CN105276726A - 新风除霾空调机组 - Google Patents

Abstract

雾霾天气紧闭门窗后而不引入室外富含氧气的新风，显然不利于人体健康。为此推出新风除霾空调机组，它具有深度处理新风的功能，兼具节能、环保等功效。它主要由热泵机组10和新风除霾器组成。新风除霾器对由风机9引入的室外污染空气在净化板6和吸附器4上受到深度处理而净化。同时由热泵机组10实现对气流温湿度调节。此时由风机7送入室内，建立含氧量充足、带微正压、少污染的密闭宜居空间。热泵机组10和储能水箱2为主体建立储能系统，将低谷电能转为白天使用。此外，还利用各居室的空调冷凝水作为储能水箱2补水。这二项措施有很好节能效果。本发明还设计了不采用热泵机组10的普及型新风除霾空调机组，其廉价、实用、节能。

Description

新风除霾空调机组

技术领域

本发明涉及改善室内空气环境、保障人体健康的技术措施。具体是将吸入室外受污染空气进行深度处理后使之净化并引入室内供呼吸之用。这不仅提供了无污染的新鲜空气，保证室内空气足够的含氧量，也及时置换了室内自生的污浊空气。新风除霾空调机组主要由热泵机组，新风除霾器二大部分组成。热泵机组主要由室外机和置于新风除霾器内的换热器组成。它在炎热季节通过新风除霾器供冷，在寒冷季节通过新风除霾器供热。新风除霾器由箱体、风机、净化板、换热器、水泵等组成。当室外受污染的空气被风机吸入后从多层净化板及其管孔中流过，受到其上水表面清洗，再经过吸附层，去除了空气中大部分尘埃和有害物质后进入室内，使室内空气质量提高，并及时补充室内新鲜空气。由于新风除霾器在室内建立了正微压，使室外受污染空气不能从关闭的门窗缝隙中漏入。

技术背景

近年来，由于大气污染严重，我国大中城市的空气质量变得越来越差。这对人身健康造成巨大威胁。由于开窗和缝隙的漏风，使尘埃特别是“PM2.5”在室内空气中含量不会比室外空气低多少，但人体活动所产生的有害气体远比室外空气浓度大，因而在雾霾天气关闭门窗，仅为不得已的权宜之计。启用室内空气净化器对室内空气净化作用有限，它不能向密闭的室内环境补充不断被消耗的氧气，也难以应付从门窗缝隙中不断渗入的高达10％以上的污染空气和室内自生污浊气体。新风除霾空调机组引入室外新风并进行深度处理，改善了室内空气质量和保证了氧气量，有益于人体健康。本发明不仅改善室内空气环境，也以无霾或少霾的排气淡化了室外污染空气，当普及使用本发明，就能产生较大效果。

发明内容

本发明的目的是设计一种新型空调机组。它不仅能完成对室内空气温湿度调节，而且对引入室内的新风进行深度处理，去除空气中大部分尘埃特别是其中PM2.5、PM10等有害微粒的含量，使新风质量大幅提高，从而使活动在室内的人体，即使在严重的雾霾天气也能处在较高质量的空气环境中。新风除霾空调机组主要由热泵机组、新风除霾器二大部分组成。置于室外的热泵机组组成与常见热泵空调机组成相同，仅将一只换热器置于新风除霾器内。新风除霾器主要由进风机、排风机、箱体、水泵、储能水箱、多层抽屉式净化板、抽屉式吸附器组成。水泵将水箱内水唧至顶层净化板，水从顶层净化板的众多短管孔道逐层向下流滴，在每层净化板上形成薄薄的流动水层。当进风机吸入的室外空气进入新风除霾器后逐层从净化板薄水面掠过然后再从净化板上众多短管孔内向下吹，受到润湿的管内表面和下滴水的多次清洗。经过水的反复清洗，引入的新风中大部分尘埃和有害气体得到清除。新风中少量不溶于水的有害气体经吸附器后被较彻底清除。因而从排风机向室内吹出的新风较为纯净和富含氧气。室内舒适的空气环境是由热泵机组自动控制的。

新风除霾空调机组工况有三种：1为炎热季节工况：当空气质量较差时，机组应及时投用：开启热泵机组向系统供冷、水泵将水唧入顶层净化板、风机引入的气流水洗净化、气水分离后，经换热器——此时为蒸发器除湿，再流入吸附层进行二次净化，最后由送风机送入室内，完成炎热季节净化和供冷工况。炎热季节另一重要工况是：热泵机组利用夜间谷电对储能水箱内贮水进行制冷，降低了水温，把夜间富裕的供冷能力转为白天使用。此时水泵由电动阀控制分二路供水，一路向多层抽屉式净化板供水以净化气流；另一路在换热器前供喷淋水，主要降低水箱内贮备水温，完成蓄能功效，当然也有进一步净化气流效能。此时热泵机组、风机和水泵投用。这一流程利用了廉价的谷电，也利用了热泵机组在气温较低的夜间多余的制冷能力，转化为白天电网高峯时段的供冷能力。这对存在限电现象地区，尤显重要。因为在限电时段本机组仍能有一定的时间段维持净化空气和供应空调能力。2为冷季工况：箱内冷水由水泵唧送至多层抽屉式净化板净化室外气流后，经换热器——此时为加热器加热送入室内。由于使用热泵机组，具有一定节能效果。3为过渡季节工况：主要用以除霾。在雾霾较重时段投用风机和水箱及其内水泵。

由上可知，本发明具有以下功效：

1、即使在空气质量十分恶劣的气象条件下，仍能保证从室外吸入的空气经深度处理后具有良好质量。使室内空气随时有新鲜空气补充。保证室内空气的含氧量，这是常見的室内空气净化器无法实现的功能，但恰恰是保障人体健康不可或缺的功能。

2、在其他房间使用的空调器的冷凝水可接入本机组，除节能外，也消除了冷凝水外排的缺陷。

3、机组设置了使用夜间谷电的储能系统。可抵消增加新风处理的能量消耗，甚至抵消有余。对地区电网带来效益。

4、由于引入的新风在室内建立了微正压，使室外污浊空气难以从密闭的门窗缝隙中漏入室内。

附图说明

图1为除霾新风空调机组。

图2为净化板结构。

图3为室内可移动除霾新风空调机组。

具体实施方案

结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参照图1，除霾新风空调机组主要由二大部分组成：一是热泵机组10，二是新风除霾器。热泵机组与常规空调器几乎无异，只是将一只换热器安装在新风除霾器气流道上。新风除霾器由水泵1、储能水箱2、抽屉式吸附器4、气水分离板5、抽屉式净化板6、排风机7、进风机9组成，它们安装在同一箱体3内。

由进风机9从室外引入的新风流过多层净化板6时受到大面积水面和水滴清洗，流经在气水分离板5上使其携带的大量污浊水珠被截留从而得到净化。这股湿度很大的气流经换热器得到处理：热天，换热器10是表面温度低于露点温度的蒸发器，气流中大量水份被凝结下来流入水箱2，降低了送风温度，调正了相对湿度。冷天，换热器10是表面温度高于室温设定值的冷却器，经水净化的冷气流流经时受到加热，提高了送风温度和降低了相对湿度。

经水清洗净化和热湿处理后的新风流过抽屉式吸附器4后，将残留的有害物质再次清除，成为高品质的新鲜空气由排风机7输入室内。当运行一定周期后，可取出抽屉式净化板6和吸附器4进行保养和物料更换。

请同时参照图2，净化板6由边框15、底板14和均布在底板上众多短管13组成。短管13顶略低于边框上沿，短管13与底板14结合部有小孔供向下漏水，上下层间净化器6的短管13排列应错开。当进风机9从室外吸入新风后，首先到达上层净化板6，从其底板14上密布的短管13内流下，如此逐层向下，由于层间短管13排列错开，因而气、水流能充分接触。又由于底板14的上表面和短管13内壁均为冷凝水和水泵1的循环供水所湿润，加之短管13下口大量水滴下滴从而能对新风进行深度清洗，除去新风携带的大部分尘埃和水溶性物质。这要求净化板6上短管13的有效通流截面较大，使气水混合物能较顺畅流过。在每块底板14与短管13结合部的小孔，其总流量应小于水泵1的排量，使较多水从短管13上沿溢入短管13内腔，防止安装不当造成净化板6倾斜，使水不能全面润湿和均匀滴下，影响新风处理器工作效率。

新风引入增加了电耗。为此本发明设计了蓄能系统。该系统运行工况为：炎热季节：夜间电网进入低谷电时段，热泵机组10、储能水箱2、水泵1、风机7和9均投用。常闭电动伐11开启喷淋水，除对气流再次淋洗外，主要使这部分喷淋水在蒸发器表面得到深度冷却而流入储能水箱置换箱内温度较高的水体，供白天用电高峯之用，储能运行时常开电动伐12关小。寒冷季节，利用热泵机组10的高效加热功能，对进入室内气流加热、调湿。在过渡季节空气质量不好时，基本只要投用水泵和风机即可。

请参照图3，本发明可制成可移动的除霾新风处理器，为普及型处理器。它没有热泵机组。目前住房的窗口以平移窗居多，使用时只要将处理器推至居室吹进风的窗前，将进风口与平移窗的开启口对接，并以活动密封板封住多余的开口便定位结束，接通电源开机。

大多数家庭的电冰箱都有富裕的制冷能力。由其生产一定的冷水或冰块在大热天加入除霾新风处理器的水箱2内可使进风温度和湿度有所下降，对冰箱的效用和寿命会有所提高，至少它不会频繁开机。此外，所有房间的空调器冷凝水可通过已接妥的保温小管接进水箱2，不但一定程度上节能，而且也消除了空调器冷凝水外排扰民之虞。

Claims (5)

1.新风除霾空调机组其特征在于：由热泵机组10和新风除霾器组成，热泵机组10产生冷媒和热媒用于对引入室内的污浊气流的热湿处理和利用夜间谷电储能并转为白天供能。新风除霾器对从室外引入的污浊空气进行除尘霾处理：进风机9吸入的室外气流，先进入多层净化板6受到大面积水层和水滴清洗，携带大量水分的饱和气流在气水分离板5上进行气水分离，在气水分离板上截留了大部污浊水珠并流入储能水箱2。多层净化板6上流下的水层由水泵1从储能水箱2内水体汲水补充。热泵机组的一只换热器设置在气流流道上。热天它是热泵机组10的蒸发器，当几乎饱和的气流经过时，对气流进行了降温降湿处理。冷天它是热泵机组10的冷却器，对冷气流进行加热，并降低了相对湿度。当温湿度适宜的清新气流经吸附器4时，气流内少量不溶于水的物质被清除，此后由排风机7送入室内的是高质量的新风。为弥补引入新风而消耗的电能，热天由热泵机组利用夜间廉价谷电进行储能运行。同时将所有居室的空调机排出的冷凝水由保温管引入储能水箱2，供白天供冷。

为便于推广，本发明还设计一种廉价的普及型除霾新风空调机组。它仅保留了新风除霾器的结构和功能。为抵消引入新风的消耗，一是将所有居室的空调冷凝水接入储能水箱。二是利用冰箱多余的制冷能力，将其生产的冷水或冷块人工加入储能水箱2。

新风引入室内，在密闭的室内空间建立了微正压，可减少室外污浊空气的渗入。

2.根据权利要求1，多层净化板6由边框15、底板14和均布在底板上众多短管13组成。短管13顶略低于边框上沿，短管13与底板14结合部有小孔供向下漏水，上下层间净化器6的短管13排列应错开。当进风机9从室外吸入新风后，首先到达上层净化板6，从其底板14上密布的短管13内流下，如此逐层向下，由于层间短管13排列错开，因而气、水流能充分接触。又由于底板14的上表面和短管13内壁均为冷凝水和水泵1的循环供水所湿润，加之短管13下口大量水滴下滴从而能对新风进行深度清洗，除去新风携带的大部分尘埃和水溶性物质。这一结构不需要水泵有较大的压头和流量。

3.根据权利要求1，为抵消引入新风而较多消耗电能，本发明设置了利用夜间谷电和热泵机组夜间富余的制冷能力的储能系统。它由热泵机组10、储能水箱2、水泵1、喷淋管所组成。在夜间电网低谷时段，喷淋管上常闭电动阀11开启，喷淋头向流向热泵机组10的蒸发器的气流喷水，不仅再次净化气流，也冷却了这部分喷水，这部分冷水流入储能水箱置换了其内较热水体，实现储能运行此时常开12关小。此时水泵1向净化板供应较少水量，风机7或9可单机投用。这可以在设定“夜间模式”后自动投用。

4.根据权利要求1，本发明将所有居室的空调外排的冷凝水集中排入除霾新风空调机组的储能水箱2。这不仅节能，而且克服了空调冷凝水无序排放的缺陷。

5.根据权利要求1，为便于推广，本发明还设计一种廉价的普及型新风除霾空调机组。此机组对从室外引入的污浊空气进行除尘霾处理和对气流温湿度进行一定调节：进风机9吸入的室外气流，先进入多层净化板6受到大面积水层和水滴清洗，携带大量水分的饱和气流在气水分离板5上进行气水分离，在气水分离板上截留了大部污浊水珠并流入储能水箱2。多层净化板6上流下的水层由水泵1从储能水箱2内水体汲水补充。为抵消引入新风的消耗和对引入的气流进行有限调节，采用二项节能措施：一是将所有居室的空调低温冷凝水接入储能水箱2。二是利用冰箱多余的制冷能力，将其生产的冷水或冰块人工加入储能水箱2。这无疑会提高冰箱能效。减少冰箱频繁启动也有益于其使用寿命。