冰箱内湿度控制技术分析

宋蕊

摘   要：冰箱冷藏室湿度较大，一般能达到70%左右，如果直接将需要低湿环境的物品存储在冷藏室内，不僅会导致物品快速吸收空气中的水分，难以达到预期的干燥、防霉效果，严重影响被存储物品的品质，为解决这一技术问题，在冰箱内搭载可调节湿度的间室如干燥室是比较常见的方式，而干燥室内的湿度控制是影响储存效果的重要因素。同时，由于频繁开门及储存物品水分蒸发等原因，冰箱内的湿度会增大，空气中的水蒸气易在物品表面结露或凝霜，结露容易滋生细菌，而凝霜会使食物味道流失或使食物变色，影响物品储藏效果，同时在空气循环中，空气中过多的水分容易在蒸发器表面结霜，影响蒸发器的工作效率，需定期对蒸发器进行除霜，增加了冰箱的能耗。因此，如何控制冰箱储藏室内的湿度在合适的范围内，除去冰箱内过多的湿气，避免冰箱内湿度过高，是本文探讨的主要课题。

关键词：冰箱  湿度  控制

中图分类号：TP273                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）05（c）-0080-02

冰箱内的温度和湿度是影响冰箱内食品保存品质的重要指标，因此。冰箱内湿度控制的手段种类繁多。由于在现代社会中需要在低湿环境储存的物品种类越来愈多，同时为了避免冰箱内空气中水蒸气含量过多过重在冰箱内凝露结霜，本文在侧重冰箱内除湿手段的前提下对冰箱内湿度控制技术手段进行了梳理，现有冰箱内湿度控制技术手段的分解表如图1所示。

由图1可知，有冰箱内湿度控制技术手段种类繁多，主要分为冷却除湿法，干燥空气除湿法，吸收/吸附除湿法，膜除湿法等等[1]。

冷却除湿法主要使指将冰箱内含湿量较高的空气流过冷却表面从而在冷却表面凝结成冷凝水的除湿方式，而根据冷却表面的不同又分为蒸发器冷凝除湿法、半导体制冷除湿法以及冷却板结露除湿法三种[2]。

干燥空气除湿法主要是指将干燥空气通入储藏室内从而降低冰箱内空气相对湿度的除湿方式，例如向真空容器供给干燥空气防止食品在解冻时被冷冻物被水沁湿[3]，通过引入干燥空气至柜体内防止展示柜内结霜[4]，用加热后的空气干燥除湿防止冰箱内凝露[5-6]。

吸收/吸附除湿法是冰箱除湿领域应用最早、最为广泛的除湿方式，又分为固体吸附除湿及液体吸收除湿，其中固体吸附除湿则更为常见，固体吸附除湿主要是指采用多孔固体吸湿剂来吸附空气中的水蒸气，吸附除湿剂的种类很多，冰箱内常用的固体吸湿剂主要为活性碳、活性氧化铝、硅胶、氯化钙、不织布、高分子合成亲水性树脂、高分子合成纤维等，而转轮除湿为一种特殊的固体吸附除湿方式，通过除湿转轮的连续转动，周而复始地进行冰箱内空气的吸湿、脱湿，达到干燥湿空气的目的，除湿效率较高。液体吸收除湿主要是指是将潮湿空气与浓溶液吸湿剂接触从而达到除湿目的，常用的液体吸湿剂有氯化钙、溴化锂、氯化锂、三甘醇等。

膜除湿法又分为高分子电解质膜除湿法和选择性透过膜除湿法，高分子电解质膜除湿是指在高分子电解质膜的一面设置阴极（cathode）层，而在另一面形成阳极（anode）层，从阳极层侧来对水分进行吸湿，可以避免产生震动噪音，便于收纳粉状食物，而选择性透过膜除湿法则是随着膜分离技术的发展而产生的新型除湿技术，水蒸气可以通过膜而氧气、氮气等不能通过，从而达到除湿目的。具有设备简单、操作方便、除湿效率高、能耗低的优点[7] 其他除湿方法主要包括化学反应除湿法[8]、静电效应除湿法[9]等，以及各种除湿方式的组合使用[10]。

通过对冰箱湿度控制领域各种除湿手段的分析，我们可以发现固体吸附除湿仍是国内外冰箱除湿中应用最广泛、最为常见的除湿手段，具有设备简单、占用体积小，初投资小，吸附效果好等优点，但当吸附剂吸附一定量水分后需要再生或更换，其中的转轮除湿法由于可以周而复始地进行吸湿、脱湿，除湿效率较高，在冰箱除湿领域的应用也日益广泛，但同时具有体积较大，占用空间较大的缺点。

液体吸收除湿的优点是可以实现空气的大幅度减湿，达到很低的含湿量，缺点是需要一套盐水溶液的再生设备对其进行再生，系统复杂，初投资大，因此，在冰箱除湿领域不如固体吸附除湿应用广泛，也可采用一些低温热源实现溶液的再生，例如压缩制冷的冷凝废热等，降低能耗。

冷却除湿法在冰箱除湿领域也较为常用，其中又以蒸发器冷凝法最为常见，但需定期对蒸发器进行除霜，以避免影响蒸发器工作效率，半导体制冷除湿法在冰箱除湿领域中的应用也日益广泛，具有降温迅速、无噪声与污染、体积小、冷量调节范围宽，易于控制等优点，并可多级连用，缺点是需要保证冷热端的散热性能。

电解质膜除湿法具有电解效率高，避免产生震动、噪音小等优点，近年来在冰箱除湿领域也较为常见，但在使用过程中需结合吸湿材、斥水层等，若要在冰箱除湿中推广使用需克服成本高，设备复杂等缺点。

在对冰箱湿度控制领域专利申请人及申请量方面，国外尤其是日本的制冷业巨头三菱重工、松下、东芝、日立、夏普、三洋电机等公司的专利申请量较多，技术主题广泛，技术也较为成熟，这反映了日本在制冷领域的垄断地位，与日本相比，国内的在冰箱湿度控制领域的专利申请多为日本、欧美、韩国等国的中文同族，本国的专利申请数量较少，且涉及技术主题也较为单一，这反映了国内在冰箱除湿领域技术的薄弱，需不断加强这方面的技术研究与创新。

参考文献

[1] 松下电器产业株式会社.干燥装置以及具备该干燥装置的冰箱[P].中国专利：2013100383466，2014-08-06.

[2] 多种吸附技术公司.冰箱除霜装置[P].中国专利：2007800233423，2009-07-08.

[3] 三菱重工业株式会社.冷冻库[P].日本专利：2789994，1995-09-05.

[4] 三洋电机株式会社.冷冻展示柜结霜防止装置[P].日本专利：5204994，1995-10-13.

[5] 三洋电机株式会社.低温展示柜 [P].日本专利：28407195，1997-05-16.

[6] デラビル株式会社.干燥库兼冷藏库[P].日本专利：21404697，1996-02-16.

[7] 王倩.空调系统中的除湿技术[J].广东石油化工学院学报，2013，23（4）：63-66.

[8] （INFO-N） CIE INFORM MILITAIR.储藏盒内湿度控制[P].法国专利：8515661，1987-05-21.

[9] 株式会社日立.冷冻冷藏库着霜防止方法[P].日本专利：11835391，1992-12-02.

[10]（FOTO-N） FOTON TUNING KK.激光装置保持箱内湿度控制[P].日本专利：2002103697，2003-10-15.