เครื่องลดความชื้น ภาพรวมและประวัติศาสตร์

ลดความชื้น เป็น เครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยลดและรักษาระดับ ความชื้น ในอากาศที่มักจะด้วยเหตุผลด้านสุขภาพหรือความสะดวกสบายหรือเพื่อขจัดกลิ่นอับ กลิ่น และเพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของ โรคราน้ำค้าง โดยแยกน้ำจากอากาศ สามารถใช้สำหรับงานในครัวเรือนเชิงพาณิชย์หรืออุตสาหกรรม เครื่องลดความชื้นขนาดใหญ่ใช้ในอาคารพาณิชย์เช่น ลานน้ำแข็ง ในร่ม [1] และ สระว่ายน้ำ รวมถึงโรงงานผลิตหรือโกดังเก็บสินค้า

สารดูดความชื้น dehumidifiers (ยังเป็นที่รู้จัก dehumidifiers การดูดซึม) ความชื้นพันธบัตรด้วยวัสดุที่ชอบน้ำเช่นซิลิกาเจล หน่วยในประเทศราคาถูกประกอบด้วยตลับสารที่ชอบน้ำแบบใช้ครั้งเดียวเจลและผง หน่วยการค้าขนาดใหญ่มีระบบระบายอากาศร้อนเพื่อไล่อากาศชื้นออกจากภายนอกห้อง

เครื่องลดความชื้นแบบคอนเดนเสทใช้ตู้เย็นเพื่อเก็บน้ำที่เรียกว่า คอนเดนเสท ซึ่งปกติแล้วจะเป็น น้ำสีเทา แต่ในบางครั้งอาจนำกลับมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมได้ ผู้ผลิตบางรายเสนอตัวกรอง Reverse Osmosis เพื่อเปลี่ยนคอนเดนเสทให้เป็นน้ำดื่ม การออกแบบบางอย่างเช่นเครื่องลดความชื้นแบบเมมเบรนไอออนิกกำจัดน้ำเป็นไอแทนที่จะเป็นของเหลว

เครื่องลดความชื้นเครื่องแรกถูกสร้างขึ้นโดย Willis Carrier นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันในปีพ. ศ. 2445 เพื่อลดความชื้นในโรงพิมพ์ใน บรูคลิน [2] ผู้ให้บริการอ้างถึงการค้นพบนี้ว่าเป็นการกระตุ้นให้เกิดการค้นพบเพิ่มเติมในเครื่องปรับอากาศในภายหลัง [3]

วิธีการเหล่านี้อาศัยการวาดอากาศบนพื้นผิวที่เย็น เนื่องจากความดันไออิ่มตัวของน้ำลดลงตามอุณหภูมิที่ลดลงน้ำในอากาศจะควบแน่นบนพื้นผิวแยกน้ำออกจากอากาศ

เครื่องลดความชื้นในเครื่องทำความเย็นด้วยไฟฟ้าเป็นเครื่องลดความชื้นประเภทหนึ่งที่พบมากที่สุด พวกเขาทำงานโดยการดึงอากาศชื้นเหนือเครื่องระเหยที่แช่เย็นด้วยพัดลม เครื่องระเหยมี 3 ประเภทหลัก ๆ เป็นท่อขดครีบและท่อและเทคโนโลยีไมโครแชนเนล

เย็นคอยล์เย็นของอุปกรณ์ทำความเย็นควบแน่นน้ำซึ่งจะถูกลบออกและจากนั้นอากาศจะอุ่นโดยขดลวดคอนเดนเซอร์ ตอนนี้อากาศที่ผ่านการอบลดความชื้นและอุ่นใหม่จะถูกปล่อยเข้ามาในห้อง กระบวนการนี้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดที่อุณหภูมิแวดล้อมที่สูงขึ้นโดยมีอุณหภูมิจุดน้ำค้างสูง ในสภาพอากาศหนาวเย็นกระบวนการนี้มีประสิทธิภาพน้อยกว่า [4]มีประสิทธิภาพสูงสุดสูงกว่า 20 ° C (68 ° F) และความชื้นสัมพัทธ์ 45% นี้ความชื้นสัมพัทธ์ค่าสูงขึ้นหากอุณหภูมิของอากาศต่ำ [ ]

เครื่องลดความชื้นประเภทนี้แตกต่างจากเครื่องปรับอากาศมาตรฐานตรงที่ทั้งเครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์จะอยู่ในเส้นทางอากาศเดียวกัน เครื่องปรับอากาศมาตรฐานจะถ่ายเทพลังงานความร้อนออกจากห้องเนื่องจากขดลวดคอนเดนเซอร์ปล่อยความร้อนออกไปภายนอก อย่างไรก็ตามเนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดของเครื่องลดความชื้นอยู่ในห้องเดียวกันจึงไม่มีการดึงพลังงานความร้อนออก แต่พลังงานไฟฟ้าที่ใช้โดยเครื่องลดความชื้นยังคงอยู่ในห้องเป็นความร้อนดังนั้นห้องจึงได้รับความร้อนเช่นเดียวกับเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่ใช้พลังงานในปริมาณเท่ากัน

นอกจากนี้หากน้ำถูกควบแน่นในห้องปริมาณความร้อนที่จำเป็นก่อนหน้านี้ในการระเหยน้ำนั้นก็จะถูกปล่อยออกมาอีกครั้งในห้องด้วย ( ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ) กระบวนการลดความชื้นเป็นวิธีที่ตรงกันข้ามกับการเติมน้ำเข้าไปในห้องด้วยเครื่องทำความเย็นแบบระเหยและปล่อยความร้อนออกมาแทน ดังนั้นเครื่องลดความชื้นในห้องจะทำให้ห้องอุ่นขึ้นและลดความชื้นสัมพัทธ์ทางอ้อมตลอดจนลดความชื้นได้โดยตรงมากขึ้นโดยการกลั่นตัวและเอาน้ำออก

อากาศอุ่นชื้นจะถูกดึงเข้าไปในหน่วยที่ A ในแผนภาพด้านบน อากาศนี้จะผ่านเข้าไปในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นไขว้ (B) ซึ่งสัดส่วนที่สำคัญของความร้อนที่เหมาะสมจะถูกถ่ายเทไปยังกระแสอากาศที่ให้ความเย็น กระบวนการนี้ทำให้อากาศที่สกัดได้ใกล้เคียงกับความอิ่มตัว จากนั้นอากาศจะผ่านไปยังห้อง plenum ของพัดลมแยก (C) ซึ่งส่วนหนึ่งของอากาศอาจถูกปฏิเสธออกสู่ภายนอก ปริมาณที่ถูกปฏิเสธสามารถเปลี่ยนแปลงได้และถูกกำหนดโดยกฎหมายเกี่ยวกับข้อกำหนดเกี่ยวกับอากาศบริสุทธิ์หรือตามข้อกำหนดเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่สดใหม่และปราศจากกลิ่น จากนั้นความสมดุลของอากาศจะผ่านเข้าไปในคอยล์เย็นของปั๊มความร้อนซึ่งจะถูกทำให้เย็นลงและความชื้นจะควบแน่น กระบวนการนี้ให้พลังงานแฝงจำนวนมากไปยังวงจรทำความเย็น จากนั้นจะมีการนำอากาศบริสุทธิ์เข้ามาแทนที่ปริมาณที่สกัดออกมาและส่วนผสมจะถูกระบายออกโดยพัดลมจ่าย (G) ไปยังตัวแลกเปลี่ยนเพลตแบบไขว้ (B) ซึ่งจะถูกทำให้ร้อนโดยอากาศที่ดึงออกจากสระว่ายน้ำ จากนั้นอากาศที่อุ่นไว้ล่วงหน้านี้จะผ่านคอนเดนเซอร์ปั๊มความร้อน (F) ซึ่งจะได้รับความร้อนจากพลังงานแฝงที่ถูกดึงออกในระหว่างกระบวนการควบแน่นรวมทั้งพลังงานที่ป้อนไปยังคอมเพรสเซอร์ จากนั้นอากาศแห้งที่อบอุ่นจะถูกระบายออกสู่ห้อง [5]

เครื่องปรับอากาศแบบธรรมดานั้นคล้ายกับเครื่องลดความชื้นแบบไฟฟ้ามากและโดยเนื้อแท้แล้วจะทำหน้าที่เป็นเครื่องลดความชื้นเมื่อทำให้อากาศเย็นลง [6]อย่างไรก็ตามในเครื่องปรับอากาศอากาศจะไหลผ่านคอยล์เย็นระเหยแล้วเข้าไปในห้องโดยตรง ไม่ได้ทำให้ร้อนอีกครั้งโดยผ่านคอนเดนเซอร์เช่นเดียวกับเครื่องลดความชื้นในเครื่องทำความเย็น แต่สารทำความเย็นจะถูกปั๊มโดยคอมเพรสเซอร์ไปยังคอนเดนเซอร์ซึ่งอยู่นอกห้องเพื่อทำการปรับอากาศจากนั้นความร้อนจะถูกปล่อยออกสู่อากาศภายนอก เครื่องปรับอากาศทั่วไปจะใช้พลังงานเพิ่มเติมในการระบายอากาศภายนอกและอากาศใหม่อาจมีความชื้นมากกว่าความต้องการของห้องเช่นห้องสระว่ายน้ำที่มีความชื้นในอากาศสูงอยู่แล้ว [7]

น้ำที่ควบแน่นบนเครื่องระเหยในเครื่องปรับอากาศมักจะถูกส่งไปกำจัดน้ำที่สกัดออกจากพื้นที่ปรับอากาศ ชุดหน้าต่างประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่ใช้น้ำที่ควบแน่นเพื่อช่วยระบายความร้อนของคอยล์คอนเดนเซอร์โดยการระเหยน้ำออกสู่อากาศภายนอกในขณะที่ยูนิตรุ่นเก่าจะปล่อยให้น้ำหยดออกไปข้างนอกได้

เมื่อน้ำถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่าจุดน้ำค้างในชั้นบรรยากาศน้ำในชั้นบรรยากาศจะกลั่นตัวเป็นหยดน้ำเร็วกว่าที่น้ำจะระเหยออกไป [8]เครื่องลดความชื้นแบบสเปรย์ผสมสเปรย์น้ำเย็นและอากาศเพื่อจับความชื้นในชั้นบรรยากาศ พวกมันยังจับสารมลพิษและสารปนเปื้อนเช่นละอองเรณูซึ่งบางครั้งเรียกว่า "เครื่องล้างอากาศ"

เนื่องจากชุดเครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่างมีคอนเดนเซอร์และยูนิตส่วนขยายจึงสามารถใช้เป็นเครื่องลดความชื้นชั่วคราวได้โดยการส่งไอเสียความร้อนกลับเข้าไปในห้องเดียวกับอากาศเย็นแทนที่จะเป็นสภาพแวดล้อมภายนอก หากคอนเดนเสทจากคอยล์เย็นถูกระบายออกไปจากห้องขณะที่มันหยดออกจากคอยล์เย็นผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นอากาศในห้องที่แห้งกว่า แต่อุ่นกว่าเล็กน้อย

อย่างไรก็ตามเครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่างจำนวนมากได้รับการออกแบบมาเพื่อกำจัดน้ำคอนเดนเสทโดยการระเหยกลับเข้าไปในกระแสอากาศเสียซึ่งจะยกเลิกการลดความชื้นในอากาศที่เกิดจากการกลั่นตัวของความชื้นบนคอยล์เย็น เครื่องปรับอากาศต้องได้รับการออกแบบหรือปรับเปลี่ยนเพื่อให้น้ำส่วนใหญ่หรือทั้งหมดที่ควบแน่นถูกระบายออกไปในรูปของเหลวแทนที่จะระเหยกลับมาใช้ใหม่ แม้ว่าคอนเดนเสทจะถูกระบายออกไป แต่เครื่องปรับอากาศที่ได้รับการดัดแปลงก็ยังมีประสิทธิภาพน้อยกว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าแบบใช้งานเดียวที่มีการออกแบบที่เหมาะสำหรับการลดความชื้น เครื่องลดความชื้นได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งผ่านอากาศโดยตรงไปยังคอยล์เย็นจากนั้นขดลวดความร้อนในการส่งผ่านอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพเพียงครั้งเดียว

นอกจากนี้เครื่องปรับอากาศส่วนใหญ่ยังควบคุมโดยเทอร์โมสตัทซึ่งรับรู้อุณหภูมิแทนที่จะเป็นเครื่องทำความชื้นที่ตรวจจับความชื้นและโดยทั่วไปจะใช้เพื่อควบคุมเครื่องลดความชื้น เทอร์โมสตัทไม่ได้ออกแบบมาเพื่อควบคุมความชื้นและควบคุมได้ไม่ดีหากเลย

ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นบางอย่างน้ำแข็งสามารถก่อตัวบนขดลวดระเหยของเครื่องลดความชื้นในเครื่องทำความเย็นได้ การสะสมของน้ำแข็งสามารถขัดขวางการไหลเวียนของอากาศและในที่สุดก็ก่อตัวเป็นก้อนแข็งห่อหุ้มขดลวด การสะสมนี้จะป้องกันไม่ให้เครื่องลดความชื้นทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและอาจทำให้เกิดความเสียหายจากน้ำได้หากน้ำที่ควบแน่นหยดน้ำแข็งที่สะสมออกมาและไม่เข้าไปในถาดเก็บ ในกรณีที่รุนแรงน้ำแข็งสามารถทำให้องค์ประกอบทางกลผิดรูปหรือบิดเบี้ยวทำให้เกิดความเสียหายถาวร

เครื่องลดความชื้นที่มีคุณภาพดีกว่าอาจมีเซ็นเซอร์ตรวจจับน้ำค้างแข็งหรือน้ำแข็ง สิ่งเหล่านี้จะปิดเครื่องและปล่อยให้ขดลวดที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งอุ่นและละลายน้ำแข็ง เมื่อละลายน้ำแข็งเครื่องจะรีสตาร์ทโดยอัตโนมัติ เซ็นเซอร์น้ำแข็งส่วนใหญ่เป็นสวิตช์ความร้อนที่เรียบง่ายและไม่รับรู้โดยตรงว่ามีหรือไม่มีการสะสมของน้ำแข็ง การออกแบบทางเลือกจะรับรู้ถึงการไหลเวียนของอากาศที่ถูกขัดขวางและปิดคอยล์เย็นในลักษณะที่คล้ายกัน

เครื่องลดความชื้นแบบเทอร์โมอิเล็กทริกใช้ปั๊มความร้อน Peltierเพื่อทำให้พื้นผิวเย็นลงและกลั่นตัวไอน้ำจากอากาศ การออกแบบที่เรียบง่ายกว่าและมีข้อดีคือเงียบกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องลดความชื้นที่มีคอมเพรสเซอร์เชิงกล อย่างไรก็ตามเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพที่ค่อนข้างต่ำ การออกแบบนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเครื่องลดความชื้นขนาดเล็ก การสะสมของน้ำแข็งอาจเป็นปัญหาได้เช่นเดียวกับปัญหาเกี่ยวกับเครื่องลดความชื้นในเครื่องทำความเย็น