CN104456770A - 一种空气净化器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回风箱形式光催化空气净化器，包括壳体，风机，过滤器，光催化结构，光催化结构中设置有光催化滤网和紫外光源，光催化滤网纵向平行设置在壳体内，紫外光源横向安装在壳体内。其净化过程设计如下：多个光催化结构组件安装于壳体中，置于回风箱中空气过滤工断后，中央空调系统把带有大量污染物的回风经过回风机吸入回风箱后，经混合断混合，表冷段制冷后进入壳体内进行光催化空气净化，经净化后再经空调其它工段对空气的加工处理，最后经过滤后由送风机送出，如此循环，使空气不断净化，满足室内空气品质要求。其特征在于，所述的光催化结构直接安装在中央空调系统的回风箱上，节省空间，同时自身反应效率高，紫外线光源利用充分，能耗较小，且可与中央空调其他功能相结合，把空气处理到最佳状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气净化器,尤其是一种与供热、供燃气、通风及空调系统相结合，在回风箱内利用光催化技术有效降解室内空气污染产生的挥发有机物VOCs，对空气品质进行调节、改善的净化装置，属空气净化领域。
背景技术
近年来，室外大气的污染程度的增加不断加剧了室内空气品质的恶化。同时，随着人们对室内人居环境的舒适度要求的提高，各式各样的新型家居用品在给生活带来方便的同时也给我们带来了室内空气品质方面的重大污染—这些家居材料释放的大量有毒、有害气体聚集在室内，导致室内空气质量严重下降。
在各类室内空气污染物中，来源于各种建筑涂料、装饰材料的挥发性有机化合物VOCs(Volatile Organic Compounds，主要包括甲苯，乙苯，甲醛，乙烯，酚等)对人体健康影响很大。研究表示，室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。因此，室内空气净化、降解室内有机挥发物成为日常生活家居中必不可少的部分。在现有市场上的空气净化器中，基本以过滤和吸附功能为主，而过滤原理的空气净化器只是除去了空气中的悬浮颗粒，对有机挥发化合物和细菌的净化效果很不理想；吸附原理净化器又有吸附饱和和二次污染等净化问题，实用效果不理想。
光催化技术能在一定环境温度和压力下对有机化合挥发物进行降解，最终生成CO2和H2O等小分子产物，是目前最有效的空气净化方法，并且具有反应效率高，条件温和，能耗少，二次污染少等优点。目前我国市面上已有许多光催化空气净化器，但大多数空气净化器只是单纯的以净化器的形似存在，不仅需要占用室内空间，并且影响建筑内部结构的美观性。我国现有的专利库中已有不少关于光催化空气净化器的内容,中国专利号为CN203323255U、名称为：一种新型空气调节用的光催化空气净化器。该专利公开发表了一种光催化空气净化器，包括箱体、箱盖，其箱盖的两端开设有进风口和出风口，箱体下方贴近风口处安装有第一过滤网，箱体内安装有紫外灯管，第三过滤网后方安装有抽风机。其产 品利用光催化技术对室内空气进行净化，但是其自身结构安装复杂，未考虑到上述提到的空气净化自身结构模块空间的改进与优化，且并未反映其与空调系统结合安装，与空调系统其它空气处理功能一起改善空气品质的优点。
发明内容
针对背景技术中指出的问题，发明一种回风箱形式的光催化空气净化器，将光催化空气净化器安装在中央空调系统中的回风箱内，既可节省其安装空间，又可同时将其和空调系统的某些空气处理功能相结合，提高空气的净化效果。
光催化的原理是基于能带理论的光生电子-空穴理论,以半导体材料为光催化剂(例如：TiO2)，当能大于或等于半导体材料的禁带(存在与价带和倒带之间的区域)宽度的光照射到光催化剂时，部分电子在导带上发生能级跃迁并相应地在价带上产生一个空穴，形成电子-空穴对；以电子作为还原剂、空穴做氧化剂与半导体材料上吸附的污染物发生氧化还原反应，将其降解为CO2和H2O等无机小分子产物。利用光催化反应净化空气具有反应效率高，条件温和，能耗少，二次污染少等优点，是目前最理想、高效的空气净化方式。
本发明包括：壳体、风机、过滤器、光催化结构组件(光催化滤网、透明套管、紫外光源、光催化半导体材料)等。其净化结构设计如下：由紫外光源、透明灯管、光催化滤网、肋片等组成的光催化结构组件安装于壳体中，置于中央空调回风箱中空气过滤工断后，中央空调系统把带有大量污染物的回风经过回风机吸入回风箱后，经混合段混合，过滤器过滤后进行光催化空气净化，经净化后再经空调其它工段对空气的加工处理，最后经过滤后由送风机送出，如此循环，使空气不断净化，达到室内空气品质要求状态。
该发明将光催化空气净化技术应用于空调空气净化，不仅优化了空气净化过滤效果，同时也改进了以往空气过滤器自身模块复杂，占空间大的缺点。
壳体内部光催化结构具体解释如下：空气经回风机被吸入到回风箱内，先经过过滤网过滤，进入光催化净化阶段，其内置有一组或几组光催化组件，空气过滤后由送风机送出。光催化空气过滤器中：光催化滤网呈直片型，每组设有三片，平行嵌装设置于壳体内，壳体紫外光LED灯垂直于滤网安装在透明灯管内，透明灯管外部安装有与组件横向长度一致的肋片，壳体两端装有用于安装紫外灯管 的灯座，灯座通过导线与外部电源连接，滤网和肋片上均涂有纳米级TiO2光催化剂。由于光催化滤片每组有三片，加大了光催化的反应面积，逐步深化净化，有利于净化效率的提高。
作为优化，透明套管两端相接的壳体上设有固定用的灯座，电源线通过灯座引入到透明套管内与紫外光源LED灯相连，以方便透明套管以及紫外光源的安装与更换。
作为优化，光催化滤网采用蜂窝陶瓷板制成，具有自身反应面积大，强度高的优点，更有利于光催化反应的进行。
作为优化,所述壳体为多个筒体对接得到，每个筒体两端设置有用于对接的法兰，每个筒体内设置有一组光催化结构。有利于根据用户的不同需求,设置壳体。
作为优化，壳体内部装有向内凸起的三角形肋条，这样不仅增大了壳体的面积，也增大了空气涡流强度，提高其对流传质效果，也提高了反应效率。
作为优化，壳体内表面涂有反光物质，将光源反射到过滤网上，充分提高了其光源利用率和空气净化效率。
作为优化，所述透明套管选用锐钛矿型TiO2基纳米薄膜自清洁玻璃制成。这样不仅能够透过紫外光，而且具有自清洁，表面不易积灰，使用寿命长的优点。
作为优化，本发明中的光催化滤网以嵌装方式安装在壳体内，与已设置好的卡槽相嵌，长期使用后，在进风口、壳体内、过滤网上会产生不同程度的灰尘、异物等，打开箱盖，取下滤网，即可进行清洗，进行干燥过后可反复使用。清洁简易，拆装便捷。
作为优化，所述紫外光源为为紫外光LED灯，所述光催化剂为纳米级TiO2光催化剂。这样，紫外光LED灯较之紫外灯管具有光照均匀、电光转换效率高、使用寿命长、时空效率高等优点。所述的光催化剂是纳米级TiO2光催化剂，催化反应效果优良。可通过现有方法，例如溶胶-凝胶法、喷涂法和刷浆法等将光催化剂负载在光催化滤网、通孔、肋片和壳体内表面。
本发明中光催化空气净化器的壳体由镀锌钢板制成，与中央空调送风管材质相同、大小匹配，通过法兰连接在风机盘管出口的送风管中部，不需要额外占用空间；同时，可以利用风机盘管提供的动力，不需要再设置额外的动力装置。
与已有的光催化空气净化器相比，本回风箱形式光催化空气净化器发明的优点有以下几点：
1、该发明与中央空调系统结合，节省空间和材料，不影响美观，提高了空间使用率。
2、多重过滤，效果好，本发明的滤网采用三层，逐步深化净化，把空气过滤到最佳状态，再将空气进行空调系统中其它空气处理，达到优化。
3、催化反应效果好。各模块之间利用法兰相连接，可以根据光催化效果的需要，随意增减模块个数，使用灵活。
4、紫外光线利用率高。紫外光LED灯位于透明套管内部，横嵌在肋片内部，且肋片两端设置有相互平行的多层直板型光催化滤网，增大了紫外光照射面积，提高了紫外光的利用率。
5、结构简单。直接安装于空调系统的空气净化段，利用光催化技术，可有效、快速的降解空气中的挥发性有机物，简单高效。
附图说明
本发明包括：壳体、风机、过滤器、光催化结构组件(光催化滤网、透明套管、紫外光源、光催化半导体材料)等。
图1所示为发明具体实施时的结构示意图。
图2为图1中本发明与中央空调结合安装模块示意图，在空气过滤段安装空气净化器。
图3为图1中本发明单独光催化滤网的结构示意图。
图4为图1中本发明单独壳体内壁和肋条的结构示意图，其中内表面2上贴有用于加强光利用率的反光铝箔纸。
附图中箭头表示通风方向。
具体实施方式
具体实施时,如图1所示,一种回风箱形式的光催化空气净化器，包括过滤网1，壳体2，肋片3，壳体两端设置有用于和回风箱相连的法兰，壳体内部设置有 至少一组光催化结构，光催化结构中设置有光催化过滤网4、紫外光源LED灯6、紫外光源LED灯的灯座、透明灯管以及沿壳体横向设置的肋片.
光催化滤网由蜂窝陶瓷板制成，其上设置有平行通孔，以便空气流过。光催化结构中的光催化滤网、通孔内壁、壳体内壁、肋片表面都涂有纳米级TiO2光催化剂，具体实施时，将光催化滤网按一定合适距离装设与壳体单元内，壳体上有用于安装光催化滤网的微型卡槽，用于固定滤网。紫外光源LED灯置于透明灯管内垂直于滤网安装，灯管两端安装有用于固定灯管的灯座，灯座通过导线与电源连接。所述光催化滤网4至少为三张，且平行设置在壳体内，以增大反应面积，逐步深化净化，提高光催化反应效率。
壳体内部设置有向内凸起的肋片3，这样不仅增大了光催化反应的面积，同时也增大了空气的涡流强度，利于反应的进行。壳体内表面贴有反光铝箔纸，用于反射紫外光，加大光源利用率。
壳体由镀锌钢板制成，与中央空调送风管材质相同、大小匹配，所述壳体为多个筒体对接得到，每个筒体两端设置有用于对接的法兰，每个筒体内部至少设置有一组光催化结构。有利于根据用户的不同需求,设置壳体的具体长度。壳体通过法兰密封连接在空调内部空气过滤段，拆装方便且节省空间。
图2为本发明与空调系统具体结合的模块示意图，空气由回风机吸入回风箱内，在混合段与新风进行混合，经过表冷段制冷处理，到达过滤段经过光催化滤网在紫外光LED灯的照射下进行光催化空气净化，净化后的空气经风机段提供动力送出，必要情况下可以增加其它空气处理工段，将空气处理至要求状态。
本发明利用光催化技术直接将空气中细菌、病毒等杀死，并且可以将室内挥发有机物VOCs直接分解为CO2和H2O等无机小分子产物，具有反应效率高、条件温和、能耗少、二次污染少等优点。同时，将空气净化器与中央空调系统结合，改进传统空气净化器自身占室内空间大，结构模块复杂的缺点，不影响美观，节省空间和材料，并可与空调系统其它空气处理功能结合，具有结构简单，过滤效果好，催化反应效率高等优点。
Claims (8)
1.如图，一种回风箱形式光催化空气净化器，包括壳体2，壳体两端设置有用于和风道相连的法兰，壳体内部设置有至少一组光催化结构，光催化结构中设置有光催化滤网4和紫外光源6，其特征在于，所述光催化结构中，光催化滤网为多张，光催化滤网纵向平行设置在壳体内部，光催化滤网之间横向设置有肋片，肋片长度方向上沿横向连接在壳体内部，肋片中部贯穿安装有沿壳体横向设置的透明套管，所述紫外光源设置于透明套管内；所述光催化滤网、肋片以及壳体内表面均涂设有光催化剂。
2.如权利要求1所述的回风箱形式光催化空气净化器，其特征在于，所述光催化滤网由蜂窝陶瓷板制成，且其上沿壳体纵向设置有布置为蜂窝状的平行通孔。
3.如权利要求2所述的回风箱形式光催化空气净化器，其特征在于，所述平行通孔自身为圆柱形，通孔内部涂设有光催化剂。
4.如权利要求1所述的回风箱形式光催化空气净化器，其特征在于，所述壳体内壁上沿长度方向间隔设置有向内凸起的三角形肋条3，所述三角形肋条上涂设有光催化剂。
5.如权利要求1所述的回风箱形式光催化空气净化器，其特征在于，所述透明套管选用锐钛矿型TiO2基纳米薄膜自清洁玻璃制成。
6.如权利要求1所述的回风箱形式光催化空气净化器，其特征在于，壳体由镀锌钢板制成，与回风箱材料相同。壳体内表面贴有反光铝箔纸，用于增强光源利用率。
7.如权利要求1所述的回风箱形式光催化空气净化器，其特征在于，所述紫外光源为为紫外光二极管，光催化剂为纳米级TiO2光催化剂。
8.如权利要求1所述的回风箱形式光催化空气净化器，其特征在于，所述的光催化结构直接安装在中央空调系统的回风箱上，节省空间，同时自身反应效率高，紫外线光源利用效率高，能耗较小，可以与中央空调其他功能相结合，把空气处理到最佳状态。
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