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调湿板的研究与应用
Study and application on hygroscopic boar
　　 传统的空调除湿方式低温冷凝除湿须制备低温冷冻水，能耗较大。调湿板是利用调
湿材料对水蒸气的自动吸放作用调节室内湿度，调湿过程无能耗。日本已开发出多种调湿
板产品，并应用于博物馆、美术馆等建筑中，所使用的调湿材料主要是沸石。以高分子凝
胶为调湿材料的调湿板产品尚未报道。1 调湿材料 Gel 的特性
　　 Gel 是由高分子树脂吸收了盐溶液后形成的凝胶，其调湿原理是利用凝胶中的盐溶液
对水蒸气的吸收与释放作用。常用的盐溶液为 Cacl2。图 1[1]是几种常用调湿材料的在不
同相对湿度下的平衡含水率曲线，实验环境温度为 25℃。可以看出同样的相对湿度变化范
围，Gel 的含水率变化要远大于沸石及硅胶，是一种较理想的调湿材料。
图 1 不同材料的平衡含水率曲线
　　
　　
　　
　　
　　　 The equilibrium moisture contain of different materials2 数值计算
　　 金招芬等人曾用 CaCl2 凝胶掺混到水泥、珍珠岩等材料中，制成板状作耐火材料，
并测定了其水蒸气扩散系数 Deff[2]。图 2[3]是该耐火材料在不同相对湿度下的平衡含水
率曲线，实验环境湿度为 25℃。从图 2 可以拟合出相对湿度 ψ 与板材含水量水率 C 的关
系式：
　　
　　
　　
　　 C=-
（1）
图 2 调湿板平衡含水率曲线
　　
　　
　　
　　
　　
　　　 The equilibrium mositure contain of the hygroscopic board
　　 由于一定浓度的盐溶液，在不同温度下均对应相同的相对湿度，因此当假设调湿板
中的盐溶液仍保持该特性时（1）式适用于其它温度范围。在温度 t=0～40℃，相对湿度
ψ=30%～85%范围内，相对湿度 ψ 与绝对含湿量 X 的关系为
　　
　　
　　
　　 Φ=;[4]
　　
　　
　　(2)
　　 联立（1）、（2）便可得出绝对含湿量 X 与含水率 C 的关系式：
X=×10-+×10-
　　
　　
　　　 (3)
　　
　　3 数学模型
　　 图 3 是一维板壁质扩散示意图，x=0 处与房间空气接触的表面，x=x0 处是绝湿表
面。
　　 基本方程：板壁一维非稳态质扩散方程：
（4）
　　 　
　　
　　
　　
　　
　　　
　　
　　　
　　
　　
　　图 3 一维板壁质扩散示意图
The schematic diagram o the problem
　　 房间湿平衡方程：　
　　　 　
　　
　　
　　（5）
　　 边界条件　
　　
　　　
　　
　　
　　
　　
　　（6）
其中对流传质系数 hin 由（7）式算出　
　　
　　
　　
　　 　（7）
　　 初始条件：
　　 τ=0，0≤x≤x0,C=C0
　　 τ=0,Xr=Xr0
(8)4 计算条件
　　 地点：北京；时间：代表年，气象数据由供热空调能耗 分析 用逐时气象数据生成
系统 Medpha 得到；其它计算条件如表 1 所示。
　　表 1 计算条件
　　Table 1 Parameters for computatio
　　 * 调湿板面积为除去门窗、地板以外的内壁面积的