邢台冬天去哪玩 邢台冬天去哪玩好玩( 三 )


2.1.2 风冷冷冻除湿机工作中的物理化学原理
室内冷冻除湿的进行,首先需要一个低温表面,这就是蒸发器表面 。将除湿机看成系统,房间就是环境,由于它与环境之间既有能量交换又有物质交换,故为敞开系统 。除湿机的压缩机开始工作后,根据热力学排名定律,能量不可能凭空消失或增加,环境对系统做的电功转化为制冷剂的内能,制冷剂成为了高温高压的气体 。通常制冷剂的沸点较低,R-12的沸点为-29.78 ℃,R-134a的沸点为-26.1 ℃ 。当从毛细管出来的低温低压液态制冷剂进入蒸发器,其温度会在蒸发器内回升,在低压条件下温度升至沸点,气化成为了可能 。制冷剂在蒸发器内的气化过程是一个吸热过程,热量从蒸发器表面的环境中获得 。工质大量气化需要吸收大量的热,这使得蒸发器表面的温度迅速下降,从而获得了水蒸气的冷凝表面 。
由水的相图得知,在保持外压不变的情况下降低外界温度至露点,水会在露点发生相态变化,由气态变为液态 。由于风机的工作,压力差将室内的湿热空气不断地送到温度低至露点的蒸发器表面,使水蒸气的冷凝能够持续进行,离开蒸发器表面的空气变得干冷 。26 ℃含湿量为15.0 g/kg的湿热空气通过蒸发器后,温度降为15 ℃,含湿量降低到10.5 g/kg[8] 。除湿机工作一段时间后,室内的相对湿度由70%降到了50% 。
随着传质的进行,蒸发器表面的冷凝水逐渐增多,水在没有经处理的铝材表面的接触角为70~90 ° [9],表明水冷凝后会以半球状水珠的形式附着在铝制蒸发器表面,甚至出现“水桥”现象 。该现象的发生,会增加通风阻力,增大除湿噪音,降低换热效率 。为避免该现象的出现,通常在蒸发器表面附着0.1 mm的亲水铝箔,水在该材料表面上形成的接触角能降低到10 °,从而能在蒸发器表面形成均匀的水膜,随后聚集到积水盒中储存,完成室内除湿 。
2.2 转轮除湿机——固体吸附除湿
2.2.1 转轮除湿机的工作原理
转轮除湿机因其具备处理低温低湿空气的能力及除湿量高的特点,而被银行、档案馆等办公场所定为室内除湿的首选设备 。对于进风工况为32 ℃,相对湿度65%的空气,风冷冷冻除湿机的除湿量为28 kg/h,而转轮除湿机为48 kg/h [10] 。转轮除湿机由除湿转轮、传动装置、风机、外壳、过滤器及加热器组成[11] 。转轮分为270 °扇形区域的处理区,和90 °扇形区域的再生区 。当转轮缓慢运行时,潮湿的空气被风机吸入处理区进行除湿,干燥后的空气离开转轮进入室内 。吸附了大量水蒸气的转轮进入再生区后,被逆向吹入升温后的热空气,以此加快转轮中水分子的解吸,恢复转轮的吸湿能力 。解吸出来的水蒸气随着风机的工作排出室外,完成室内除湿 。
2.2.2 固体吸附除湿中的物理化学原理
转轮除湿机的关键部件是蜂窝状除湿转轮,转轮由特殊的耐热复合材料制成,转轮内通常载有固体吸附剂硅胶、分子筛、活性氧化铝等粉末材料[12~15],这些材料均因具有多孔结构而具备巨大的吸附表面 。物理化学将具有吸附能力的物质称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质 。吸附的发生需要传质,根据化学势判据,传质是从化学势高的一端向化学势低的一端进行 。气体化学势的表达式如式(1)所示 。
式(1)表明当其他条件相同时,B物质的压力越大其化学势越高 。空气中水蒸气的压力明显大于吸附剂中水蒸气的压力,因此水蒸气的传质方向应从空气流向吸附剂表面 。固体表面和液体表面一样具有较高的表面能 。从热力学角度看,在恒定温度、压力下,系统总是力图降低表面能来达到稳定状态 。而固体表面不能像液体表面一样收缩表面积,只能通过吸引其他分子掩盖自身表面来降低表面能,加上水分子与固体表面分子间的作用力,硅胶、分子筛等吸附剂就具有了吸附能力 。