[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于篩網(wǎng)式兩性離子交換膜電極的電化學(xué)除濕裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710137074.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106949571B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 綦戎輝;張立志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F24F3/14
• 分類(lèi)號(hào): F24F3/14;F24F11/30;F24F11/72;B01D53/26;F24F110/10;F24F110/20
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于篩網(wǎng)式兩性離子交換膜電極的電化學(xué)除濕裝置。該裝置的核心除濕單元從一側(cè)至另一側(cè)，依次包括陽(yáng)極氣道（6）、篩網(wǎng)式陽(yáng)極電極、兩性離子交換膜（1）、篩網(wǎng)式陰極電極和陰極氣道（7）。本發(fā)明裝置的核心除濕單元有電壓施加時(shí)，進(jìn)行主動(dòng)除濕；無(wú)電壓施加時(shí)，進(jìn)行被動(dòng)除濕。本發(fā)明裝置的核心除濕單元為一個(gè)以上，且以包括并聯(lián)、串聯(lián)或復(fù)疊方式組合；同時(shí)，本發(fā)明裝置還可與其他除濕裝置組合使用。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)緊湊，可通過(guò)傳導(dǎo)質(zhì)子或水分子進(jìn)行主動(dòng)/被動(dòng)的濕度控制，形狀可變，非常適合小型化，無(wú)二次污染，節(jié)能靜音，適應(yīng)各種環(huán)境變化需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可主動(dòng)/被動(dòng)式的除濕裝置，特別涉及一種基于篩網(wǎng)式兩性離子交換膜電極的電化學(xué)除濕裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代社會(huì)中人在建筑物內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)70％以上，室內(nèi)空氣除濕方式不僅嚴(yán)重影響室內(nèi)空氣品質(zhì)及人員健康，亦對(duì)建筑能耗有極大影響。近年來(lái)空調(diào)除濕能耗接近我國(guó)社會(huì)總能耗的一至兩成，并隨城鎮(zhèn)化的進(jìn)程而持續(xù)上升。而目前廣泛采用的常規(guī)除濕方式，如冷卻法、溶液除濕法及轉(zhuǎn)輪法等，都存在著很多問(wèn)題。冷卻法是采用表冷器冷卻到露點(diǎn)使水蒸氣凝結(jié)，除濕能力有限，能源浪費(fèi)高；溶液除濕法雖除濕能力較強(qiáng)，但再干燥過(guò)程復(fù)雜，設(shè)備裝置多，且可能出現(xiàn)溶液二次污染空氣導(dǎo)致風(fēng)道、家具腐蝕及危害人體健康的嚴(yán)重后果；而轉(zhuǎn)輪除濕雖可在較低溫度下使用且能達(dá)到較低的濕度，但占地面積過(guò)大、性能易衰減等限制了實(shí)際應(yīng)用。室內(nèi)除濕問(wèn)題在我國(guó)高濕度地區(qū)，如港澳、兩廣、兩湖、江西等地區(qū)，尤其值得關(guān)注。

電解質(zhì)膜除濕作為一種新穎的獨(dú)立濕度調(diào)控技術(shù)，通過(guò)在電解質(zhì)膜兩側(cè)施加直流電壓，使得陽(yáng)極側(cè)空氣水蒸氣發(fā)生電解反應(yīng)而濕度降低。該除濕技術(shù)采用單一電能，無(wú)需再生裝置，有較寬的可操作溫度和低露點(diǎn)除濕性能，無(wú)腐蝕和有害物質(zhì)等二次污染，非常適合與光伏或風(fēng)力發(fā)電等可再生能源有機(jī)結(jié)合。專(zhuān)利97101826.X公布了一種針對(duì)精密儀器儀表的電解質(zhì)膜除濕裝置，但其缺點(diǎn)是只能進(jìn)行主動(dòng)除濕，且采用了平板式電極限制了系統(tǒng)性能，實(shí)施方式也比較簡(jiǎn)單。

因此，開(kāi)發(fā)更高效的電解質(zhì)膜除濕裝置，對(duì)解決現(xiàn)有電解質(zhì)膜除濕裝置的不足，推進(jìn)其工業(yè)化進(jìn)程具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于篩網(wǎng)式兩性離子交換膜電極的電化學(xué)除濕裝置。該裝置為主動(dòng)/被動(dòng)式電化學(xué)除濕裝置，可通過(guò)傳導(dǎo)質(zhì)子或水分子進(jìn)行主動(dòng)/被動(dòng)的濕度控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀可變，可低露點(diǎn)除濕，非常適合小型化，無(wú)二次污染，節(jié)能靜音，適應(yīng)各種環(huán)境變化需求。

一種基于篩網(wǎng)式兩性離子交換膜電極的電化學(xué)除濕裝置，包括核心除濕單元；所述核心除濕單元從一側(cè)至另一側(cè)，依次包括陽(yáng)極氣道、篩網(wǎng)式陽(yáng)極電極、兩性離子交換膜、篩網(wǎng)式陰極電極和陰極氣道；

由陽(yáng)極氣道至兩性離子交換膜的方向，所述篩網(wǎng)式陽(yáng)極電極依次包括陽(yáng)極金屬篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)擴(kuò)散層和陽(yáng)極催化層；

由陰極氣道至兩性離子交換膜的方向，所述篩網(wǎng)式陰極電極依次包括陰極金屬篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)擴(kuò)散層和陰極催化層；

所述陽(yáng)極氣道和陰極氣道均設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口；所述陽(yáng)極氣道和陰極氣道的進(jìn)氣口外均裝有變頻風(fēng)機(jī)；

所述陽(yáng)極氣道內(nèi)安裝有第一風(fēng)閥和第一流量傳感器，所述陽(yáng)極氣道的進(jìn)氣口處和出氣口處分別設(shè)置有第一溫濕度傳感器和第二溫濕度傳感器；

所述陰極氣道內(nèi)安裝有第二風(fēng)閥和第二流量傳感器，所述陰極氣道的進(jìn)氣口處和出氣口處分別設(shè)置有第三溫濕度傳感器和第四溫濕度傳感器；

所述篩網(wǎng)式陽(yáng)極電極與篩網(wǎng)式陰極電極分別外接可調(diào)節(jié)直流電源的正極和負(fù)極，所述可調(diào)節(jié)直流電源接有數(shù)字型萬(wàn)用表；

所有的溫濕度傳感器、所有的流量傳感器以及數(shù)字型萬(wàn)用表均連接于計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步的，所述兩性離子交換膜為同時(shí)具備選擇性交換陽(yáng)離子及陰離子能力的高性能電解質(zhì)膜，包括雙極膜或兩性膜。