温敏材料、应用该材料的除湿装置及该装置工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及材料及材料控制领域，尤其是一种温敏材料、应用该材料的除湿装置及该装置工作方法。解决了现有吸湿剂是低温疏水高温亲水且需要定期更换，及除湿装置是单一除湿装置，不能自动启动和选择除湿效率。一种温敏材料制作方法，将异丙基丙烯酰胺凝胶加入交联剂、引发剂溶于无水乙醇中进行交联引发；通氮气保护加入硅酸钠，加入强酸在恒温水浴中反应；用去离子水浸渍，间隔固定时间更换去离子水，除去未反应单体，生成温敏材料成品。利用该材料的除湿装置和除湿装置的工作方法，有益效果是：形成的新的反开关纳米材料高温疏水低温亲水降低能耗且不降解避免更换吸湿剂；利用神经网络控制器选择液体除湿装置或者固体除湿装置或者二者的组合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料及材料控制领域，尤其是一种温敏材料、应用该材料的除湿装置及该装置工作方法。
技术介绍
空气湿度过大不仅影响人的生活环境,还直接影响工农业生产及产品的储存,如文物和档案的保存，因此人们必须采取有效的措施来保证空气湿度符合要求。于是,各种除湿技术得到了广泛的关注和发展，于此同时随着环境与能源问题的日益严重，以低品位热能及有效清洗的空调系统将成为大势所趋。目前存在的空气除湿技术包括制冷冷凝除湿法，固体动态吸附除湿法和静态吸附除湿法及溶液除湿法。制冷冷凝除湿法采用氟利昂作制冷剂对大气臭氧层有破坏作用同时除湿空间湿负荷较大时，待处理空气需要降到很低的露点温度，从而要求蒸发温度低，由此会导致蒸发器表面结霜，并且除湿设备结构复杂，耗电量大。静态吸附除湿法是利用液体吸湿剂(如溴化锂、氯化锂)和固体吸湿剂(如硅胶)来吸收空气中的水分。由于吸湿剂的吸湿量有限，只能适用于有限的封闭空间且其低温疏水高温吸水的特性会增大能耗，降低吸湿效率，，同时吸湿剂需要定期更换，对大空间和有严格除湿要求的场所难以适用，因此应用范围较小。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：1.现有吸湿剂是常规纳米材料，低温疏水高温吸水，而无论是传统的固体除湿还是现代的液体除湿都是低温吸水高温放水以完成最终除去空气中水份的方法，因此现有除湿剂除湿效率低2.现有除湿设备在除湿时，采用的除湿剂需要定期更换应用范围较小；3.现有除湿装置是单一除湿装置，且不能自动启动和选择除湿效率。为解决上述技术问题，采用如下技术方案：一种温敏材料及其制备方法，包括如下步骤：第一步：将异丙基丙烯酰胺凝胶（PNIPAAm）加入交联剂、引发剂、催化剂等溶于无水乙醇中进行交联引发；第二步：待溶解充分后，通氮气保护加入硅酸钠，充分溶解后加入强酸在60oC恒温水浴中反应24h；第三步：用去离子水浸渍，间隔7-12小时后更换去离子水，除去未反应单体，生成温敏材料成品。异丙基丙烯酰胺凝胶加入交联剂、引发剂反应后生成反开关纳米材料，生成的反开关纳米材料和硅酸钠反应生成温敏材料。根据除湿环境及性价比，确定反开关纳米材料和硅酸钠的比例范围，该比例范围在1:2至1:20之间都可以。进一步地,所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为偶氮二异丁腈，催化剂为异丙醇，强酸为氢氟酸。进一步地，一种应用上述温敏材料提高除湿效率的装置，其特征在于：包括固体转轮除湿装置和/或溶液除湿装置，所述固体转轮除湿装置和溶液除湿装置通过风道分路开关联机成串联式或并联式，所述固体转轮除湿装置和溶液除湿装置的各部件表面附着有温敏材料，所述固体转轮除湿装置和溶液除湿装置均受神经网络控制器控制。通过温敏材料及神经网络控制器提高相关耗能设备效率，降低能耗，通过神经网络确保固体的最低能耗指标及液体的最小飘逸指标。固体转轮除湿装置和溶液除湿装置可以同时使用，也可以单独使用，根据实际工程需求而定：当要求的风量较大时，同时并联使用；当要求的湿度较低时，同时串联使用；当要求的温度较低时，单独使用固体；当要求的能耗较低时，单独使用液体；如果好处想两头得，启动的时候用固体，耗电大，但是除湿冷凝速度快，一旦凉爽后，就切换到液体，省电，同时拥有液体和固体装置则效果更优。进一步地，所述神经网络控制器的控制方法如下：第一步：根据风量大小选神经网络模型网络层数为3，隐层神经元数量为7到13，采取隐层和输出层神经元函数分别为tansig函数和purelin函数，网络培训方式选用了trainlm算法；第二步：有函数newff（）形态神经网络；第三步：在对神经网络训练之前，首先设定相关参量，例如最大训练次数、训练要求精度、学习率等；第四步：对神经网络进行训练；第五步：重复训练直到满足要求为止；第六步：保留训练好的神经网络，并用训练好的神经网络实行预测；第七步：将预测值和实际输出值进行对比，统计出相对误差；第八步：将隐层传递函数改为radbas函数，再对神经网络进行训练，统计出相对误差，并与tansig的结果进行比较；第九步：选合适的函数与神经元数量。进一步地，所述固体转轮除湿装置和溶液除湿装置上分别连接设置有超声波自动清洗装置，所述超声波自动清洗装置受神经网络控制器控制。当除湿装置需要清洗时，通过神经网络控制器控制超声波自动清洗装置进行清洗。进一步地，所述的提高除湿效率的装置仅包括固体转轮除湿装置。根据除湿效率选择除湿装置，当要求的温度较低时，单独使用固体除湿装置即可。进一步地，所述的固体转轮除湿装置放置于一个箱体里，固体转轮把所述的固体转轮除湿装置分为除湿端和再生端，除湿端和再生端的空间比例为1：1至1：3。进一步地，所述的提高除湿效率的装置仅包括溶液除湿装置。当要求的能耗较低时，单独使用液体除湿装置。进一步地，所述提高除湿效率的装置包括由温湿度传感器，分别放置于该装置的进风口和出风口，且连接所述神经网络控制器。通过温湿度传感器把进风口和出风口的温度传输给神经网络控制器。进一步地，一种利用上述温敏材料提高除湿效率装置的提高除湿效率的方法，其特征在于，包括步骤一：待处理空气通过风道进入该除湿装置，通过温湿度传感器搜集到的温湿度数据，传输给神经网络控制器，神经网络控制器控制空气的除湿；步骤二：空气经过除湿处理后，在神经网络控制器的作用下，一部分排到室外，一部分用于除湿能力的再生；通过以上两个步骤的反复重复进行，除湿装置不停地运转工作。本专利技术的有益效果是：（1）利用现有的除湿剂和反开关纳米材料混合反应，形成新的温敏材料，所述温敏材料具有低温吸水高温放水的特性提高除湿剂的除湿效率且能耗低。（2）通过在除湿装置的表面各端喷涂温敏材料，所述温敏材料就是吸湿剂，由于温敏材料不降解，避免更换吸湿剂。（3）根据除湿效率的要求，对风量和温度的不同要求，神经网络控制器选择液体除湿装置或者固体除湿装置或者二者的组合。（4）通过除湿装置上安装超声波清洗装置，在神经网络控制器的作用下，控制除湿装置的自动清洗。附图说明图1固体除湿装置和液体除湿装置的串联或并联示意图；①--⑤表示风道。图2温敏材料的的制备流程图。①表示通氮气保护；②表示60oC恒温水浴中反应24h；③表示用去离子水浸渍,间隔一定时间更换去离子水,除去未反应单体。图3固体除湿装置的结构示意图；1-风机；2-固体转轮；3-再生热源；4-超声波自动清洗装置。图4液体除湿装置的结构示意图；5-除湿芯；6-再生芯；7-蒸发器；8-压缩机；9-阀门；10-冷凝器；11-再生泵；12-管式换热器；13-除湿泵；14-换热器。图5利用温敏材料提高除湿效率的除湿装置工作流程图。图6固体除湿装置除湿流程图。图7液体除湿装置除湿流程图。具体实施方式下面结合附图来对本专利技术进行详细说明。实施例1温敏材料的制备如图2所示，将异丙基丙烯酰胺凝胶（PNIPAAm）加入亚甲基双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温敏材料及其制备方法，包括如下步骤：第一步：将异丙基丙烯酰胺凝胶（PNIPAAm）加入交联剂、引发剂、溶于无水乙醇中进行交联引发；第二步：待溶解充分后，通氮气保护加入硅酸钠，充分溶解后加入强酸在60 ºC恒温水浴中反应24 h；第三步：用去离子水浸渍，间隔7‑12小时后更换去离子水，除去未反应单体，生成温敏材料成品。

【技术特征摘要】
1.一种温敏材料及其制备方法，包括如下步骤：
第一步：将异丙基丙烯酰胺凝胶（PNIPAAm）加入交联剂、引发剂、溶于无水乙醇中进行交联引发；
第二步：待溶解充分后，通氮气保护加入硅酸钠，充分溶解后加入强酸在60oC恒温水浴中反应24h；
第三步：用去离子水浸渍，间隔7-12小时后更换去离子水，除去未反应单体，生成温敏材料成品。
2.根据权利要求1所述的温敏材料及其制备方法,所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为偶氮二异丁腈，强酸为氢氟酸。
3.一种应用权利要求1所述的温敏材料提高除湿效率的装置，其特征在于：包括固体转轮除湿装置和/或溶液除湿装置，所述固体转轮除湿装置和溶液除湿装置通过风道分路开关联机成串联式或并联式，所述固体转轮除湿装置和溶液除湿装置的各部件表面附着有温敏材料，所述固体转轮除湿装置和溶液除湿装置均受神经网络控制器控制。
4.根据权利要求3所述的提高除湿效率的装置，其特征在于：所述神经网络控制器的控制方法如下：
第一步：根据风量大小选神经网络模型网络层数为3，隐层神经元数量为7到13，采取隐层和输出层神经元函数分别为tansig函数和purelin函数，网络培训方式选用了trainlm算法；
第二步：有函数newff（）形态神经网络；
第三步：在对神经网络训练之前，首先设定相关参量，例如最大训练次数、训练要求精度、学习率等；
第四步：对神经网络进行训练；
第五步：重复训练直到满足要求为止；
第六步：保留训练好的神经网络，并用训练好的神经网络实行预测；
第七步：将预...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳，黄骏，李敏，史洪玮，
申请(专利权)人：宿迁学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32