CN105135566A - 一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统及其使用方法 - Google Patents

一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统及其使用方法，由正压风管系统、负压风管系统和自动控制系统组成。对于正压区，通过增压风机将经过高效过滤器净化后的空气送入正压区，保证正压区气压高于标准大气压力；对于负压区，通过负压风机将空气由抽气口抽出，经空气出口端排出，保证负压区气压低于标准大气压力；自动控制终端连接所有增压风机、电磁阀、抽气电磁阀、压力传感器和负压风机，完成对正压风管系统和负压风管系统的自动控制。本发明通过不同功能区对空气质量要求的不同构成压力梯度，可实现不同区域正压独立调控，简化调试和运行管理工作，有效防止污染源存在的区域向其他区域传递污染物。

Description

一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统及其使用方法
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，尤其是涉及一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统及其使用方法。
背景技术
随着经济和社会的不断发展，人们对于居住环境、工业生产工艺和特殊行业等对于其所处区域空气质量要求越来越高。然而人类各种生产生活环境中，总是充满各类污染源，影响环境空气质量，甚至危害人体健康。如居家环境中，厨房是空气质量控制的重点，一般厨房烹饪过程中常见的污染物有苯并芘，一氧化碳，可吸入颗粒物，氮氧化物等[1]，它们在厨房通风不良或不通风，特别是在冬季门窗紧闭时会向室内扩散，造成室内污染。居室中卫生间很容易产生污染，洗涤的脏水、清洁消毒的化学品、热水器的气体是各种有毒有害气体的污染源，再加上较密闭的环境、较大的湿度、较小的空间，构成了各种致病细菌、霉菌、螨虫等有害生物的良好滋生条件，导致产生大量室内致病源和过敏源，卫生间的污浊空气而成为家庭中的一个污染源。再如，实验室是高等学校、科学研究院和研发企业科学创新和产品创新的重要基地，而实验室中药品繁多，各类实验过程中化学反应可能产生多种气体、烟雾以及许多有害物质，使得实验室已成为一类典型的小型污染源[2]，难免扩散入空气中，影响实验室临近工作区域空气质量。实际应用中，有时更需要设置不同级别空气质量要求的功能区，如不同博物馆展馆和样品产品存放区等，不同区域存放特殊要求，对空气品质也有着不同级别的质量要求，对于这类区域，不仅仅需要隔断周围各类污染源，同时需要防止低质量要求区域对高级功能区空气质量的影响，
传统方法中，解决空气质量控制区域与外部空气污染源的气流交换的方法，主要通过封闭污染源和污染区域，或者封闭空气质量控制区域，这种方法具有许多短处和缺陷。如家庭居所中卫生间和厨房，采用关门方式，防止污染区域空气向周围的扩散，但是由于房间气密性有限，难免对客厅和卧室造成一定的影响，即使装有抽油烟机和排风机，也不能保证能污染气体完全与其他区域隔断，而且封闭污染区域对于人流穿行造成了很大的不便。实验室一般配置通风橱、通风罩等，但这只针对一些特定实验操作过程中的污染物的排除。而不同空气质量控制区域之间的污染隔断更是当前未解决的难题。因此，解决当前存在的技术问题，开发相应科学有效的控制方法实现各类应用环境中不同区域空气的隔断，是空气质量控制技术发展亟待解决的技术问题。
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发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统及其使用方法，本发明通过科学设计的结构，不仅能够有效地防止各类污染源对空气质量控制区域的污染，同时隔断不同级别空气质量要求的功能区，防止低质量要求区域对高级功能区空气质量的影响。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统，由正压风管系统、负压风管系统和自动控制系统组成，其中：
正压风管系统由空气总入口端、高效过滤器、增压风机、压力传感器、电磁阀和正压区组成，空气总入口端连接高效过滤器，所述高效过滤器通过风管并联连接若干个增压风机，所述每个增压风机通过相应的电磁阀和管道连接相应的空气出口端，所述空气出口端位于相应的正压区内，每个正压区均设有抽气口和压力传感器，所述抽气口通过相应的风管连接到高效过滤器和相应的增压风机之间，并在该管段上设有抽气电磁阀；通过增压风机控制每个正压区内的空气保持一定风量的循环，所述循环风量最大为新风风量的0.8倍；
负压风管系统由第四抽气口、第四抽气电磁阀、负压风机、第四空气出口端10和负压区组成，所述负压区外设有第四空气出口端，所述负压区内设有第四抽气口和第四压力传感器，所述第四抽气口通过风管连接到风压风机，并在该管段上设有第四抽气电磁阀；
所述正压区和负压区内的压力传感器的安装位置应避开风口的直吹气流；
自动控制系统包括自动控制终端11，所述自动控制终端11分别连接每个增压风机、每个电磁阀、每个抽气电磁阀、每个压力传感器和负压风机，完成对正压风管系统和负压风管系统的自动控制。
一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统的使用方法，通过自动控制终端11，控制正压风管系统和负压风管系统的运行和停止，对于正压区，通过增压风机将空气由总空气入口端抽入风道，并经过高效过滤器2净化后由空气出口端送入正压区内，保证正压区内气压高于标准大气压力，通过电磁阀控制正压风管系统送风量；对于负压区，通过负压风机将空气由第四抽气口抽出，经第四空气出口端排出，通过第四抽气电磁阀控制负压风管系统排风量。
本发明中，正压区数量是基于不同目标区域空气质量控制要求和建筑面积而设定的，正压区数量可依据实际应用增加或减少。
本发明中，按照目标区域空气质量控制等级，依次选定增压风机的型号和运行风量，每个增压风机每小时运行风量（m3/h）与控制区域面积(m2)的比值随目标区域空气质量控制等级的增大而梯度增大，所述增压风机每小时运行风量（m3/h）与控制区域面积(m2)的比值为20:1~60:1，最小风压为200Pa。
本发明中，负压风机8每小时运行风量（m3/h）与控制区域面积(m2)的比值为30:1~60:1，最小风压为200Pa。
本发明涉及的一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统及其使用方法，与当前普遍存在的空气隔断方法相比，其优势在于：
（1）本发明涉及的一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统，通过增压风机将质量控制区域内空气压力增压，防止周围空气污染源对该功能区的污染。通过负压风机，加速该区域污染气体向室外排出。通过增压风机和负压风机的配合使用，有效防止了污染区域与空气质量控制区的气流交换。
（2）本发明涉及的一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统，可根据实际需求设置增压区数量和目标正压值，不同正压区之间单独设动力装置和新风排风装置，可实现不同区域正压独立调控，简化调试和运行管理工作，同时不同正压区有序的梯度压力分布，有效防止低质量要求区域对高级功能区空气的污染。
（3）本发明涉及的一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统，正压区空气总入口端设高效过滤器，对室外空气进行净化后作为新风送入正压区，有效防止了室外空气对室内空气的污染。同时，每个高压区单独设抽气管，将室内空气循环后经送风口循环到正压区，可实现节能环保运行，在冬日可防止热量散失，夏日可防止过大新风量对空调机组带来的负荷。
附图说明
图1空间区域空气隔断系统示意图；
图2空间区域空气隔断系统气流流向示意图；
图中标号：1为空气总入口端，2为高效过滤器，3-1、3-2和3-3分别为第一、第二和第三增压风机，4-1、4-2分别为第一、第二电磁阀，5-1、5-2、5-3分别为第一、第二和第三空气出口端，6-1、6-2、6-3、6-4分别为第一、第二、第三和第四抽气口，7-1、7-2、7-3、7－4分别为第一、第二、第三和第四抽气电磁阀，8为负压风机，9-1、9-2、9-3、9-4分别为第一、第二、第三和第四压力传感器，10为第四空气出口端，11为自动控制终端。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：
应用环境：100m2家庭居室，户型为两室两厅一厨一卫，应用目的为隔断卫生间和厨房中的有害气体向客厅和卧室的扩散。
如图1－图2所示，该居室配置的污染隔断系统由正压风管系统、负压风管系统和自动控制系统组成，对于正压风管系统，由空气总入口端1，通过风管依次连接高效过滤器2、分别连接第一增压风机3-1、第二增压风机3-2、第三增压风机3-3和第一电磁阀4-1、第二电磁阀4-2、第三电磁阀4-3，通过支管将第一空气出口端5-1、第二空气出口端5-2和分别第三出口端5-3分别设置于客厅和卧室，控制该区域的气压高于标准空气压力，设有第一空气出口端5-1、第二空气出口端5-2和分别第三出口端5-3的区域对应装配第一抽气口6-1、第二抽气口6-2、第三抽气口6-3，第一抽气口6-1、第二抽气口6-2、第三抽气口6-3通过风管连接到高效过滤器2和相应的第一增压风机3-1、第二增压风机3-2和第三增压风机3-3之间，并在该管段上设有第一抽气电磁阀7-1、第二抽气电磁阀7-2和第三抽气电磁阀7-3。负压风管系统主要控制厨房和卫生间内空气压力，由第四抽气口6-4，依次设置第四抽气电磁阀7-4、负压风机8和第四空气出口端10；正压区分别设置第一压力传感器9-1、第二压力传感器9-2和第三压力传感器9-3，负压区设置第四压力传感器9-4，其安装位置应避开风口的直吹气流。自动控制系统主要包括自动控制终端11和电路电线，所述自动控制终端11通过电路连三个增压风机、三个电磁阀、四个抽气电磁阀、四个压力传感器和负压风机8，完成对正压风管系统和负压风管系统的自动控制。
本系统中，通过自动控制终端11，控制正压风管系统和负压风管系统的运行和停止。对于正压区，通过增压风机，将空气由总空气入口端1抽入风道，并经过高效过滤器2净化后由空气出口端送入正压区，保证正压区气压高于标准大气压力，通过电磁阀控制正压风管系统送风量。正压区设置第一抽气口6-1、第二抽气口6-2、第三抽气口6-3和第一抽气电磁阀7-1、第二抽气电磁阀7-2和第三抽气电磁阀7-3，所述第一抽气口6-1、第二抽气口6-2、第三抽气口6-3通过相应的风管连接到第一增压风机3-1、第二增压风机3-2和第三增压风机3-3抽气口前端，通过第一增压风机3-1、第二增压风机3-2和第三增压风机3-3和第一抽气电磁阀7-1、第二抽气电磁阀7-2和第三抽气电磁阀7-3控制每个正压区内的空气保持一定风量的循环，所述循环风量最大为新风风量的0.8倍，具体循环量根据实际应用环境选择，如夏天和冬天可选用较高循环风量，春夏可选用全新风供气。对于负压区，通过负压风机8将空气由第四抽气口6-4抽出，经第四空气出口端10排出，通过第四抽气电磁阀7-4控制负压风管系统排风量。第一压力传感器9-1、第二压力传感器9-2和第三压力传感器9-3分别监控正压区内空气压力，第四压力传感器9-4监控负压区内空气压力，当正压区空气压力大于标准大气压力200Pa时，自动控制终端11自动停止对应的三个增压风机中任一个的运行，当正压区空气压力高于标准大气压力5Pa时，自动控制终11自动启动对应的三个增压风机中任一个的运行；当负压区内空气压力低于标准大气压200Pa时，自动控制终端11自动停止负压风管系统的运行，当负压区空气压力低于标准大气压力10Pa时，自动控制终端1自动启动负压风管系统的运行。
本实施例中，正压区建筑面积为75m2，第一增压风机3-1、第二增压风机3-2、第三增压风机3-3风量为3000m3/h，最小风压为200Pa。负压区建筑面积为18m2，负压风机8风量为720m3/h，最小风压为200Pa。
实施例2：
应用环境：某工厂产品仓库与相邻生产车间的空气隔断，以及不同品质的产品对应库房之间空气的隔断，其中有A、B、C三种产品库房，A对空气质量和低湿度的要求最高，B次之，C的要求最低。A区库房面积100m2，B库房150m2，C库房120m2。相邻生产车间建筑面积为200m2。
该工厂配置的污染隔断系统由正压风管系统、负压风管系统和自动控制系统组成，对于正压风管系统，空气总入口端1后端设高效过滤器2，通过风管依次并联连接增压风机3-1、第二增压风机3-2和第三增风机3-3，依次作为库房A、B和C区的正压动力装置，所述第一增压风机3-1后端设第一电磁阀4-1并连接到第一空气出口端5-1，所述第二增压风机3-2后端设第二电磁阀4-2并连接到第二空气出口端5-2，所述第三增压风机3-3后端设第三电磁阀4-3并连接到第三空气出口端5-3，每个正压区依次设第一抽气口6-1、第二抽气口6-2和第三抽气口6-3，第一抽气口6-1通过风管连接到高效过滤器2和第一增压风机3-1之间，并在该管段上设有第一抽气电磁阀7-1，第二抽气口6-2通过风管连接到第二增压风机3-2抽气口之前，并在该管段上设有第二抽气电磁阀7-2，第三抽气口6-3通过风管连接到第三增压风机3-3抽气口之前，并在该管段上设有第三抽气电磁阀7-3。每个增压风机和相应的抽气电磁阀控制每个正压区内的空气保持一定风量的循环，所述循环风量最大为新风风量的0.8倍，具体循环量根据实际应用环境选择，如夏天和冬天可选用较高循环风量，春夏可选用全新风供气。
负压风管系统主要控制生产车间内空气压力，其由第四抽气口6-4，依次设置第四抽气电磁阀7-4、负压风机8和空气出口端10；库房A、B、C和生产车间分别设置第一压力传感器9-1、第二压力传感器9-2、第三压力传感器9-3和第四压力传感器9-4，其安装位置避开风口的直吹气流。自动控制系统主要包括自动控制终端11和电路电线，所述自动控制终端11通过电路连所有的增压风机、电磁阀、抽气电磁阀、压力传感器和负压风机8，完成对正压风管系统和负压风管系统的自动控制。
本系统中，通过自动控制终端11，控制正压风管系统和负压风管系统的运行和停止。对于库房A，通过第一增压风机3-1，将空气由总空气入口端1抽入风道，并经过高效过滤器2净化后由第一空气出口端5-1送入库房A，保证库房A气压高于标准大气压力，通过第一电磁阀4-1控制正压风管系统送风量；对于库房B，通过第二增压风机3-2，将经过净化的空气由第二空气出口端5-2送入库房B，保证库房B气压高于标准大气压力，通过第二电磁阀4-2控制正压风管系统送风量；对于库房C，通过第三增压风机3-3，将经过净化的空气由第三空气出口端5-3送入库房C，保证库房C气压高于标准大气压力，通过第三电磁阀4-3控制正压风管系统送风量；对于生产车间，通过负压风机8将空气由第四抽气口6-4抽出，经空气出口端10排出，通过第四抽气电磁阀7-4控制负压风管系统排风量。第一压力传感器9-1、第二压力传感器9-2、第三压力传感器9-3和第四压力传感器9-4监控正压区和负压区内空气压力，当某一正压区空气压力大于标准大气压力200Pa时，自动控制终端11自动停止对应增压风机的运行；当负压区内空气压力低于标准大气压200Pa时，自动控制终端11自动停止负压风管系统的运行。
本实例中，按照目标区域空气质量控制等级，依次选定库房A、B和C的三个增压风机额定运行风量为5000、6000和3600m3/h，最小风压为200Pa。负压风机8额定运行风量为8000m3/h，最小风压为200Pa。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于空气定向流动原理的污染物隔断系统，由正压风管系统、负压风管系统和自动控制系统组成，其特征在于：
正压风管系统由空气总入口端、高效过滤器、增压风机、压力传感器、电磁阀和正压区组成，空气总入口端连接高效过滤器，所述高效过滤器通过风管并联连接若干个增压风机，所述每个增压风机通过相应的电磁阀和管道连接相应的空气出口端，所述空气出口端位于相应的正压区内，每个正压区均设有抽气口和压力传感器，所述抽气口通过相应的风管连接到高效过滤器和相应的增压风机之间，并在该管段上设有抽气电磁阀；通过增压风机控制每个正压区内的空气保持一定风量的循环，所述循环风量最大为新风风量的0.8倍；
负压风管系统由第四抽气口、第四抽气电磁阀、负压风机、第四空气出口端、第四压力传感器和负压区组成，所述负压区外设有第四空气出口端，所述负压区内设有第四抽气口和第四压力传感器，所述第四抽气口通过风管连接到风压风机，并在该管段上设有第四抽气电磁阀；
所述正压区和负压区内的压力传感器的安装位置应避开风口的直吹气流；
自动控制系统包括自动控制终端，所述自动控制终端分别连接每个增压风机、每个电磁阀、每个抽气电磁阀、每个压力传感器和负压风机，完成对正压风管系统和负压风管系统的自动控制。
2.一种如权利要求1所述的基于空气定向流动原理的污染物隔断系统的使用方法，其特征在于通过自动控制终端，控制正压风管系统和负压风管系统的运行和停止，对于正压区，通过增压风机将空气由总空气入口端抽入风道，并经过高效过滤器净化后由空气出口端送入正压区内，保证正压区内气压高于标准大气压力，通过电磁阀控制正压风管系统送风量；对于负压区，通过负压风机将空气由第四抽气口抽出，经第四空气出口端排出，通过第四抽气电磁阀控制负压风管系统排风量。
3.根据权利要求1所述的基于空气定向流动原理的污染物隔断系统，其特征在于按照目标区域空气质量控制等级，依次选定增压风机的型号和运行风量，每个增压风机每小时运行风量（m3/h）与控制区域面积(m2)的比值随目标区域空气质量控制等级的增大而梯度增大，所述增压风机每小时运行风量（m3/h）与控制区域面积(m2)的比值为20:1~60:1，最小风压为200Pa。
4.根据权利要求1所述的基于空气定向流动原理的污染物隔断系统，其特征在于负压风机每小时运行风量（m3/h）与控制区域面积(m2)的比值为30:1~60:1，最小风压为200Pa。
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