除湿机的原理及应用

通过他们的操作,除湿机从调节空气中提取水分。这种收集的水(通常称为冷凝水)通常不用于饮用,并且通常被废弃或重新用作灰水。一些设计,如离子膜除湿机,可将多余的水分以蒸汽而不是液体的形式处理。除湿机的能源效率差别很大。

热凝结除湿    

这些方法依赖于通过冷表面抽取空气。由于水的饱和蒸汽压随着温度的降低而降低,空气中的水凝结在表面上,使水与空气分离。

机械/冷冻  

机械/冷藏除湿机是最常见的类型,通常通过在带有风扇的冷藏盘管上方抽取湿空气来工作。制冷装置的冷蒸发器盘管冷凝被除去的水,然后空气被冷凝器盘管再加热。现在除湿,再加热的空气被释放到房间里。此过程在高露点温度的较高环境温度下最有效地工作。在寒冷的气候下,这一过程效果不佳。它在相对湿度超过45%时最为有效; 如果空气冷的话会更高  需要引证 。

这种除湿器与标准空调器的不同之处在于,蒸发器和冷凝器都放置在相同的空气路径中。由于标准空调的冷凝器盘管向外部释放热量,所以标准空调将热能传送出房间。但是,由于除湿机的所有部件都在同一个房间内,因此不会除去热能。相反,电功率通过除湿器消耗保持在室温,高温,所以房间实际加热,正如由一个电加热器,吸引功率的相同的量。

另外,如果房间内有水冷凝,则蒸发该水所需的热量也会在室内重新释放(汽化潜热)。除湿过程与通过蒸发冷却器向房间内添加水相反,而是释放热量。因此,室内除湿机通常会通过冷凝和除水来间接加热房间并降低相对湿度,并且更直接地降低湿度。

温暖潮湿的空气被吸入单元A中。该空气进入横流式板式热交换器(B),其中大部分显热传递给冷却的供应空气流。这个过程使抽取的空气接近饱和。然后空气进入抽风机(C)的增压室,其中一部分可能被排出到外面。被拒绝的数量可以变化,可以通过有关新鲜空气要求的立法或通过保持新鲜无异味环境的要求来确定。然后平衡的空气进入热泵的蒸发器盘管,在那里被冷却并且水分被冷凝。这个过程为制冷回路产生大量的潜能。然后引入新鲜空气以取代提取的量,并将混合物由供气扇(G)排出到横流板式交换器(B),在横流板式交换器处由池中的抽出空气加热。这个预热的空气然后通过热泵冷凝器(F),在这里通过在冷凝过程中除去的潜能以及输入到压缩机的能量加热。温暖的干燥空气然后排入室内。

传统空调  

传统的空调器与机械/制冷除湿器非常相似,并且在冷却空气时固有地起着除湿器的作用。 在空调机中,但是,空气通过冷的蒸发器盘管,然后直接进入房间。它不会像冷藏除湿器那样通过冷凝器而被重新加热。相反,制冷剂被压缩机泵送到位于待调节室外部的冷凝器,然后热量释放到外部空气中。传统空调使用额外的能量将空气排出室外,并且新空气可以具有比房间需要更多的湿气,例如已经在空气中保持大量湿气的泳池室。

在空调器中冷凝在蒸发器上的水通常被引导以从调节空间中除去提取的水。较新的高效窗户单元使用冷凝水通过将水蒸发到室外空气中来帮助冷却冷凝器盘管,而较老的单元允许水外部滴落。

喷雾除湿机

当水冷却到大气露点以下时,大气中的水会比水中蒸发的水更快地冷凝。 喷雾除湿机将冷水和空气喷雾混合以捕获大气中的水分。它们还捕获花粉等污染物和污染物,为此它们有时称为“空气清洗机”。

暂时除湿机

由于窗式空调机组具有冷凝器和膨胀单元,因此其中一些可作为临时除湿器使用,将其排出的热量送回与冷却空气相同的房间,而不是外部环境。如果从冷却盘管中排出的冷凝水从室内排出,其结果将是室内空气干燥但温度稍微升高。

然而,许多窗式空调设计成通过将其重新蒸发到排气流中来处理冷凝水,这消除了由冷却盘管上的水分冷凝引起的空气湿度降低。要作为除湿机有效,必须对空调进行设计或改造,使大部分或全部冷凝水以液态形式排出,而不是重新蒸发。即使冷凝水被排出,改造后的空调器的效率也不如具有优化的除湿设计的单用途电器。除湿机设计用于将空气直接通过冷却盘管,然后将加热盘管高效地通过设备。

另外,大多数空调都由感应温度的恒温器控制,而不是感应湿度的恒湿器,通常用于控制除湿器。恒温器不是设计用于控制湿度的,并且如果有的话控制不好。

冰堆积    

在一定的温度和湿度条件下,可以在制冷除湿机的蒸发器盘管上形成冰。积冰会妨碍气流并最终形成包裹线圈的固体块。这种积聚妨碍了除湿机的有效运行,并且如果冷凝水从积聚的冰中滴落而不进入收集托盘,可能会造成水损坏。在极端情况下,冰可能会使机械元件变形或扭曲,从而造成永久性损坏。

质量更好的除湿机可能有霜或冰传感器。这些将关闭机器并使冰覆盖的线圈升温并解冻。一旦解冻,机器将自动重启。大多数冰块传感器都是简单的热敏开关,并不直接感知是否存在积冰。另一种设计可以感知阻碍的气流并以类似的方式关闭冷却盘管。

热电除湿器    

热电除湿器使用珀耳帖热泵来冷却表面并冷凝空气中的水蒸气。与带有机械压缩机的除湿机相比,该设计更简单并且具有更安静的优势。但是,由于其性能系数相对较差 ,该设计主要用于小型除湿机。积冰可能是一个问题,类似于制冷除湿机的问题。

便携式吸附式除湿机

这个过程使用一种称为干燥剂的特殊湿度吸收材料,它暴露在空气中进行调节。然后将湿度饱和的材料移动到不同的位置,在那里“充电”以驱除湿气,典型地通过加热它。干燥剂可以安装在皮带或其他运输周期中的运输工具上。

根据吸收原理工作的除湿机特别适用于低温下的高湿度。它们经常用于工业的各个部门,因为湿度可以达到35%以下。

由于缺少压缩机部件,干燥剂除湿机通常比压缩机除湿机更轻,更安静 7 。干燥剂除湿机也可以在比压缩机除湿机更低的温度下运行,因为该单元缺少在低温下无法从空气中提取水分的线圈。

离子膜除湿    

离子膜可用于将湿气移入或移出密封外壳,在分子水平上操作而不涉及可见液态水。

固体聚合物电解质(SPE)膜是一种低功耗,稳态的除湿机,用于维护困难的封闭区域。电解过程从8立方米(280立方英尺)的0.2立方米(7立方英尺)空间至58克/天的除湿能力提供0.2克/天的除湿能力。固相萃取系统通常不具备高脱水能力,但由于水蒸气通过电解除去,因此该过程无需维护。该过程还需要很少的电能来运行,不需要移动部件,使得离子膜在操作中保持沉默并且在很长一段时间内非常可靠。SPE除湿机通常用于保护敏感电子元件,医疗设备,博物馆标本或科学仪器免受潮湿环境的影响。

SPE由质子导电固体聚合物电解质和多孔电极组成,催化层由贵金属颗粒组成。当将电压施加到附着到膜上的多孔电极,在水分阳极侧(除湿侧)离解成氢离子(H +)和氧气。氢离子通过膜迁移到阴极(放湿)侧,在那里它们与空气中的氧反应,导致水分子(蒸气)被排出。

冷凝物  

部分拆卸的便携式除湿机,冷凝水桶和中央可见的白色浮子传感器

处置  

传统上使用冷凝技术的产品一直使用冷空气,其中暖空气中的湿气被冷凝。今天,热凝结技术可以在零度以下的温度下对空气进行除湿。这使得热凝结在所有温度下同样有效。

大多数便携式除湿机配备了冷凝液收集容器,通常带有一个浮子传感器,用于检测收集容器何时已满,关闭除湿器并防止收集水溢出。在温暖潮湿的环境中,这些水桶通常会在8-12小时内充满水,并且可能需要每天手动清空并更换数次,以确保持续运行。

许多便携式除湿机也可以通过软管将冷凝液滴液输出直接连接到排水管。一些除湿机型号可以连接到管道排水管或使用内置水泵在收集水分时自行排空。可替代地,一个单独的冷凝泵可用于收集的水移动到处置位置时重力排水是不可能的。

中央空调机组通常需要连接到排水管,因为这些系统产生的冷凝水量随着时间的推移可能非常大。如果冷凝水直接进入下水道系统,应该适当地封闭。否则,背压会让气味或下水道气体进入建筑物。不应将冷凝物导入房屋的化粪池系统,因为大型中央空调系统排出的水不需要通过化粪池系统进行处理。如果空气处理器的高度(包含蒸发器)位于地面以上或房屋的阁楼上时,冷凝水管线通常也会被引入雨水槽。位于房屋地下室的空气处理机需要冷凝泵将水泵入地面。

可用性    

通常,除湿器水被认为是一种相当干净的灰水:不适合饮用,但可用于浇灌植物,但不适用于花园蔬菜。 健康问题是: 水中可能含有来自焊料和其他金属部件的痕量金属,最显着的铅(这是非常危险的),但也包括铜,铝或锌。痕量金属如果用于食用植物,可能会造成危险,因为它们可以生物累积。但是,这种水可用于灌溉非食用植物。
包括真菌孢子在内的各种病原体可能积聚在水中,特别是由于其滞留。与蒸馏水生产不同,水不沸腾,会杀死病原体(包括细菌)。与蒸馏水一样,有益的矿物质基本上不存在。食品级除湿机也被称为大气水发生器,旨在避免有毒金属污染,并保持所有水接触表面清洁。这些设备主要用于生产纯净水,而除湿效果被认为是其操作的次要因素。

维护  

如果冷凝水自动处理,大多数除湿机需要很少的维护。由于通过设备的气流量大,需要清除积尘,因此不会阻碍气流; 许多设计具有可拆卸和可清洗的空气过滤器。冷凝液收集盘和容器可能需要偶尔清洗以除去碎屑堆积并防止排水通道堵塞,这会导致漏水和溢出。

应用程序

用于办公室和家庭的大型工业除湿机,住宅中的相对湿度最好在30至50%的范围内。

家庭和办公室

建筑物内的除湿可以控制:

过度的身体排汗积聚,不能在潮湿饱和的空气中蒸发从冷水管道凝结滴落家具和门的翘曲和粘连霉菌和霉菌,这会导致洗衣,书籍和家具发展霉味衣服蛾,跳蚤,蟑螂,木虱,千足虫和尘螨,它们在潮湿条件下茁壮成长地下室,爬网空间,厨房,卧室,浴室,温泉或室内游泳池区,仓库,工作坊

工业流程    

除湿机用于工业气候室,以减少许多工业应用中的相对湿度和露点,从废水和淡水处理厂到湿度控制至关重要的室内种植室。

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