对设备的腐蚀,同时无需添加和补充除湿剂,是一种理想的除湿设备,氯化锂转轮除湿的工作原理:载有吸湿剂的转轮分为工作区和再生区。常温下,需要处理的空气流经工作区时,其中的水分被吸湿剂吸附后送出;再生空气经加热后流经转轮的再生区,将吸湿剂中的水分脱附后排出。)

从上述的描述中,我们可以发现,在空调系统中,其除湿是冷冻除湿。要提高除湿效果,往往使用较低温度的冷冻水,同时增加热水盘管的升温方式,等。如果在特别的场合,还需要结合使用多种除湿方式才能达到生产工艺要求。当然,洁净间内还是有一部分显热的,这部分热量,在实际的控制中,也是需要考虑在控制系统中的。

今天就写这么多吧,超负荷了,脚冻得慌。

洁净间为什么要控制湿度,以及如何除湿?

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