冰箱內濕度控制技術分析

宋蕊

摘? ?要：冰箱冷藏室濕度較大，一般能達到70%左右，如果直接將需要低濕環境的物品存儲在冷藏室內，不僅會導致物品快速吸收空氣中的水分，難以達到預期的干燥、防霉效果，嚴重影響被存儲物品的品質，為解決這一技術問題，在冰箱內搭載可調節濕度的間室如干燥室是比較常見的方式，而干燥室內的濕度控制是影響儲存效果的重要因素。同時，由于頻繁開門及儲存物品水分蒸發等原因，冰箱內的濕度會增大，空氣中的水蒸氣易在物品表面結露或凝霜，結露容易滋生細菌，而凝霜會使食物味道流失或使食物變色，影響物品儲藏效果，同時在空氣循環中，空氣中過多的水分容易在蒸發器表面結霜，影響蒸發器的工作效率，需定期對蒸發器進行除霜，增加了冰箱的能耗。因此，如何控制冰箱儲藏室內的濕度在合適的范圍內，除去冰箱內過多的濕氣，避免冰箱內濕度過高，是本文探討的主要課題。

關鍵詞：冰箱? 濕度? 控制

中圖分類號：TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）05（c）-0080-02

冰箱內的溫度和濕度是影響冰箱內食品保存品質的重要指標，因此。冰箱內濕度控制的手段種類繁多。由于在現代社會中需要在低濕環境儲存的物品種類越來愈多，同時為了避免冰箱內空氣中水蒸氣含量過多過重在冰箱內凝露結霜，本文在側重冰箱內除濕手段的前提下對冰箱內濕度控制技術手段進行了梳理，現有冰箱內濕度控制技術手段的分解表如圖1所示。

由圖1可知，有冰箱內濕度控制技術手段種類繁多，主要分為冷卻除濕法，干燥空氣除濕法，吸收/吸附除濕法，膜除濕法等等[1]。

冷卻除濕法主要使指將冰箱內含濕量較高的空氣流過冷卻表面從而在冷卻表面凝結成冷凝水的除濕方式，而根據冷卻表面的不同又分為蒸發器冷凝除濕法、半導體制冷除濕法以及冷卻板結露除濕法三種[2]。

干燥空氣除濕法主要是指將干燥空氣通入儲藏室內從而降低冰箱內空氣相對濕度的除濕方式，例如向真空容器供給干燥空氣防止食品在解凍時被冷凍物被水沁濕[3]，通過引入干燥空氣至柜體內防止展示柜內結霜[4]，用加熱后的空氣干燥除濕防止冰箱內凝露[5-6]。

吸收/吸附除濕法是冰箱除濕領域應用最早、最為廣泛的除濕方式，又分為固體吸附除濕及液體吸收除濕，其中固體吸附除濕則更為常見，固體吸附除濕主要是指采用多孔固體吸濕劑來吸附空氣中的水蒸氣，吸附除濕劑的種類很多，冰箱內常用的固體吸濕劑主要為活性碳、活性氧化鋁、硅膠、氯化鈣、不織布、高分子合成親水性樹脂、高分子合成纖維等，而轉輪除濕為一種特殊的固體吸附除濕方式，通過除濕轉輪的連續轉動，周而復始地進行冰箱內空氣的吸濕、脫濕，達到干燥濕空氣的目的，除濕效率較高。液體吸收除濕主要是指是將潮濕空氣與濃溶液吸濕劑接觸從而達到除濕目的，常用的液體吸濕劑有氯化鈣、溴化鋰、氯化鋰、三甘醇等。

膜除濕法又分為高分子電解質膜除濕法和選擇性透過膜除濕法，高分子電解質膜除濕是指在高分子電解質膜的一面設置陰極（cathode）層，而在另一面形成陽極（anode）層，從陽極層側來對水分進行吸濕，可以避免產生震動噪音，便于收納粉狀食物，而選擇性透過膜除濕法則是隨著膜分離技術的發展而產生的新型除濕技術，水蒸氣可以通過膜而氧氣、氮氣等不能通過，從而達到除濕目的。具有設備簡單、操作方便、除濕效率高、能耗低的優點[7] 其他除濕方法主要包括化學反應除濕法[8]、靜電效應除濕法[9]等，以及各種除濕方式的組合使用[10]。

通過對冰箱濕度控制領域各種除濕手段的分析，我們可以發現固體吸附除濕仍是國內外冰箱除濕中應用最廣泛、最為常見的除濕手段，具有設備簡單、占用體積小，初投資小，吸附效果好等優點，但當吸附劑吸附一定量水分后需要再生或更換，其中的轉輪除濕法由于可以周而復始地進行吸濕、脫濕，除濕效率較高，在冰箱除濕領域的應用也日益廣泛，但同時具有體積較大，占用空間較大的缺點。

液體吸收除濕的優點是可以實現空氣的大幅度減濕，達到很低的含濕量，缺點是需要一套鹽水溶液的再生設備對其進行再生，系統復雜，初投資大，因此，在冰箱除濕領域不如固體吸附除濕應用廣泛，也可采用一些低溫熱源實現溶液的再生，例如壓縮制冷的冷凝廢熱等，降低能耗。

冷卻除濕法在冰箱除濕領域也較為常用，其中又以蒸發器冷凝法最為常見，但需定期對蒸發器進行除霜，以避免影響蒸發器工作效率，半導體制冷除濕法在冰箱除濕領域中的應用也日益廣泛，具有降溫迅速、無噪聲與污染、體積小、冷量調節范圍寬，易于控制等優點，并可多級連用，缺點是需要保證冷熱端的散熱性能。

電解質膜除濕法具有電解效率高，避免產生震動、噪音小等優點，近年來在冰箱除濕領域也較為常見，但在使用過程中需結合吸濕材、斥水層等，若要在冰箱除濕中推廣使用需克服成本高，設備復雜等缺點。

在對冰箱濕度控制領域專利申請人及申請量方面，國外尤其是日本的制冷業巨頭三菱重工、松下、東芝、日立、夏普、三洋電機等公司的專利申請量較多，技術主題廣泛，技術也較為成熟，這反映了日本在制冷領域的壟斷地位，與日本相比，國內的在冰箱濕度控制領域的專利申請多為日本、歐美、韓國等國的中文同族，本國的專利申請數量較少，且涉及技術主題也較為單一，這反映了國內在冰箱除濕領域技術的薄弱，需不斷加強這方面的技術研究與創新。

參考文獻

[1] 松下電器產業株式會社.干燥裝置以及具備該干燥裝置的冰箱[P].中國專利：2013100383466，2014-08-06.

[2] 多種吸附技術公司.冰箱除霜裝置[P].中國專利：2007800233423，2009-07-08.

[3] 三菱重工業株式會社.冷凍庫[P].日本專利：2789994，1995-09-05.

[4] 三洋電機株式會社.冷凍展示柜結霜防止裝置[P].日本專利：5204994，1995-10-13.

[5] 三洋電機株式會社.低溫展示柜 [P].日本專利：28407195，1997-05-16.

[6] デラビル株式會社.干燥庫兼冷藏庫[P].日本專利：21404697，1996-02-16.

[7] 王倩.空調系統中的除濕技術[J].廣東石油化工學院學報，2013，23（4）：63-66.

[8] （INFO-N） CIE INFORM MILITAIR.儲藏盒內濕度控制[P].法國專利：8515661，1987-05-21.

[9] 株式會社日立.冷凍冷藏庫著霜防止方法[P].日本專利：11835391，1992-12-02.

[10]（FOTO-N） FOTON TUNING KK.激光裝置保持箱內濕度控制[P].日本專利：2002103697，2003-10-15.