CN102980255A

CN102980255A - 空气净化装置

Info

Publication number: CN102980255A
Application number: CN2012103467702A
Authority: CN
Inventors: 俞建德
Original assignee: ATAL ENGINEERING Ltd
Current assignee: ATAL ENGINEERING Ltd
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: CN102980255B

Abstract

本发明涉及到一种空气净化装置，包括通过进风通道依次连接的初过滤模块、热交换模块、电除尘模块和精过滤模块以及回风通道，所述进风通道的入口位于室外，所述进风通道的出口位于室内，进风通道上还设有进风电机；所述回风通道的入口位于室内，所述回风通道的出口位于室外，所述回风通道上设有回风电机；其特征在于所述电除尘模块和精过滤模块之间还设有电拦截组件；所述电拦截模块为由发泡金属板制备的用于吸附电除尘模块电离产生的颗粒的吸附板，所述吸附板上带有与所述电除尘模块上所带电荷相反的电荷。该空气净化装置能够有效减小精过滤组件的过滤负担从而延长精过滤组件的使用寿命。

Description

空气净化装置

技术领域

本发明涉及到空气处理设备，具体指一种空气净化装置。

背景技术

随着工业化的发展，环境问题日益严重，尤其是空气的污染，严重影响了人的身体健康。为了使局部环境内的空气质量得到一定的提高，人们设置了空气净化装置。通过空气净化装置对进入室内的空气进行净化，以满足人们健康的需求。

现有的空气净化装置包括有下述功能组件：初过滤组件、热交换组件、电除尘组件和精过滤组件。初过滤是对进入室内的空气进行初步的过滤，一般的初过滤可达到80%的过滤效率，根据过滤精度的不同，拦截空气中颗粒的粒径的大小也不同。

经过初过滤后的空气进入到热交换器中，与室内排出的空气进行换热，经过热交换器后的空气进入高压静电除尘区，高压静电除尘是以静电净化法进行收捕空气中粉尘的装置。它的净化工作主要依靠高压放电极和沉淀极即零级这两个系统来完成。当两极间输入高压时，在电极空间，产生阴、阳离子，并作用于通过静电场的废气粒子表面，在电场力的作用下向其极性相反的电极移动，并形成离子风，废气离子粘结于零电极上，达到收尘目的，并击穿杀死通过电场的细菌和病毒。被净化了的空气经过精过滤后进入室内。

经过电除尘的空气最后经过精过滤元件后进入室内。一般精过滤元件的过滤精度可达到0.1~0.2微米，达到了人类健康的要求。

室外空气由进风口进入初过滤组件，过滤除去空气中的灰尘，然后进入热交换模块平衡温度，热交换后的空气进入电除尘模块，电除尘模块上加有2000~6000伏的高压静电，能瞬间杀灭细菌和病毒，经电除尘后的空气进入精过滤组件，滤除电除尘模块杀菌后所产生的颗粒，精过滤后的净化空气通过通风通道进入室内。室内的空气则通过回风通道进入热交换组件与进入热交换组件的室外空气换热后排放到大气中。

空气净化装置能够有效隔离空气中的尘埃等颗粒状物质，并能杀灭细菌、病毒，有效保证了人们的健康呼吸。但是现有技术中的空气净化装置中的精过滤组件容易堵塞，使用寿命较短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够有效减小精过滤组件的过滤负担从而延长精过滤组件使用寿命的空气净化装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该空气净化装置，包括通过进风通道依次连接的初过滤模块、热交换模块、电除尘模块和精过滤模块以及回风通道，所述进风通道的入口位于室外，所述进风通道的出口位于室内，进风通道上还设有进风电机；所述回风通道的入口位于室内，所述回风通道的出口位于室外，所述回风通道上设有回风电机；其特征在于所述电除尘模块和精过滤模块之间还设有电拦截组件；所述电拦截模块为由发泡金属板制备的用于吸附电除尘模块电离产生的颗粒的吸附板，所述吸附板上带有与所述电除尘模块上所带电荷相反的电荷。

电除尘模块和电拦截组件配合作用，空气在经过电除尘模块后，空气中的微小颗粒包括有害物质的气溶胶、细菌、病毒等粉尘在电除尘模块的作用下，使得小于0.1μm的微小颗粒带电，相互碰撞，絮凝成大于0.1μm的较大颗粒，从而被电拦截模块拦截并吸附下来。经过电拦截模块处理后的空气再进入过滤精度为0.1μm的精过滤模块后，进一步将空气中的大于0.1μm微小颗粒过滤去除后送入室内，从而得到既干净又新鲜的空气。

所述的吸附板包括有多块平板结构的发泡金属板，所述发泡金属板的孔隙率大于等于80%，并且这些吸附板相互平行设置。采用发泡金属板作为吸附板，能够有效增加吸附面积，保证吸附效果。

所述的吸附板还可以为波纹结构，吸附板的表面上涂覆有对有机物有分解作用的纳米二氧化钛涂层，吸附板的上游设置有对该吸附板进行照射的紫外光源。通过紫外光、纳米二氧化钛涂层可有效分解吸附板所吸附拦截下来的颗粒，具有自清洁的作用。

为了方便清理电拦截模块所拦截下来的颗粒，上述各方案中，所述电拦截模块的下方设有承接电拦截模块上所掉落颗粒的容器。

上述各方案中，装置内部的新风通道和回风通道是两个完全密闭的通道，在经过热交换模块时，由于两个通道内风量大小不同，所以存在的压力就不同，会导致热交换模块内的热交换片的压力不同，如果一方压力过大的话，就会对热交换片造成一定的损坏，为了避免这个问题，所述的进风通道上还设有风道旁路，所述风道旁路的两端口均连通所述的进风通道并分别位于所述初过滤模块与所述换热模块之间的位置和所述换热模块与所述电除尘模块之间的位置。这样当回风通道内的压力升高时，风门40由于压力差会自动打开，平衡了两者之间的压力，保证了热交换器4的正常运行。

所述的进风通道上还设有风道旁路，所述风道旁路的两端口均连通所述的进风通道并分别位于所述初过滤模块与所述换热模块之间的位置和所述换热模块与所述电除尘模块之间的位置。风道旁路的设计是为了调节换热气流，使室内空气能量得到回收。

所述的电除尘模块包括等间隔设置的多块电极板，各所述电极板的一个侧边上间隔设有多个凸起。通过凸起的设计，能够有效增大电子风的风量以助推空气流并使电除尘模块电离产生的颗粒带上电荷。

较好的，所述凸起的纵截面为三角形、矩形或弧形。

上述各方案中，为了进一步提高换热效果，所述的热交换模块可以包括多块叠合设置的金属板，并且相邻金属板之间间隔有一定的距离形成换热通道；相邻的换热通道分别为与所述进风通道相连通的第一换热通道和与所述回风通道相连通的第二换热通道；并且第一换热通道与第二换热通道相互隔离。

作为改进，所述相邻金属板之间设有多块间隔设置的隔板，这些隔板将所述的通道分隔为多个相互独立的支路；相邻的换热通道之间的隔板相互垂直。

较好的，所述金属板的厚度为小于等于3毫米。该厚度的金属板传热效果最好。

所述金属板还可以为瓦楞结构，并且相邻金属板上的瓦楞相互垂直。

较好的，上述各方案中的金属板可以选用铝板、合金板或其它导热良好的金属材质，尤其是对于铝板，铝板的厚度小于等于3毫米时，其传热效果异乎寻常的好。

传统的用于空气净化的高压静电除尘装置，采用阴阳极板的结构，通过极板放电，也有的用钨丝放电，这些装置都是将高压放电极与捕捉极（零级）设置在一起，由于两极间设置在一起，空间距离较小，带电的废气离子还没来得及粘结在零级板上就飘走，达不到粘结的作用，起不到除尘的效果。与现有技术相比，本发明通过电拦截模块的设计，能够有效屏蔽和拦截电除尘模块电离所产生的颗粒，减少了精过滤模块的负荷，保证了净化效果，延长了精过滤模块的使用寿命；优选方案中，改进了热交换的结构，增加了电拦截单元，体积小，重量轻，在满足净化要求的同时，更加便于安装与运输，更能适应市场的需求；并且本发明中的各模块可制作成可插配结构，方便了各模块的维修和更换。

附图说明

图1和图2为本发明实施例装配结构的立体示意图（开门状态）；

图3为本发明实施例装配结构的平面示意图（省去了门）；

图4为本发明实施例中热交换模块装配结构的立体示意图；

图5和图6为本发明实施例热交换模块中铝板的立体结构示意图；

图7为本发明实施例电除尘模块的立体结构示意图；

图8为本发明实施例中电拦截模块的立体结构示意图；

图9为本发明中另一种电拦截模块实例的立体结构示意图；

图10为本发明实施例的结构原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图10所示，该空气净化装置包括：

壳体1，为柜式结构，包括柜体11和柜门12；进风管13连接设置在柜体11的外侧面下部的新风进口，回风管14连接柜体的内侧面下部的回风口；柜体的顶面上设有新风出口15。

进风通道，连接壳体上的新风进口，其入口端位于室外，用于在将室外的新鲜风在风机的作用下输送到该空气净化装置内净化后送入室内。进风通道上设有进风电机33。

回风通道，连接壳体上的回风口，其入口端位于室内，用于将室内的空气送出到室外。回风通道上设有回风电机34。

本实施例中的进风通道和回风通道上均设有旁通管路，旁通管路上设有旁通阀门，以方便在室内外温差较大时，根据需要开通旁通阀门，使进、出气体部分换热或不换热。

初过滤模块4，倾斜设置在壳体1内，由进风通道进入壳体内的新鲜空气全部通过初过滤模块过滤。本实施例中的初过滤通常采用无纺布过滤棉，由100%纯纤维以针刺方法形成高度蓬松的、具有立体深度的过滤层。其特点是纤维组织疏松，高空隙率增加了杂质的纳污量，属复式截留模式，可有效地清除固体及软性颗粒，较大的颗粒杂质被截留在纤维表面，而细微颗粒则被捕捉于滤材深层中，因此具有较高的过滤效率。

热交换模块5，用于对室内回风和室外新鲜风进行换热，平衡进入室内的新鲜风的温度，使之接近室内温度。本实施例中的热交换模块5包括多块叠合设置的厚度为2mm的铝板51，铝板51固定在由多根横向支撑板57和多根纵向支撑板52构成的格栅支架上；横向支撑板51的高度小于纵向支撑板52的高度；格栅支架的四个角上交替设有凸柱53和连接孔54，相邻的格栅支架通过凸柱53和连接孔54的配合连接在一起。并且相邻的铝板之间通过纵向支撑杆的限位形成多个换热通道。将相邻格栅支架上的纵向支撑板（或横向支撑板）相互垂直叠加。定义与进风通道相连通的为第一换热通道55，与回风通道相连通的为第二换热通道56，第一换热通道与第二换热通道相互隔离且气流方向相互垂直。上述固定有铝板的格栅支架限位在热交换模块支架58内，以方便插拔，利于热交换模块的维修和插拔。

上述热交换模块中的铝板还可以采用瓦楞结构的铝板2，将相邻铝板上的瓦楞垂直叠合后即可形成相互隔离且垂直的第一换热通道和第二换热通道。

电除尘模块6，其上加有2000~6000伏的高压静电，用于对热交换后的新鲜空气进行电离，以杀死空气中的细菌、病毒等有毒有害微生物。本实施例中的电除尘模块包括等间隔设置的多块电极板61，电极板的一个侧边为锯齿结构；该锯齿结构还可以根据需要设计为方波结构或波浪形结构。这些电极板61固定在电极板框架62上。

电拦截组件7，设置在进风通道上，位于电除尘模块下游。其包括连接杆71，通过连接杆71串接在一起的多块相互平行设置的用于吸附电除尘模块电离产生的颗粒的吸附板72，本实施例中的吸附板72为发泡铝板，发泡铝板的孔隙率为80%，孔隙率是指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。这些吸附板相互平行设置且其上带有与电除尘模块上所带电荷相反的电荷。

上述吸附板还可以采用能够增大迎风面积、提高处理效率的波纹结构的发泡金属板31，如图9所示该金属板的迎风面上均匀涂覆有对有机物有分解作用的纳米二氧化钛涂层，在框架的上方设置有紫外线灯管32。

纳米TiO₂具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性等优点，在紫外线的作用下能够长久杀菌。光线能透过纳米二氧化钛的粒子面，纳米TiO2对280～320nm中波区的紫外线吸收性明显增强，紫外线辐照强度大于70UW/C(1米处)输出稳定，能够起到消毒杀菌的作用。

实验证明，以0.1mg/cm³浓度的锐钛型纳米TiO₂可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶SOD添加量的增多，TiO₂光催化杀死癌细胞的效率也提高。对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98%以上；在日光或灯光中紫外线的作用下使TiO₂激活并生成具有高催化活性的游离基，能产生很强的光氧化及还原能力，可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物，将其分解为二氧化碳和水，能够起到净化空气的功能。

抽屉73，设置在电拦截模块7的下方，用于承接电拦截模块所连接吸附后掉落的的颗粒。

精过滤模块8，本实施例中所使用的精过滤模块为无隔板高效精过滤器，其采用高性能0.1UM超细玻璃纤维滤纸或者说PTFE复合材料作为滤料，间隔物为优质的热熔胶，有中效(F6-F9)、亚高效(H10-H12)、高效(H13-H14)、超高效(U15-U17)等多种级别，具有无漏点过滤精度高，安装方便等优点。精过滤元件的过滤精度可达到0.1～0.2微米，达到了人类健康的要求。

该空气净化装置的工作原理如下：

外界的新风在进风电机的作用下通过进风管进入到净化装置内部的进风通道内，经过初过滤模块后，滤去80%左右的灰尘后进入热交换模块，与回风电机送来的室内风进行热交换后，进入由电除尘模块与电拦截模块组成的静电高压除尘区域；电除尘的高压静电区域作为阴极发射带电的物质，电拦截作为阳极，形成一个拦截区域；空气首先在电除尘模块作用下，对空气中的细菌和病毒等物质进行电离、分解，生成一些小颗粒；这些小颗粒随着空气一起进入下游的电拦截模块内，电离后的小颗粒被电拦截模块吸附、屏蔽、拦截下来，而空气进入精过滤模块，进一步过滤除去空气中的细小颗粒后送入室内。

房间内的空气从回风通道的入口进入，通过热交换器与进风通道内的空气换热后经回风通道的出口排放到大气中。当室外的温度比较高，而外界空气的温度低时，旁通阀开启，外界温度低的空气经过初过滤后，有约30％的空气不经过热交换，直接通过旁通阀进入电除尘中，经过电拦截、精过滤后进入室内。设备内设置有检测温度、湿度、二氧化碳浓度等参数的传感器，时刻对经过设备的空气进行检测，保证净化的效果。

当室内外温差较大时，部分进风通道内的空气绕过换热模块，从风道旁路通过不进行换热直接进入电除尘模块内。

该空气净化装置中，初过滤模块、热交换模块、电除尘模块、电拦截模块、精过滤模块均为模块化单元，可即插即用，安装清洗比较方便。并且本实施例中的各模块均倾斜防止，结构布置紧凑，有效减小了整个装置的体积。而电拦截粘结的大的尘埃等杂质累计到一定大小的颗粒后因为重力会掉落到抽屉中。利用抽屉来承接大的颗粒状物质，清理非常方便。

Claims

1.一种空气净化装置，包括通过进风通道依次连接的初过滤模块、热交换模块、电除尘模块和精过滤模块以及回风通道，所述进风通道的入口位于室外，所述进风通道的出口位于室内，进风通道上还设有进风电机；所述回风通道的入口位于室内，所述回风通道的出口位于室外，所述回风通道上设有回风电机；其特征在于所述电除尘模块和精过滤模块之间还设有电拦截组件；所述电拦截模块为由发泡金属板制备的用于吸附电除尘模块电离产生的颗粒的吸附板，所述吸附板上带有与所述电除尘模块上所带电荷相反的电荷。

2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于所述的吸附板包括有多块平板结构的发泡金属板，所述发泡金属板的孔隙率大于等于80%，并且这些吸附板相互平行设置。

3.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于所述的吸附板为波纹结构，吸附板的表面上涂覆有对有机物有分解作用的纳米二氧化钛涂层，吸附板的上游设置有对该吸附板进行照射的紫外光源。

4.根据权利要求1、2或3所述的空气净化装置，其特征在于所述的进风通道上还设有风道旁路，所述风道旁路的两端口均连通所述的进风通道并分别位于所述初过滤模块与所述换热模块之间的位置和所述换热模块与所述电除尘模块之间的位置。

5.根据权利要求4所述的空气净化装置，其特征在于所述电拦截模块的下方设有承接电拦截模块上所掉落颗粒的容器。

6.根据权利要求4所述的空气净化装置，其特征在于所述的电除尘模块包括等间隔设置的多块电极板，各所述电极板的一个侧边上间隔设有多个凸起。

7.根据权利要求6所述的空气净化装置，其特征在于所述凸起的纵截面为三角形、矩形或弧形。

8.根据权利要求4所述的空气净化装置，其特征在于所述的热交换模块包括多块叠合设置的金属板，并且相邻金属板之间间隔有一定的距离形成换热通道；相邻的换热通道分别为与所述进风通道相连通的第一换热通道和与所述回风通道相连通的第二换热通道；并且第一换热通道与第二换热通道相互隔离。

9.根据权利要求8所述的空气净化装置，其特征在于所述相邻金属板之间设有多块间隔设置的隔板，这些隔板将所述的通道分隔为多个相互独立的支路；相邻的换热通道之间的隔板相互垂直。

10.根据权利要求8所述的空气净化装置，其特征在于所述金属板的厚度小于等于3毫米。

11.根据权利要求8所述的空气净化装置，其特征在于所述金属板为瓦楞结构，并且相邻金属板上的瓦楞相互垂直。