CN104390293A - 一种雾霾空气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种雾霾空气处理装置，包括空气处理系统、水循环系统和能量回收系统，其中：设于主箱体内的所述空气处理系统包括第一过滤器、第二过滤器、第一蒸发器、微粒吸附装置和第一冷凝器和风机，置于主箱体外的循环水泵、第二过滤器和置于水箱内的第二冷凝器和形成的闭环为所述水循环系统；主箱体外的室内回风口处设有第二蒸发器，所述第一蒸发器和所述第一冷凝器之间设有节流装置，所述第二蒸发器、压缩机、所述第二冷凝器、所述第一冷凝器、所述节流装置和所述第一蒸发器依次形成的闭环为所述能量回收系统。本发明的处理装置具有能量回收的明显优点，在节能的前提下得以有效处理雾霾空气。
Description
技术领域
本发明涉及能量回收和空气处理技术领域，具体涉及一种雾霾空气处理装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展，尤其是在冬季空气含湿量较低的情况下，频率较高地出现了不同程度的雾霾天气。雾霾主要由大量极细微的尘粒、烟粒、盐粒、有机碳氢化合物等浮游颗粒及二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)等气态污染物组成，其中的浮游颗粒物本身既是污染物，也是重金属和多环芳烃等有毒物质的载体。雾霾粒径大多在PM2.5粒径范围，当前仅采用传统的喷水、过滤器等普通过滤方式很难将空气中的雾霾颗粒过滤掉，对人体健康造成很大危害；此外，在当前对能源需求急剧升高的情况下，现有空气净化装置在处理空气时，较少考虑装置的节能性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种雾霾空气处理装置，旨在通关过能量回收的途径在节能的前提下有效地处理雾霾空气。
本发明采用的技术方案具体为：一种雾霾空气处理装置，包括空气处理系统、水循环系统和能量回收系统，所述空气处理系统设于主箱体内；其中：
所述空气处理系统包括第一过滤器、第二过滤器、第一蒸发器、微粒吸附装置、第一冷凝器和风机，所述第一过滤器置于主箱体气流最上游的进风口，所述风机置于主箱体气流最下游的出风口，所述第一过滤器和所述风机之间沿气流方向依次设有所述第二过滤器、所述第一蒸发器、所述微粒吸附装置和所述第一冷凝器；
所述第二过滤器的第一端和第二端分别设有喷水口和集水槽，所述喷水口和所述集水槽之间依次设有水箱和循环水泵，置于主箱体外的所述循环水泵、所述第二过滤器和置于所述水箱内的第二冷凝器和形成的闭环为所述水循环系统；
主箱体外的室内回风口处设有第二蒸发器，所述第一蒸发器和所述第一冷凝器之间设有节流装置，所述第二蒸发器、压缩机、所述第二冷凝器、所述第一冷凝器、所述节流装置和所述第一蒸发器依次形成的闭环为所述能量回收系统。
在上述雾霾空气处理装置中，还包括喷湿系统，所述喷湿系统包括加湿装置和调节阀组；其中：所述加湿装置设于所述微粒吸附装置和所述第一冷凝器之间；所述调节阀组包括第一调节阀和第二调节阀，所述第一调节阀和所述第二调节阀设于所述循环水泵的水管的出口，所述第一调节阀与所述第二过滤器的喷水口相连接，所述第二调节阀与所述加湿装置相连接。
在上述雾霾空气处理装置中，所述风机和所述出风口之间设有消声器。
在上述雾霾空气处理装置中，所述水箱为绝热保温水箱，所述第二冷凝器完全浸于所述水箱内的液面以下。
在上述雾霾空气处理装置中，所述第一过滤器采用板式初效过滤器。
在上述雾霾空气处理装置中，所述第二过滤器采用湿膜吸收过滤器。
在上述雾霾空气处理装置中，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器均采用翅片管式换热器；所述第一冷凝器采用翅片管式换热器，所述第二冷凝器采用光滑管换热器或者强化换热管换热器。
在上述雾霾空气处理装置中，所述微粒吸附装置采用活性炭和沸石组成的双侧微粒吸附装置。
在上述雾霾空气处理装置中，所述风机采用变频轴流风机。
在上述雾霾空气处理装置中，所述消声器采用阻性消声器。
本发明产生的有益效果是：
利用生产的热水对空气进行高效处理，利用初效过滤器对雾霾空气加以预处理，利用热泵制冷系统回收室内回风的余热，并生产热水对空气进行处理，然后在对空气进一步吸附处理前利用能量回收系统的蒸发器对空气进行降湿，提高了微粒吸附装置的吸附速度和吸附量，最后利用回收的多余热能对吸附处理后的空气进行加热。既实现了雾霾空气的高效处理的要求，又回收了室内回风的余热，实现了能源的高效利用，节约了宝贵的能源，是一种节能型的雾霾处理装置，此外装置的结构简单，操作方便，制造成本低，可用于以家庭为单位的小型空气处理系统，尤其适合中大型空气处理系统。
附图说明
当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种雾霾空气处理装置的结构示意图一；
图2为本发明一种雾霾空气处理装置结构示意图二(增设喷湿系统的条件下)。
图中：1、进风口2、第一过滤器3、第二过滤器4、第一蒸发器5、微粒吸附装置6、第一冷凝器7、风机8、出风口9、第二蒸发器10、压缩机，11、第二冷凝器12、节流装置13、水箱14、循环水泵15、水管16、喷水口17、集水口18、主箱体19、消声器20、加湿装置21、第一调节阀22、第二调节阀。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示的一种雾霾空气处理装置，包括空气处理系统、水循环系统和能量回收系统，所述空气处理系统设于主箱体18内；其中：
空气处理系统包括第一过滤器2、第二过滤器3、第一蒸发器4、微粒吸附装置5、第一冷凝器6和风机7，第一过滤器2置于主箱体18气流最上游的进风口1，风机7置于主箱体18气流最下游的出风口8，第一过滤器2和风机7之间沿气流方向依次设有第二过滤器3、第一蒸发器4、微粒吸附装置5和第一冷凝器6；
空气处理系统的工作流程为：室外的雾霾空气从进风口1进入主箱体18，然后经第一过滤器1对雾霾空气作初效预处理，处理后的空气进入第二过滤器置3过滤处理，此时空气中的大部分颗粒物被除去，空气湿度增加，成为湿空气；湿空气在通过第一冷凝器4时被降温除湿，然后通过微粒吸附装置5对空气进行微粒和微雾滴的吸附，吸附后的空气即为清洁空气，清洁空气在风机7的抽送下通过出风口8进入室内，作为一种优选，风机7和出风口8之间设有消除风机7产生的噪声的消声器19，且风机7根据雾霾空气污染程度和处理空气量采用自动变频调节的变频轴流风机，该风机具有风压中等、风量大、体积小、重量轻以及安装方便等优点，通过调节风机的变频器改变风机7的转速，使室内获得定量的清洁新风。
第二过滤器置3的湿膜过滤高效处理可以替换为图2中的喷湿系统通过第一调节阀21热水进行喷水降尘，进一步地，喷湿系统还包括设于微粒吸附装置5和第一冷凝器6之间的加湿装置5，循环水泵14的水管的出口处设有第一调节阀21和第二调节阀22，第一调节阀21与上述第二过滤器3的喷水口相连接，第二调节阀22与加湿装置20相连接。
第二过滤器3的第一端(图1的上端)和第二端(图1的下端)分别设有喷水口16和集水槽17，喷水口16和集水槽17之间依次设有水箱13和循环水泵14，水箱13内的第二冷凝器11和主箱体8外的循环水泵14、第二过滤器3形成的闭环构成了水循环系统。
水循环系统的工作流程为：水箱13位于主箱体18的外部并进行绝热保温，水箱13内的水需要定期进行过滤和消毒处理；循环水泵14可置于水箱13内部或者外部均可，喷水口16位于过滤器3的上部，集水槽17位于第二过滤器3的下部；循环水泵14从水箱13中抽取热水，加压后通过水管15送至喷水口16，喷水口16将水送至过滤器3，从过滤器3出来的水经集水槽17收集后经水管会送至水槽13。
第二蒸发器9、压缩机10、水箱13内的第二冷凝器11、第一冷凝器6、节流装置12和第一蒸发器4形成的闭环构成了能量回收循环系统。
能量回收系统的工作流程为：第一蒸发器4和第一冷凝器6置于主箱体18内、置于主箱体18外的第二冷凝器11浸没在水箱13内的水面以下；第二蒸发器9安装于室内的回风口，回风口处的室内回风流过第二蒸发器9；节流装置12和压缩机10置于主箱体18的外部；第二蒸发器9中的冷媒吸热，回收室内回风的余热以及第一蒸发器4处的空气携带的热能，吸热后的冷媒经压缩机10压缩后依次在第二冷凝器11中放热加热水箱13内的水产生热水、并在在第一冷凝器6中放热加热空气，然后经过节流装置9节流后返回第一蒸发器4和第二蒸发器9，形成了连续循环的加热和冷却的能量回收系统。
作为一种优选，第一过滤器2选用板式初效过滤器，第二过滤器3采用湿膜吸收过滤器，蒸发器(4、9)以及第一冷凝器6均采用翅片管式换热器，第二冷凝器11可采用光滑管换热器或者强化换热管换热器，微粒吸附装置5的吸附材料采用活性炭和沸石组成的双侧微粒吸附装置，消声器采用阻性消声器。
启动过程和工作流程如下：(1)首先启动装置中能量回收系统中的压缩机10，冷媒吸收室内回风中的余热在水槽13中产生一定温度的热水，然后进入冷凝器6释放热量，经过节流阀12节流后进入蒸发器4吸收热量后范围蒸发器4，完成一个热能回收循环；(2)待能量回收系统达到稳定的工作状态后，启动水泵14，热水从水槽13中通过管道15被送入喷水口16，通过喷水口热水被均匀地喷淋到过滤器3的滤膜上；在自身重力作用向下，过滤器3上的喷淋水汇集到集水槽17，然后返回到水槽13中。(3)当过滤膜被热水均匀湿润、热水循环系统稳定运行后，启动风机7，室外雾霾空气通过进风口进入该节能型雾霾空气净化装置；然后雾霾空气首先在初效过滤器中预处理，将5μm以上的大颗粒被过滤掉，然后在过滤器3中空气与水膜直接进行热质交换，将1μm以上微粒吸收，空气温度和湿度均升高；然后空气通过蒸发器4，温度和湿度降低以提高后面吸附装置的吸附速率和吸附量；然后空气通过吸附装置5，空气中剩余微粒和有毒有害气体被快速吸附，达到室内送风的清洁度；然后空气进入冷凝器6被加热到室内送风温度，在风机7的驱动下经消声器19和排风口8送入室内。
此外，为确保处理后的新风符合要求第一过滤器2、第一过滤器2和第二过滤器3需定期清洗，吸附剂应根据空气中污染物浓度情况而更换。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种雾霾空气处理装置，其特征在于，包括空气处理系统、水循环系统和能量回收系统，所述空气处理系统设于主箱体内；其中：
所述空气处理系统包括第一过滤器、第二过滤器、第一蒸发器、微粒吸附装置、第一冷凝器和风机，所述第一过滤器置于主箱体气流最上游的进风口，所述风机置于主箱体气流最下游的出风口，所述第一过滤器和所述风机之间沿气流方向依次设有所述第二过滤器、所述第一蒸发器、所述微粒吸附装置和所述第一冷凝器；
所述第二过滤器的第一端和第二端分别设有喷水口和集水槽，所述喷水口和所述集水槽之间依次设有水箱和循环水泵，置于主箱体外的所述循环水泵、所述第二过滤器和置于所述水箱内的第二冷凝器和形成的闭环为所述水循环系统；
主箱体外的室内回风口处设有第二蒸发器，所述第一蒸发器和所述第一冷凝器之间设有节流装置，所述第二蒸发器、压缩机、所述第二冷凝器、所述第一冷凝器、所述节流装置和所述第一蒸发器依次形成的闭环为所述能量回收系统。
2.根据权利要求1所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，还包括喷湿系统，所述喷湿系统包括加湿装置和调节阀组；其中：
所述加湿装置设于所述微粒吸附装置和所述第一冷凝器之间；
所述调节阀组包括第一调节阀和第二调节阀，所述第一调节阀和所述第二调节阀设于所述循环水泵的水管的出口，所述第一调节阀与所述第二过滤器的喷水口相连接，所述第二调节阀与所述加湿装置相连接。
3.根据权利要求1所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，所述风机和所述出风口之间设有消声器。
4.根据权利要求1所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，所述水箱为绝热保温水箱，所述第二冷凝器完全浸于所述水箱内的液面以下。
5.根据权利要求1所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，所述第一过滤器采用板式初效过滤器。
6.根据权利要求1所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，所述第二过滤器采用湿膜吸收过滤器。
7.根据权利要求1所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器均采用翅片管式换热器；所述第一冷凝器采用翅片管式换热器，所述第二冷凝器采用光滑管换热器或者强化换热管换热器。
8.根据权利要求1所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，所述微粒吸附装置采用活性炭和沸石组成的双侧微粒吸附装置。
9.根据权利要求1所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，所述风机采用变频轴流风机。
10.根据权利要求3所述的雾霾空气处理装置，其特征在于，所述消声器采用阻性消声器。
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