CN103791545B - 一种具有空气净化功能的对流式电暖器 - Google Patents
一种具有空气净化功能的对流式电暖器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有空气净化功能的对流式电暖器，包括封闭金属壳体，所述的封闭金属壳体的上部设有出风口，封闭金属壳体的下部设有进风口，在封闭金属壳体的内部由上到下依次设置有加热元件、集尘极组、离子通道组和放电极组，其中放电极组设置于进风口的上方，放电极组与集尘极组平行设置，离子通道组设置于放电极组与集尘极组之间且与放电极组和集尘极组相对，集尘极组的电压高于离子通道组的电压。本发明可以提高室内的升温速度，并对室内空气进行高效净化，设备运行时不产生臭氧且没有噪音。
Description
技术领域
本发明涉及家用供暖及空气净化技术领域，具体涉及一种具有空气净化功能的对流式电暖器。
背景技术
热对流是指气体或液体通过流动将热量带走的热传递方式。根据热对流原理，对流式电暖器的外壳上部设置出风口，下部设置进风口，通过电加热元件将热量传递给空气，使壳体内部的空气温度上升继而向上运动，并从上部出风口流出，而外部冷空气从下部进风口进入补充，如此反复循环，使室内温度得以提升。该电暖器利用空气自然对流散热，所以无噪音。由于热量传递速度与温差有关，因此，使用该电暖器时的室内温升速度取决于热空气的流动速度。研究发现，仅由电加热元件加热空气产生的上升力非常有限，影响热交换速度，使用该电暖器时的室内温升较慢，效率偏低。
空气净化器通常采用多层滤网过滤污浊空气中的悬浮微粒，为了保持足够的空气流动，现有技术一般在通风道设置风扇排风。采用风扇为空气提供流动动力可以提高空气净化速度，但风扇的使用不但造成空气净化器重量大、耗电量多，而且致使工作过程中噪音较大，制约了该类空气净化器在室内的使用。高压静电除尘技术作为一种无噪音的新型空气净化方式得到了广泛关注，其工作原理是：在放电极和集尘极之间施加直流高压，通过放电极产生的高压电场使气体电离，让悬浮微粒带电荷，由于集尘极电势相反，因此可收集带电荷悬浮微粒。由于该方法不使用风扇驱动空气流动，因此噪音较小，适合室内除尘，但其缺点是：由于空气电离会产生大量臭氧，过量臭氧对人体危害很大。另外，空气净化的速度和离子流速度有直接关系，该方法产生的离子流速度较小，空气净化过程慢，效率很低。天津大学环境科学与工程学院的研究人员在一个29.6立方米的环境舱中点燃四根香烟模拟PM2.5高浓度的环境（此时PM2.5的质量浓度在5至6毫克/立方米），并对空气净化器进行测试。测试结果显示，最好的净化器需要约30分钟达到要求（国家标准是在0.075毫克/立方米以下），而最差的需要约60分钟。提高直流电压虽然可以提高离子流速，但过高的电压将使臭氧产生量进一步增大，造成室内的空气环境恶化。
冬季气候干燥，空气中的悬浮微粒较多，为了满足人们对取暖和空气净化的双重需求，有些企业生产出带有空气净化功能的电暖器，但现有带空气净化功能的电暖器均为电暖器和以上两种主流空气净化器的简单叠加，没有考虑到两者之间的互补优化，在消除臭氧、提高热传递效率和提高除尘效率、减少噪音等方面没有进行优化设计，导致消费者反映较差。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种结构简单且设计合理的具有空气净化功能的对流式电暖器，使用该对流式电暖器可以提高室内的升温速度，并对室内空气进行高效净化，设备运行时不产生臭氧且没有噪音。
本发明的技术方案为：一种具有空气净化功能的对流式电暖器，包括封闭金属壳体，其特征在于：所述的封闭金属壳体的上部设有出风口，封闭金属壳体的下部设有进风口，在封闭金属壳体的内部由上到下依次设置有加热元件、集尘极组、离子通道组和放电极组，其中放电极组设置于进风口的上方，放电极组与集尘极组平行设置，离子通道组设置于放电极组与集尘极组之间且与放电极组和集尘极组相对，集尘极组的电压高于离子通道组的电压；所述的放电极组由多个放电极排列组成，放电极排列成两排或者多排并且相邻的两排放电极交错布置；所述的离子通道组由多个离子通道组成，离子通道由两个弧面相对的弧状电极形成，该弧状电极的圆心角小于55°；所述的集尘极组由多个集尘极排列设置于加热元件的下方；所述的加热元件由网状散热片和包裹于网状散热片内的加热管组成，其中网状散热片固定于封闭金属壳体的左右立壁上。
根据以上结构可知，加热元件对周围空气进行加热，根据热对流原理，加热元件周围温度升高，空气向上运动，并从封闭金属壳体上部出风口流出。加热元件下部产生负压，使外部冷空气从封闭金属壳体下部进风口进入。空气从封闭金属壳体下部进入后被放电极组周围产生的高压电场电离，使得空气中的悬浮微粒带电，由于离子通道组与带电悬浮微粒极性相反，在电场力作用下悬浮微粒将朝向设置在其上方的离子通道组运动。离子通道组上方的集尘极组电压极性与离子通道组相同，但集尘极组的电压高于离子通道组的电压，由于电场电势差的作用，使得反极性悬浮微粒经过离子通道组后继续高速向集尘极组运动，带电悬浮微粒不会影响离子通道组。经过集尘极组吸附悬浮微粒后可得到净化后的空气，并随着加热元件产生的空气负压继续上升，经过加热元件加热后得到净化后的热空气，从封闭金属壳体上部出风口流出。
本发明与现有技术相比具有以下优点：通过热空气升力和电场力同时作用，增加了空气流动速度，提高了室内升温速度和空气净化速度，效率大大提高，充分利用加热元件产生的300℃-400℃的高温，使电离产生的臭氧经过加热元件加热后瞬间分解，实现了室内臭氧的零排放，通过对室内供暖和空气净化的互补优化设计，不需要风扇迫使空气运动，不需要安装专门的除臭氧设备和检测电路，系统设计简单、运行时没有噪音、功耗小、效率高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图面说明：1、封闭金属壳体，2、进风口，3、出风口，4、放电极，5、放电极组，6、弧状电极，7、离子通道组，8、集尘极，9、集尘极组，10、加热元件。
具体实施方式
结合附图详细描述实施例。一种具有空气净化功能的对流式电暖器，包括封闭金属壳体1，所述的封闭金属壳体1的上部设有出风口3，封闭金属壳体1的下部设有进风口2，在封闭金属壳体1的内部由上到下依次设置有加热元件10、集尘极组9、离子通道组7和放电极组5，其中放电极组5设置于进风口2的上方，放电极组5与集尘极组9平行设置，离子通道组7设置于放电极组5与集尘极组9之间且与放电极组5和集尘极组9相对，集尘极组9的电压高于离子通道组7的电压；所述的放电极组5由多个放电极4排列组成，放电极4排列成两排或者多排并且相邻的两排放电极4交错布置；所述的离子通道组7由多个离子通道组成，离子通道由两个弧面相对的弧状电极6形成，该弧状电极6的圆心角小于55°；所述的集尘极组9由多个集尘极8排列设置于加热元件10的下方；所述的加热元件10由网状散热片和包裹于网状散热片内的加热管组成，其中网状散热片固定于封闭金属壳体1的左右立壁上。
根据以上结构可知，加热元件对周围空气进行加热，根据热对流原理，加热元件周围温度升高，空气向上运动，并从封闭金属壳体上部出风口流出，加热元件下部产生负压，使外部冷空气从封闭金属壳体下部进风口进入。空气从封闭金属壳体下部进入后被放电极组周围产生的高压电场电离，使得空气中的悬浮微粒带电，由于离子通道组与带电悬浮微粒极性相反，在电场力作用下悬浮微粒将朝向设置在其上方的离子通道组运动。
本发明所述的放电极组由多个放电极组成，放电极可按两排或多排排列设置，相邻两排位置交错布置，增加电离区域面积，使空气有效电离并快速向离子通道组运动。
本发明所述的离子通道组由多个离子通道组成，离子通道由两个弧面相对的弧状电极形成，使得离子通道可以有效吸引带电悬浮微粒，并通过电场力将带电悬浮微粒送至集尘极组。
本发明内部有热空气产生的升力和电场力两种动力推动空气流动，增加了空气流动速度，同时提高了室内升温速度和空气净化速度，运行效率大大提高。在空气经过放电极组、离子通道组合集尘极组后再由加热元件加热，加热元件将对电离产生的臭氧进行加热，由于臭氧在270℃高温时可立即转化为氧气，而加热元件的温度一般在300℃-400℃左右，高温可有效分解电离产生的臭氧。
本发明所述的加热元件为网状散热片包裹的加热管，网状散热片直接与电暖器左右壳体相连，使得臭氧经过加热元件时能够被充分分解。
综上所述，本发明利用热空气升力和电场力的双重作用，能够提供更大的空气流动速度，从而提升了室内的升温速度和空气的净化速度，保证了系统高效运行，利用加热元件的高温，自然分解电离产生的臭氧，无需增加专门的除臭氧装置和电路，节省了系统成本。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (1)
1.一种具有空气净化功能的对流式电暖器，包括封闭金属壳体，其特征在于：所述的封闭金属壳体的上部设有出风口，封闭金属壳体的下部设有进风口，在封闭金属壳体的内部由上到下依次设置有加热元件、集尘极组、离子通道组和放电极组，其中放电极组设置于进风口的上方，放电极组与集尘极组平行设置，离子通道组设置于放电极组与集尘极组之间且与放电极组和集尘极组相对，集尘极组的电压高于离子通道组的电压；所述的放电极组由多个放电极排列组成，放电极排列成两排或者多排并且相邻的两排放电极交错布置；所述的离子通道组由多个离子通道组成，离子通道由两个弧面相对的弧状电极形成，该弧状电极的圆心角小于55°；所述的集尘极组由多个集尘极排列设置于加热元件的下方；所述的加热元件由网状散热片和包裹于网状散热片内的加热管组成，其中网状散热片固定于封闭金属壳体的左右立壁上。
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