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CN113864906B - 除湿机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了除湿机，包括外壳、水箱、旋转盘、滤芯、冷凝器、加热器和风扇；水箱设置在外壳下方，风扇设置在外壳上方，旋转盘设置在水箱上方，滤芯设置在外壳内部，且在旋转盘上；冷凝器设置在外壳外侧，且冷凝器与水箱之间设置导引管，加热器设置在滤芯靠近冷凝器的一侧；其中，滤芯采用HEPA材料，且在HEPA材料表面覆盖一层Fe‑SHC膜；本发明提供了一种结构简单，使用方便，节约能源的除湿机。

Description

除湿机
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，更具体的说，它涉及除湿机。
背景技术
目前采用的制冷系统主要为压缩式、吸收式、吸附式以及蒸汽喷射式制冷系统。上述制冷系统的热力学基本原理均为逆卡诺循环，选取低沸点制冷剂、二元溶液等作为制冷工质，通过制冷剂蒸发/解吸的吸热过程以及冷凝/吸收的放热过程实现连续的制冷循环。被冷却工质(水、空气等)在蒸发器内与制冷工质换热降温，以此获得冷量。
然而，传统的空气调节手段对功耗要求较高，在获取冷量的过程中，制冷剂与被冷却工质间存在的换热温差会不可避免地产生不可逆热损失。同时，压缩式制冷系统需要专用的压缩设备，吸收式、吸附式以及蒸汽喷射式制冷系统由于换热问题存在设备体积较大、能效比低等问题，在应用上受到很大的限制。此外，目前采用的吸收式空气除湿装置主要为氯化锂溶液除湿装置，该装置在使用中须对空气进行过滤净化，否则会对氯化锂溶液造成污染，影响装置性能。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种结构简单，使用方便，节约能源的除湿机。
本发明的技术方案如下：
除湿机，包括外壳、水箱、旋转盘、滤芯、冷凝器、加热器和风扇；水箱设置在外壳下方，风扇设置在外壳上方，旋转盘设置在水箱上方，滤芯设置在外壳内部，且在旋转盘上；冷凝器设置在外壳外侧，且冷凝器与水箱之间设置导引管，加热器设置在滤芯靠近冷凝器的一侧；
其中，滤芯采用HEPA材料，且在HEPA材料表面覆盖一层Fe-SHC膜。
进一步的，Fe-SHC膜的具体制备过程如下：将三氯化铁溶解在酒精中，超声10分钟，形成氯化铁溶液，再将乙醇胺逐滴滴入该溶液中，并在加热器上不停加热搅拌直至无沉淀物，将该混合液倒入玻璃器皿中，加热形成光滑薄膜即Fe-SHC膜，最后通过工艺附在滤芯表面。
进一步的，Fe-SHC膜的具体制备过程如下：将三氯化铁溶解在酒精中，超声10分钟，形成氯化铁溶液，再将乙醇胺逐滴滴入该溶液中，并在加热器上不停加热搅拌直至无沉淀物，将滤芯浸在该混合液里，然后拿出放进真空烤箱，直至在滤芯表面形成薄膜即Fe-SHC膜。
进一步的，烤箱温度设置在70℃条件下，加热时间在10小时以上，以形成薄膜为标准。
进一步的，无水氯化铁与乙醇胺的摩尔比为4：3。
本发明相比现有技术优点在于：
本发明提供了一种结构简单，使用方便，节约能源的除湿机。且本发明本方案的除湿机不仅去除了传统除湿机中的压缩机，实现了能耗的有效降低，并且有着吸热降温的效果，具有了其它除湿机不曾拥有的降温功能，而且通过冷凝器的使用达到搜集液化淡水的作用。整体成本又远低于传统除湿器。
附图说明
图1为本发明除湿机整体示意图；
图2为本发明除湿机部分爆炸示意图；
图3为本发明滤芯爆炸示意图；
图4为本发明滤芯本体部分示意图；
图5为本发明风扇示意图；
图6为本发明外壳、风扇示意图；
图7为本发明Fe-SHC膜吸热对比实验图；
图8为本发明Fe-SHC膜制备过程示意图。
附图标记：外壳1、进气口11、槽口12、水箱2、缺口21、连接杆22、旋转盘3、转盘31、旋转卡槽32、滤芯4、上盖41、下盖42、滤芯本体43、冷凝器5和风扇6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图8所示，除湿机，包括外壳1、水箱2、旋转盘313、滤芯4、冷凝器5、加热器和风扇6；水箱2设置在外壳1下方，风扇6设置在外壳1上方，旋转盘313设置在水箱2上方，滤芯4设置在外壳1内部，且在旋转盘313上；冷凝器5设置在外壳1外侧，且冷凝器5与水箱2之间设置导引管，加热器设置在滤芯4靠近冷凝器5的一侧（图中未示）。外壳1与冷凝器5相对的一侧设置进气口11，进气口11上设置网格状防尘结构，一般直接在一体的外壳1上选择一个区域均匀分布设置小孔，整体层网格状，便于阻挡一定的尘埃，也可以开一个进气口11，进气口11上设置可拆卸的防尘架，即只要能实现空气进入的流通，又能阻挡一定的尘埃即可。
具体原理如下，湿空气被连续从进气口11吸入滤芯4，由滤芯4过滤后，干燥的空气被从风扇6出输送出去，其中通过风扇6的转动就能实现与进气口11的流通，将环境中的湿空气源源不断的吸入。其中，滤芯4将开放的室内环境中通过的水分被吸收，以实现除湿功能。同时，当除湿滤芯4转动通过加热器时，吸附的水分被释放并转移到冷凝器5进行冷凝。最后，冷凝的液态水通过导引管被收集到水箱2中，以完成淡水生产的功能。
具体的结构上，水箱2与外壳1是分体设计，可以单独拆卸开，将淡水倒出用于其它用途。水箱2靠近外壳1的一面上设置缺口21，且该缺口21都靠近外壳1设置冷凝器5的部分，便于搜集淡水，在该缺口21的中间位置设置连接杆22，外壳1相应部分设置槽口12，以配合使用，起到固定支撑作用。
滤芯4与水箱2通过旋转盘313连接固定，旋转盘313包括转盘31和旋转卡槽32，滤芯4整体呈圆环状，将其放置在旋转卡槽32上即可随着旋转卡槽32转动。转盘31控制旋转卡槽32的转动。滤芯4包括上盖41、下盖42和滤芯本体43，滤芯本体43采用波浪折叠的方式设计，以提高接触面积，上盖41和下盖42只是固定作用便于连接安装。
再具体的材料上，滤芯4采用HEPA材料（HEPA英语全称为High-EfficiencyParticulate Air，即高效率空气微粒子过滤网，简称高效滤网），且在HEPA材料表面覆盖一层Fe-SHC膜。Fe-SHC膜的具体制备过程如下：将三氯化铁溶解在酒精中，超声10分钟，形成氯化铁溶液，再将乙醇胺逐滴滴入该溶液中，并在加热器上不停加热搅拌直至无沉淀物，将该混合液倒入玻璃器皿中，加热形成光滑薄膜即Fe-SHC膜，最后通过相应工艺附在滤芯4表面，这之中的覆盖工艺采用常规技术手段即可。
针对覆盖工艺，本方案还提出一种更简单的方式，具体的Fe-SHC膜的具体制备过程还可以如下：将三氯化铁溶解在酒精中，超声10分钟，形成氯化铁溶液。再将乙醇胺逐滴滴入该溶液中，并在加热器上不停加热搅拌直至无沉淀物。接着将滤芯4浸在该混合液里，一般几分钟即可，实际以附着上相应液体为准。然后拿出滤芯4放进真空烤箱，直至在滤芯4表面形成薄膜即Fe-SHC膜。一般烤箱温度设置在70℃条件下，加热时间在10小时以上，以形成薄膜为标准。根据实验加热时间一般在12小时左右即可。
具体的在形成混合液中，无水氯化铁与乙醇胺的摩尔比为4：3。FeCl3与乙醇胺配体不饱和配位制备Fe-SHC。通过实验观察和计算水分子的插入能，进行密度泛函理论进行优化FeCl3和乙醇胺之间的摩尔比。首先，获取乙醇胺和FeCl3的分子结构，然后将一个、两个、三个和四个乙醇胺分子插入FeCl3的单位细胞中，对应于FeCl3和乙醇胺的摩尔比为4:1、4:2、4:3和4:4。嵌入乙醇胺分子即当FeCl3和乙醇胺的摩尔比为4:1时，Cl-Fe键的长度只是略有增加，其中Fe通过N和O原子与乙醇胺分子键合。因此，此时超级单元之间的间隙被减小。当另一个乙醇胺分子被引入FeCl3基体中时（即FeCl3与乙醇胺C2H7NO的摩尔比为4:2），Fe-Cl键继续小幅增加长度，超级单元之间的间隙变得更小更加拥挤。有趣的是，得到的结构具有高度对称性，并且Fe-Cl键被驱动，达到局部膨胀。当继续添加一个乙醇胺分子时（即FeCl3与乙醇胺的摩尔比为4:3），会导致中心空腔变大，而这种独特的中心空腔变大结构有利于水的嵌入。但是当继续添加一个乙醇胺分子时，即当FeCl3与乙醇胺的摩尔比进一步增加到4:4时，乙醇胺分子会占据空隙并只留下较少的可嵌入的水空间，此时不利于材料吸水。因此根据实验观察，FeCl3和乙醇胺之间的优化摩尔比对于提高Fe-SHC水蒸气吸收性能至关重要。本方案采用的FeCl3和乙醇胺的摩尔比为4:3。
根据实验还发现获取的Fe-SHC薄膜不仅可以自主吸收大气水，还能因为加热温度的变化进行自主释水（即加热到一定程度水分子会从Fe-SHC薄膜中析出），释放的水分子达到的吸热并降低周围温度的功效。因此本除湿机的加热器采用约10W功率的设备即可。其重要申明的此中加热采用局部加热，且在该区域设置隔热板以降低此加热功能对外界温度的影响和节能作用，在环境温度超过22摄氏度的时候，本除湿机就会具有降温效果。其中，根据图7所示，本方案的材料和商用材料吸热对比可知，本材料具有更好的吸热效果，从而具有更好的降温效果。
综上所示，本方案的除湿机去除了传统除湿机中的压缩机，实现了能耗的有效降低，并且有着吸热降温的效果，具有了其它除湿机不曾拥有的降温功能，而且通过冷凝器5的使用达到搜集液化淡水的作用。整体成本又远低于传统除湿器
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (2)

1.除湿机运行方法，其特征在于，包括外壳、水箱、旋转盘、滤芯、冷凝器、加热器和风扇；水箱设置在外壳下方，风扇设置在外壳上方，旋转盘设置在水箱上方，滤芯设置在外壳内部，且在旋转盘上；冷凝器设置在外壳外侧，且冷凝器与水箱之间设置导引管，加热器设置在滤芯靠近冷凝器的一侧；
其中，滤芯采用HEPA材料，且在HEPA材料表面覆盖一层Fe-SHC膜；Fe-SHC薄膜不仅可以自主吸收大气水，还能因为加热温度的变化进行自主释水，释放的水分子实现吸热并降低周围温度的功效；
Fe-SHC膜的具体制备过程如下：将三氯化铁溶解在酒精中，超声10分钟，形成氯化铁溶液，再将乙醇胺逐滴滴入该溶液中，并在加热器上不停加热搅拌直至无沉淀物，将该混合液倒入玻璃器皿中，加热形成光滑薄膜即Fe-SHC膜，最后通过工艺附在滤芯表面；
具体原理如下：
湿空气连续从进气口吸入滤芯，由滤芯过滤后，干燥的空气从风扇6出输送出去；滤芯将开放的室内环境中通过的水分吸收，以实现除湿功能；同时，当除湿滤芯转动通过加热器时，吸附的水分被释放并转移到冷凝器进行冷凝；冷凝的液态水通过导引管被收集到水箱中，以完成淡水生产的功能；其中，加热采用局部加热，且在该区域设置隔热板以降低此加热功能对外界温度的影响和节能作用。
2.根据权利要求1所述的除湿机运行方法，其特征在于：无水氯化铁与乙醇胺的摩尔比为4：3。
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