专利名称：一种非接触式加湿/减湿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加湿/减湿装置，具体是非接触式空气的加湿/减湿装置。
背景技术：
除温度外，湿度是关系到居室舒适性的另一项重要指标。夏天，人们需要对室内空气进行减湿；冬天，人们则需要对室内空气进行加湿。过高的湿度环境或过低的湿度环境都会增加人体的不舒适感，还会导致建筑物内部某些病毒和细菌的大量繁殖。另外，工业上，许多生产过程能否正确进行，很大程度上也取决于湿度参数，许多生产工艺对湿度的要求也很严格。
目前应用最为广泛的加湿方法是利用超声波雾化器来对空气加湿。它利用高频电流从水中向水面发射具有一定强度的、波长相当于红外线波长的超声波，使水面产生喷水状的细小水柱，在水柱端部形成水的细微粒子，当空气经过时，这些水的细微粒子便会吸收空气中的显热而蒸发，并同空气一起被风机喷入室内空间，从而增加空气的含湿量及相对湿度。这种加湿方法的缺点是空气直接与水接触，易引起空气夹带液体水滴，进入室内后会导致细菌的生长和家具层表面的破坏。
传统的空气减湿方法，也称除湿方法，包括冷却法除湿、固体吸附剂除湿和液体吸湿剂除湿。冷却法除湿是将湿空气冷却到露点温度以下，使空气中的水蒸气冷凝后从空气中脱除。冷却法除湿不能达到很低的露点，它需要消耗大量的能量来冷却空气，使水蒸气冷凝并带走汽化产生的潜热。固体吸附剂除湿是利用某些固体吸附剂吸湿的方法来进行除湿。某些固体吸附剂如硅胶、氧化铝、氯化钙等对水蒸气有强烈的吸附作用，当湿空气流过这些吸湿剂堆积而成的流化床时，空气中的水蒸气就被脱除，达到除湿的目的。固体吸附除湿的最大缺点是这些固体吸附剂再生困难，而且吸湿除湿装置一般都很复杂，设备的体积比较庞大，造价也高，这些原因使它们的应用受到了一定的限制。液体吸湿剂除湿是利用某些具有吸湿性的溶液来吸收空气中的水分而达到除湿目的。液体除湿再生容易，缺点是处理空气与液体吸湿剂直接接触，易引起空气夹带吸湿剂，进一步引起管道和设备的腐蚀。
公告号为CN1642837A中国发明专利申请公开说明书公开了一种家用空气加湿净化器。该空气加湿净化器工作时，外界的空气被进口处的风机吸入后经风道送入箱体，在箱体内经过水帘喷淋和水介质过滤装置，然后经过出风口排出，得到湿润清洁的空气。公告号为CN165105103A中国发明专利申请公开说明书公开了一种挥发式空气加湿装置。该空气加湿装置配置在分体落地式空调室内机的内部顶端，它是利用空调室内机内产生的快速气流来挥发水分的加湿器，具有由储水箱、导水管、排水阀门、蓄水箱构成的加湿供水系统。
公告号为CN16210564A中国发明专利申请公开说明书公开了一种能同时除湿和降温空气调节的方法和设备，即利用除湿液除湿，同时利用压缩式热泵冷却除湿液，进而在除湿液除湿的同时，冷却空气；压缩式热泵排出的冷凝热用于除湿液的再生。该发明同时涉及一种多级分段的除湿(冷却)器和再生器，实现逆流传热传质，提高效率。公告号为CN1609493A中国发明专利申请公开说明书提到了一种带热回收的空气除湿冷却装置。该发明包括由除湿模板和板式换热器的多级组成的空气除湿器、间接蒸发冷却器和空气-水换热器。由多级空气除湿器除湿后的热的干燥空气，经过与间接蒸发冷却器制备的低于室内回风湿球温度的冷水经过空气-水换热器被冷却。从空气-水换热器出来的水通过管道接入多级除湿器中的除湿出口侧板式换热器中冷却除湿溶液后返回间接蒸发冷却器。室内回风经过间接蒸发冷却器后变成湿热的空气并排出室外。
上述专利技术公开的加湿与除湿装置的共同缺点是处理空气与加湿和除湿剂直接接触，从而造成对室内设施的损害。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷与不足，提供一种能满足对空气进行非直接接触式加湿与除湿、实现处理空气与除湿剂溶液相隔离的装置。
本实用新型的目的通过下述方案实现一种非接触式加湿装置，包括液体加湿器，液体加湿器分别与室内、室外连通，所述液体加湿器包括憎水性微孔膜和加湿室，所述憎水性微孔膜由聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜等有机材料通过干湿相转化法制成，孔径为0.15～5.0μm，该憎水性微孔膜是市场可买到的，该膜将加湿室分隔成上下封闭的两个空间；所述加湿室位于憎水性微孔膜下部装有纯水。
为更好地实现本实用新型加湿的目的，所述加湿装置还包括空气加热器和蓄水箱，所述空气加热器通过室外风机与室外空气连通，所述空气加热器还与液体加湿器连接；所述蓄水箱通过溶液泵与液体加湿器进液口连接，所述蓄水箱还与液体加湿器排液口连接。
一种非接触式减湿装置，包括液体除湿器，所述液体除湿器分别与室内和室外连通，所述液体除湿器包括憎水性微孔膜和除湿室，所述憎水性微孔膜由聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜等有机材料通过干湿相转化法制成，孔径为0.15～5.0μm，该憎水性微孔膜是市场可买到的，该膜将除湿室分隔成上下封闭的两个空间；所述除湿室位于憎水性微孔膜下部装有除湿液体。
为更好地实现本实用新型除湿的目的，所述非接触式减湿装置还包括液体再生器，冷储液箱、热储液箱、换热器和蒸发冷却器，所述液体除湿器从排液口经由冷储液箱、溶液泵与液体再生器的进液口连接；所述液体再生器从排液口依次经由热储液箱、换热器、溶液泵与液体除湿器的进液口连接；所述液体除湿器还通过室外风机与室外连通。所述液体再生器包括壳体、蒸发加热器、进液管和喷淋头，所述进液管经过设在液体再生器壳体边侧上部的进液口延伸至内腔内，喷淋头固定在内腔内的进液管上；所述蒸发加热器通过边侧壳体固定，设置在内腔内，与喷淋头配合。所述换热器与冷却水管连接。所述除湿液体为LiCl溶液、LiBr溶液、CaCl2溶液中的一种或一种以上的混合液。
本实用新型的工作原理是(1)液体加湿过程通过风机，室外的空气被吸入空气加热器，加热至室温后通过加湿装置上顶盖的进气口进入加湿室，在加湿室里面盛有纯水，挥发出的水蒸气通过加湿室与顶盖之间的憎水性微孔膜对空气进行加湿。加湿后的空气从顶盖上的排气口排出，然后进入室内利用。加湿室里的纯水要定期添加与更换。
(2)液体除湿过程通过风机，室外的空气被吸入空气除湿装置，通过除湿装置上顶盖的进气口进入除湿室，在除湿室里面盛有一定浓度的LiCl溶液、LiBr溶液和/或CaCl2，这些溶液作为除湿剂具有强烈的吸水性，通过除湿室与顶盖之间的憎水性微孔性膜对空气进行除湿。除湿后的空气从顶盖上的排气口排出，进入蒸发冷却器，调节至需要的温度后，然后进入室内利用。吸收除湿后的液体，变成稀浓度的溶液，在除湿室底部经排液口排出，进入所述冷储液箱。
(3)液体再生过程开动溶液泵，从所述冷储液箱出来的液体，通过溶液泵的作用进入所述液体再生装置，经所述喷淋头淋洒到所述蒸发加热器上(该蒸发加热器既可以使用电能、蒸汽等高品位能源，又可以使用太阳能、余热等低品位能源)进行加热，实现液体的再生。蒸发出来的水份通过所述排气口排到室外；再生后的液体，恢复为原来的浓度，在壳体底部汇集后经所述排液口排出，进入所述热储液箱。
加湿时，只运行加湿过程；除湿时，同时运行除湿过程与再生过程。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点(1)能更好地实现对空气的加湿或除湿在现有的液体加湿与除湿系统中，由于液体与空气直接接触，在空气流速较大时，空气往往会夹带一定量的液滴，这些液滴会导致设备的腐蚀。本实用新型克服了这种缺点，通过在顶盖和加湿/除湿室之间夹一层憎水性微孔膜，能有效地防止液滴进入气流。
(2)结构简单，造价低本实用新型与传统装置相比，占地面积和空间体积大幅度减小，设备重量较轻，使整个系统实现小型化和室内化，投资大大降低，装置安全可靠，维修方便。
图1是本实用新型憎水性高分子膜的非接触式加湿装置结构示意图；图2是本实用新型憎水性高分子膜的非接触式减湿装置结构示意图；图3是图1所示加湿器左视图；图4是图3所示加湿器沿A-A向的剖视图；图5是图2所示除湿器左视图；图6是图5所示除湿器沿B-B向的剖视图；图7是图2所示液体再生器纵向剖视图；图8为聚偏二氟乙烯膜的SEM图。图中示出厚度为98μm、孔径为0.15μm的憎水性聚偏二氟乙烯膜的SEM图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1家居卧室的加湿，地面面积为15平方米。
如图1所示，本实用新型基于憎水性高分子膜的加湿装置包括液体加湿器3、空气加热器2和蓄水箱6，所述液体加湿器3由进气口7与空气加热器2连接，由排气口8通过室内风机4与室内空气连通，所述液体加湿器3还由进液口9通过溶液泵5与蓄水箱6连通，进液口9、排液口10均与蓄水箱6连通；所述空气加热器2通过室外风机1与室外空气连通。如图3、图4所示，液体加湿器3包括顶盖25、加湿室26、憎水性微孔膜27、壳体28，顶盖设有进气口7、排气口8，加湿室26设有进液口9、排液口10，排液口10设置在加湿室26的底部。通过室外风机1将空气送入空气加热器2加热至室温，从空气加热器2出来的空气通过进气口7进入液体加湿器3加湿。加湿时，从蓄水箱6经溶液泵5泵送纯水由进液口9流入加湿室26。在空气加湿室内，图8为透镜距离试样8mm、电子束信号是二次电子、发射电子电压为10kV、放大倍数为3000倍的憎水性聚偏二氟乙烯膜SEM图，所示憎水性微孔膜27由聚偏二氟乙烯通过干湿相转化法制成，孔径为0.15μm、厚度为98μm。加湿室26内位于憎水性微孔膜27上部的空气中水蒸气的分压小于憎水性微孔膜27下部加湿室中水蒸气的分压，形成分压差，水分子在压力差的推动作用下透过憎水性微孔膜对空气进行加湿，经过加湿后的空气通过排气口8排入室内以供利用。加湿过程中没有挥发的水经排液口10流回蓄水箱6，以供再利用。本实用新型装置加湿效果好，经测试，在20℃时，湿交换效率达到88.1％，而且由于在空气与纯水间使用了憎水性膜，避免了空气与水的直接接触，使空气中夹带的水珠减少，能有效地防止室内家具或设备因空气中含有水滴而带来的腐蚀。此外，本实用新型装置体积小，重量轻，投资少。
实施例2憎水性微孔膜27由聚醚砜通过干湿相转化法制成，孔径为0.3μm。其它同实施例3憎水性微孔膜27由聚丙烯腈通过干湿相转化法制成，孔径为0.3μm。其它同实施例1。
实施例4对化学实验室除湿，地面面积为50平方米。
如图2所示，本实用新型基于憎水性高分子膜的减湿装置包括液体除湿器12、液体再生器14、冷储液箱20、热储液箱16、换热器17和蒸发冷却器13。所述液体除湿器12从排液口24经由冷储液箱20、溶液泵19与液体再生器14的进液口36连接；液体再生器14从排液口37依次经由热储液箱16、换热器17、溶液泵19与液体除湿器12的进液口23连接；所述液体除湿器12还通过室外风机11与室外连通。液体除湿器12的排气口22连接有蒸发冷却器13，蒸发冷却器13的排气口与室内空气连通。所述液体再生器14的进气口38与室外风机15连接，排气口39与室外空气连通。所述换热器17连接有冷却水管18。
如图5、图6所示，液体除湿器12包括顶盖29、除湿室30、憎水性微孔膜31、壳体32。顶盖29上设有进气口21、排气口22，除湿室设有进液口23、排液口24，排液口24设置在除湿室30底部。
如图7所示，液体再生器14包括壳体33、蒸发加热器34、进液管35和喷淋头40。所述进液管35经过设在壳体33边侧上部的进液口36延伸至内腔41内，喷淋头40设在内腔41内的进液管35上。所述蒸发加热器34为电加热器，设置在内腔41内，与喷淋头40配合，通过边侧壳体固定。排液口37设置在壳体33的底部；排气口39设置在壳体33的顶部，进气口38设置在在壳体33上。
对室内空气除湿时，由室外风机11通过进气口21将空气送入除湿室30内位于憎水性微孔膜31上部；液体LiCl溶液从进液口23流入除湿室30内位于憎水性微孔膜31下部并挥发。所述憎水性微孔膜31由聚偏二氟乙烯通过干湿相转化法制成，其结构如图8所示。由于LiCl溶液具有强烈的吸水性，这样除湿室30内位于憎水性微孔膜31下部空气中水蒸气的分压小于除湿室30内位于憎水性微孔膜31上部水蒸气的分压，位于憎水性微孔膜31上部空气中的水分子在压力差的推动下向膜另一侧渗透，LiCl溶液吸收渗透过来的水分子，经过处理后的空气通过排气口22进入蒸发冷却器13冷却至需要的温度，然后排入室内以供利用。从除湿室30出来的液体经排液口24流入到冷储液箱20，然后通过溶液泵19经进液管35将液体送入液体再生器14，除湿盐溶液经喷淋头40喷淋到蒸发加热器34上加热，再生后的液体恢复到原来的浓度，在壳体底部汇集后通过排液口37流入热储液箱16，经换热器17换热后通过溶液泵经进液口23输送入除湿室30重新利用，蒸发后残留在壳体33内的水滴，通过风机15经进气口38送进来的空气，将水滴夹带出经由排气口39排出室外，如此循环反复。本实用新型装置除湿效果好，在20℃时，湿交换效率可达到88.8％，由于在空气与除湿液之间使用了憎水性膜，避免了空气与除湿液的直接接触，使空气中夹带的液体水珠减少，能有效地防止设备或管道因空气中含有水滴而带来的腐蚀。此外，本实用新型装置体积小，重量轻，投资少。
实施例5除湿室12的液体除湿剂为LiBr溶液，蒸发加热器为蒸汽加热器，所述憎水性微孔膜30由聚氯乙烯通过干湿相转化法制成，其它同实施例4。
实施例6除湿室12的液体除湿剂为CaCl2溶液，蒸发加热器为太阳能加热器，所述憎水性微孔膜30由聚丙稀腈通过干湿相转化法制成，其它同实施例4。
实施例7除湿室12的液体除湿剂为LiCl溶液、LiBr溶液和CaCl2溶液混合液，所述憎水性微孔膜30由聚氯乙烯通过干湿相转化法制成，蒸发加热器为蒸汽加热器，其它同实施例4。
权利要求1.一种非接触式加湿装置，包括液体加湿器，所述液体加湿器分别与室内和室外连通，其特征在于，所述液体加湿器包括憎水性微孔膜和加湿室，所述憎水性微孔膜将加湿室分隔成上下封闭的两个空间，其孔径为0.15～5.0μm；位于憎水性微孔膜下部的加湿室装有纯水。
2.根据权利要求1所述加湿装置，其特征在于，所述加湿装置还包括空气加热器和蓄水箱，所述空气加热器通过室外风机与室外空气连通，所述空气加热器还与液体加湿器连接；所述蓄水箱通过溶液泵与液体加湿器进液口连接，所述蓄水箱还与液体加湿器排液口连接。
3.一种非接触式减湿装置，包括液体除湿器，所述液体除湿器分别与室内和室外连通，其特征在于，所述液体除湿器包括憎水性微孔膜和除湿室，所述憎水性微孔膜将除湿室分隔成上下封闭的两个空间，其孔径为0.15～5.0μm；位于憎水性微孔膜下部的除湿室装有除湿液体。
4.按权利要求3所述非接触式减湿装置，其特征在于所述除湿液体为LiCl溶液、LiBr溶液、CaCl2溶液中的一种或一种以上的混合液。
5.根据权利要求3所述的减湿装置，其特征在于，该装置还包括液体再生器，冷储液箱、热储液箱、换热器和蒸发冷却器，所述液体除湿器从排液口顺序经过冷储液箱、溶液泵与液体再生器的进液口连接；所述液体再生器从排液口依次经由热储液箱、换热器、溶液泵与液体除湿器的进液口连接；所述液体除湿器还通过室外风机与室外连通。
6.根据权利要求5所述的减湿装置，其特征在于，所述液体再生器包括壳体、蒸发加热器、进液管和喷淋头，所述进液管经过设在液体再生器壳体边侧上部的进液口延伸至内腔内，喷淋头固定在内腔内的进液管上；所述蒸发加热器与喷淋头配合，通过边侧壳体固定，设置在内腔内。
7.根据权利要求5所述的减湿装置，其特征在于，所述换热器与冷却水管连接。
专利摘要本实用新型涉及一种加湿、减湿装置，具体是基于憎水性高分子膜的加湿、减湿装置。非接触式加湿、减湿装置包括液体加湿、除湿器，液体加湿或除湿器分别与室内、室外空气相连通，该液体加湿或除湿器包括憎水性微孔膜，该憎水性微孔膜由聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜通过干湿相转化法制成，孔径为0.15～5.0μm，该膜将加湿室或除湿室分隔成上下封闭的两个空间；本加湿或除湿装置有效地避免了空气与加湿剂或除湿剂的直接接触，能有效地防止室内家具或设备因空气中含有加湿剂或除湿剂而带来的腐蚀。同时，该装置结构简单，造价低，安全可靠，维修方便，装置体积小，适用范围更广。
文档编号F24F6/02GK2833396SQ20052006143
公开日2006年11月1日 申请日期2005年7月15日 优先权日2005年7月15日
发明者张立志, 张炎 申请人:华南理工大学