一種自動除濕衣柜的設計

劉志剛 潘慶芳 郭永紅 梁啟煜

（山西能源學院，山西 晉中 030600）

衣柜是一種在家庭生活中常用于存放衣物的柜式家具，其主要功能是儲放衣物并保護衣物不受外界污染。目前，衣物在普通衣柜中長期儲存，容易產(chǎn)生異味，受霉菌污染，有時還會有蛀蟲損壞衣物。出現(xiàn)這些問題的主要原因是衣柜內(nèi)濕度過大，衣物吸潮后為霉菌、塵螨及蛀蟲的繁殖提供條件，進而危害人們的身體健康[1-2]。人們主要是通過在衣柜內(nèi)放置干燥劑，對衣柜進行除濕。干燥劑雖可以有效地降低衣柜內(nèi)的濕度，一方面干燥劑需要經(jīng)常更換，另一方面近年來發(fā)生了許多兒童誤食的案例，后果很嚴重。同時，干燥劑的揮發(fā)物還存在損壞高級衣物的風險，長時間接觸這些化學劑也會對人們的健康造成一定的損害[3]。由于不同面料衣物除濕速率和存放環(huán)境需求的不同，需要衣柜內(nèi)設置不同區(qū)域，存放各類衣物，并通過衣柜內(nèi)除濕系統(tǒng)運行為衣物除濕，保障衣物的存放安全。

1 設計思路

調(diào)查的統(tǒng)計表明：我國很多地方都有氣候潮濕的時候，經(jīng)常發(fā)生衣物、被褥霉變、生蟲的情況，甚至導致病菌的繁殖和傳播[3]。發(fā)霉的衣物除了影響衣物的美觀，還會損害人們的皮膚，尤其是貼身衣物，不同材質(zhì)的衣服的抗潮濕能力不同。因此，該設計將高級衣物與普通衣物分區(qū)存放，并優(yōu)先保護嬌貴衣物，除濕程序流程圖如圖1 所示。

2 衣物的分區(qū)存放

在眾多面料中，絲綢是比較高級的一種，具有很好的吸濕性，容易返潮、長霉斑；不能接觸樟腦丸這類的香霧噴劑等。棉、麻、皮草類服裝的織物纖維是由葡萄糖聚合物和蛋白質(zhì)構(gòu)成的，具有很強的吸濕回潮性能，需要防霉、防蛀蟲，通常需要使用樟腦丸作為防蛀劑。人造纖維服裝中含天然纖維的混紡織物服裝時可放少量樟腦丸或去蟲劑；對滌綸、錦綸等合成纖維的服裝，則不需放樟腦丸，更不能放衛(wèi)生球，以免其對服裝及織物造成損害[4-5]。而且各種面料的吸潮（除濕）能力也存在一定的差異，吳茜等人研究了在運動狀態(tài)下織物面料的快干性能[6]，實驗結(jié)果表明：滌綸織物的干燥時間最短，其次是真絲織物干燥的時間，棉織物與毛織散濕時間較長。

圖1 除濕程序流程圖

為了實現(xiàn)對高級衣物和貼身衣物的優(yōu)先保護，該設計采用風壓分區(qū)除濕、存放衣物。干燥新風除濕流動示意圖如圖2 所示。對不同衣物進行保護，對除濕要求不同的衣物進行分區(qū)放置，并通過風壓控制氣流方向，實現(xiàn)衣物的分級干燥。

在衣柜內(nèi)部設有多個濕度傳感器測點，衣柜內(nèi)部濕度較大時會自動開啟除濕模式。進行除濕時，高級面料的衣物和貼身衣物放置在相對氣壓較高的區(qū)域，這些衣物被優(yōu)先干燥；此時電動升降簾處于升起狀態(tài)，氣流吸濕后流入普通衣物放置區(qū)繼續(xù)除濕。除濕結(jié)束時，電動升降簾降下，隔絕2個存儲區(qū)，由于壓差的作用，普通衣物放置區(qū)的氣體很難向高級衣物放置區(qū)擴散，保護高級面料的衣物和貼身衣物不會被普通衣物放置區(qū)的揮發(fā)物污染。

3 干燥送風的制備

由于加熱除濕容易損壞高級面料，單純的降溫除濕會減少水分子的遷移活動除濕效率低，該設計采用了對送風先冷卻除濕再回熱的方案，送風的除濕原理如圖3 所示。

圖2 干燥新風除濕流動示意圖

為了更好地保護衣物，該設計的干燥空氣循環(huán)模式包括2 種：全新風干燥模式和再循環(huán)干燥模式。選擇全新風干燥模式時，一號電動閥門關閉，二號電動閥門開啟，三號電動閥門開啟，新風經(jīng)二號電動閥門進入衣柜，在蒸發(fā)器散熱表面散熱析出部分水分，實現(xiàn)空氣除濕。然后在送風機的抽力作用下，除濕后新風流過陶瓷發(fā)熱芯，被陶瓷發(fā)熱芯加熱后送入衣柜用于除濕，回風經(jīng)三號電動閥門排出衣柜。如果選擇再循環(huán)干燥模式，一號電動閥門開啟，二號電動閥門關閉，三號電動閥門關閉，回風在蒸發(fā)器表面散熱析出水分進行除濕。在送風機的抽力作用下，除濕后的回風被陶瓷發(fā)熱芯加熱后送入衣柜用于除濕，與外界沒有空氣交換。柜內(nèi)衣物濕度低于設定值時，除濕系統(tǒng)停止運行，一號電動閥門、二號電動閥門、三號電動閥門全部關閉，整個衣柜相對外界處于相對正壓狀態(tài)，避免空氣中的污染物進入衣柜污染衣物。

圖3 送風除濕原理圖

4 結(jié)語

為了保護高檔面料，保證人們的身體健康，該設計將衣柜分為高級衣物存放區(qū)和普通衣物存放區(qū)，通過控制氣流方向使高級衣物存放區(qū)處于正壓，優(yōu)先干燥高級衣物存放區(qū)的衣物。停止干燥時2 個存放區(qū)間的升降簾關閉，保護高級衣物存放區(qū)環(huán)境。

普通衣物存放區(qū)的衣物面料相對嬌貴面料除濕慢，而且又處于除濕的后端，容易出現(xiàn)高級衣物已達到除濕要求，普通衣物仍濕度較大的情況。為了降低除濕能耗，普通衣物區(qū)可以放置防蛀劑，降低普通衣物區(qū)對濕度的要求，縮短干燥通風系統(tǒng)運行時間。該設計的干燥通風系統(tǒng)包括全新風系統(tǒng)和再循環(huán)式系統(tǒng)2 種，可以有效避免普通衣物區(qū)放置防蛀劑時對高級衣物產(chǎn)生污染的潛在風險。