CN105605681A - 一种空气净化通风窗 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气净化通风窗，涉及空气净化技术领域。本发明包括筒形窗体，筒形窗体的内外两侧分别设有内百叶窗罩和外百叶窗罩，在内外两百叶窗罩之间设有重力热管换热器，重力热管换热器的中间设有隔板，该隔板把筒形窗体分成上风道和下风道，在上风道和/或下风道中的外百叶窗罩和重力热管换热器之间设有高效空气过滤层，上风道中设有第一风机，下风道中设有第二风机。本发明能够对室内通风、换气、过滤，不开启窗户也能保证室内空气的质量。

Description

一种空气净化通风窗
技术领域
[0001]本发明涉及空气净化技术领域，具体是一种空气净化通风窗。
背景技术
[0002]最近一年多的时间里，雾霾开始走进我们的生活并成为社会关注的焦点，尤其是在我国北方地区雾霾问题甚是严重，于是对于广大居民来说开窗通风似乎成了一种奢望，尤其是一连数天的雾霾天气，使得很多家庭门窗紧闭，房间数天得不到通风，室内空气质量令人很是担心，淤积数日的室内空气很容易滋生细菌、病毒，给我们的健康带来很大威胁。
[0003]另一方面，空调对于现代家庭来说已经比较普及，大家都知道:无论是夏天制冷还是冬天采暖，只要是室内空调在运行，我们都会紧闭窗户，从而减少空调的冷热负荷。而根据《室内空气质量标准》每人每小时所需的新风量为30 m3 (h
发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种净化空气通风窗，能够对室内通风、换气、过滤，不开启窗户也能保证室内空气的质量。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种空气净化通风窗，包括筒形窗体，筒形窗体的内外两侧分别设有内百叶窗罩和外百叶窗罩，在内外两百叶窗罩之间设有重力热管换热器，重力热管换热器的中间设有隔板，该隔板把筒形窗体分成上风道和下风道，在上风道和/或下风道中的外百叶窗罩和重力热管换热器之间设有高效空气过滤层，上风道中设有第一风机，下风道中设有第二风机。
[0006]进一步的技术方案，当在下风道中外百叶窗罩和重力热管换热器之间设有高效空气过滤层时，第一风机为排风风机，第二风机为进风风机。
[0007]进一步的技术方案，当在上风道中外百叶窗罩和重力热管换热器之间设有高效空气过滤层时，第一风机为进风风机，第二风机为排风风机。
[0008]进一步的技术方案，上风道中第一风机设置在外百叶窗罩的内侧，下风道中第二风机设置在内百叶窗罩的内侧。
[0009]进一步的技术方案，所述高效空气过滤层自外至内顺次包括AV990灭菌层、高效催化活性炭层、HEPA高效过滤层、甲醛高效分解层及负离子层。
[0010]进一步的技术方案，重力热管换热器包括隔板和若干均匀且垂直固定在隔板上的重力热管，重力热管的上半部分为冷凝端，下半部分为蒸发端，重力热管的外周均匀设有若干与其垂直的翅片。
[0011 ]进一步的技术方案，筒形窗体的内壁设有消声层。
[0012]进一步的技术方案，消声层为超微孔板材，与筒形窗体内壁相贴。
[0013]进一步的技术方案，所述筒形窗体的结构为圆筒状。
[0014]进一步的技术方案，还包括太阳能集电供电系统，太阳能集电供电系统包括光伏组件、控制器、蓄电池组、逆变器，其中，控制器与光伏组件连接，蓄电池组与控制器连接，第一风机和第二风机通过逆变器与控制器连接。
[0015]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明是利用现有的高效的过滤材料、高效的重力热管换热器，对空气中的颗粒物、悬浮物、异味、烟气、病毒细菌、辐射及挥发有机物进行高效去除，达到通风、节能、净化空气、抵制雾霾和细菌等污染物，使得用户在不开窗户的情况下，也能使室内通风换气，吸收到洁净无污染的空气。
附图说明
[0016]图1是本发明一个实施例的总体结构图；
图2是本发明高效空气过滤层的结构示意图；
图3是本发明重力热管换热器的示意图；
图4是图3中重力热管换热原理图；
图5是本发明另一个实施例的结构示意图；
图6是本发明夏季通风过程原理图；
图中:1、筒形窗体;2、负离子层;3、甲醛高效分解层;4、第一风机；5、外百叶窗罩；6、隔板;7、AV990灭菌层;8、高效催化活性炭层;9、HEPA高效过滤层；10、消声层；11、第二风机；
12、内百叶窗罩;13、重力热管换热器;14、重力热管；15、翅片；16、控制器;17、蓄电池组；18、逆变器;19、空气净化通风窗;20、光伏组件;21、高效空气过滤层。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0018] 一般的通风设备不节能、不环保、不智能又不能保证室内空气质量。现在市面上不存在能在既保证新风质量又不增加空调冷热负荷的通风设备。
[0019]本发明可以在既保证新风质量又不增加空调冷热负荷的前提下，利用太阳能驱动风机更加的节能环保，利用热管换热装置更高效的换热，阻力报警装置与智能遥控控制系统使改设计更智能化。创造出适合广大普通家庭的低成本、节能、舒适、减小空调负荷的家庭式空调通风窗。
[0020]本发明分为如下两个实施例，
实施例一的具体技术方案如下:
参见图1-图4所示，包括筒形窗体1，筒形窗体I的内外两侧分别设有内百叶窗罩12和外百叶窗罩5，在内外两百叶窗罩之间设有重力热管换热器13，重力热管换热器13的中间设有隔板6，该隔板6把筒形窗体I分成上风道和下风道，在上风道和/或下风道中的外百叶窗罩5和重力热管换热器13之间设有高效空气过滤层21，上风道中设有第一风机4，下风道中设有第二风机11。其中，内百叶窗罩12位于室内，外百叶窗罩5位于室外。
[0021]当在下风道中外百叶窗罩5和重力热管换热器13之间设有高效空气过滤层时，第一风机4为排风风机，第二风机11为进风风机，为夏季使用的通风窗，并实现如图6的通风过程。室外的热空气在进风风机的作用下经高效空气过滤层21，并经重力热管换热器13换热后，空气过滤净化并降温，进入室内，同时，室内的空气在排风风机的作用下，经重力热管换热器13排出，实现空气的净化、通风、换气，并节省空调的能耗。以夏季室外气温为34°C为例，空气经过本发明后，进入室内时的温度可降至28.4°C，不仅净化了空气，达到通风换气的效果，也节省了空调的能耗。
[0022]当在上风道中外百叶窗罩5和重力热管换热器13之间设有高效空气过滤层时，第一风机4为进风风机，第二风机11为排风风机，为冬季使用的通风窗。室外的冷空气在进风风机的作用下经高效空气过滤层21，并经重力热管换热器13换热后，空气过滤净化并升温，进入室内，同时，室内的空气在排风风机的作用下，经重力热管换热器13排出，实现空气的净化、通风，实现节能换气。
[0023]其中高效空气过滤层21的设置位置，是根据冬季和夏季的不同分别设置的，夏季，高效空气过滤层21设置在下风道中；冬季，高效空气过滤层21设置在上风道，当然也可以在上下风道均设置高效空气过滤层21。高效空气过滤层21的外边缘要与筒形窗体I的内壁密贴，以免空气未经过滤进入室内。
[0024]其中，上风道中第一风机4设置在外百叶窗罩5的内侧，下风道中第二风机11设置在内百叶窗罩12的内侧。
[0025]其中，高效空气过滤层21自外至内顺次包括AV990灭菌层7、高效催化活性炭层8、HEPA高效过滤层9、甲醛高效分解层3及负离子层2。
[0026]重力热管换热器13包括隔板6和若干均匀且垂直固定在隔板6上的重力热管14，重力热管14的上半部分为冷凝端，下半部分为蒸发端，重力热管14的外周均匀设有若干与其垂直的翅片15。
[0027]同时为解决风机运行及空气流通过程中的噪声问题，筒形窗体内部采用超微孔板材料的消声，即采用超微孔板材制成和筒形窗体内壁适配的消声套筒，与筒形窗体I内壁相贝占。也即筒形窗体I的内壁设有消声层10。
[0028]其中，整个筒形窗体I采用圆筒状结构外形，是考虑到此通风窗内的重力热管需要在冬夏两季使用时调整换风方向这一问题而设计的，并且圆弧外形美观大气，安装在家庭通风窗或镶在墙体上既可以实现通风节能的效果，又能达到室内装饰的效果。筒形窗体颜色可以根据用户需求自行选择、以适应家庭装饰的需要。
[0029]为达到净化进入室内的空气、全面抵制雾霾、细菌等污染物的目的，筒形窗体I进风口处采用由av990灭菌、高效催化活性炭、HEPA高效过滤、甲醛高效分解、负离子等多层结合形成的高效过滤层来净化新风，过滤效率高达98%。
[0030]例如，AV990灭菌层7利用AV990灭菌技术，过滤空气中20微米以上的飘尘，如宠物飘毛、花粉、头肩等效率高达92%以上。
[0031]高效催化活性炭层8中，活性炭过滤材料是专用于处理空气中的异味及污染，同时也广泛用于空调通风场所的空气过滤;其中活性炭滤材含有100%表面吸附能力，能有效除去大量的臭气及有害气体。采用比表面积高的高效催化活性炭，可以吸附有害气体(TVOC)和肉眼看不到的颗粒物。除臭效率可达到95%以上。
[0032] HEPA(High efficiency particulate air Filter)，为高效空气过滤器，达到HEPA标准的过滤网，对于0.1微米和0.3微米的有效率达到99.998%，HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。它对直径为0.3微米(头发直径的1/200)以上的微粒去除效率可达到99.7%以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。(抽烟产生的烟雾颗粒直径为0.5微米)。
[0033]甲醛高效分解层3能够分解空气中的病毒、霉菌、尘螨、细菌等病菌。
[0034]负离子层2能够去除空气中的辐射和挥发性有机物，其中，负离子空气净化器是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化电器，其与传统的空气净化机的不同之处是以负离子作为作用因子，主动出击捕捉空气中的有害物质，而传统的空气净化机是风机抽风，利用滤网过滤粉尘来净化空气，称为被动吸附过滤式的净化原理，需要定期更换滤网，而负离子空气净化器则无需耗材。目前采用负离子转换器技术和纳子富勒烯负离子释放器技术的负离子空气净化器连风扇都不需要，没有任何噪音，夜间也可以使用。负离子净化空气的特点为灭活速度快，灭活率高，对空气、物品表面的微生物、细菌、病毒均有灭活作用。
[0035]采用现有技术中的重力热管，重力热管的工质在高温加热段吸热气化，在低温放热段凝结放出热量，并靠重力回流到加热段重新吸热，如此不断循环从而将热量从高温端传递到另一低温端，起到降温的效果。热管具有以下特征:管内为高真空，工作介质极易蒸发气化;管内传热热阻很小，能以较小的温差获得较大的传热率;工作时管内为汽、液两相共存，且为饱和蒸汽，有优良的等温性能;冷热流体之间的换热均在管外进行，能方便地进行传热强化;每一根热管都独立工作。即使某根热管或数根热管的管壁破损，都不会发生冷热流体的互混现象；由于热管的端部不受约束，在高温条件下，也不存在因热膨胀而产生热应力破坏的问题，经久耐用，安全可靠。
[0036]由此可见，空气通过高效过滤层的层层逐步的净化，进入室内则是干净清洁的空气，因此，特别是在室外为雾霾、灰尘、烟气等空气质量差、污染指数高时，或室内开启空调等情况，不能开启窗户通风时，能够起到通风换气净化空气的作用，室内的空气则排出到大气中，促使了空气流动。
[0037]利用本发明能够解决在雾霾天气及室内空调运行状态下室内空气通风换气难的问题。
[0038] 实施例二
根据《室内空气质量标准》每人每小时所需的新风量为30m3/(h v=0.3m/s，按每个家庭平均有四个人在室内，则共需要新风量为Q=I20m3/h.则由 Q=V X A=V X 3.14 X R2/2 代入数据得:R=0.27m即窗子的尺寸为R=0.27m 计算安装风机所需要的功率P 由 P=Qp/(3600 X 1000 xnom)
Q:新风通风量m3/h ?:全风压，？=0.5卩¥2，0取1.21^/1113 no为风机内效率0.75-0.85，取0.8 ηι为机械效率，风机与电机直连式取I
代入数据的p=120X0.5X1.2X (0.3) X2/(3600X 1000X0.8X1)
得P=8.73W0
[0039]由此可知所用的风机功率是很低的，耗电量很小，两台风机同时工作的话，总功率才不过20W左右，所以实施例二采用太阳能集电系统来为风扇的电动机提供动力，太阳能集电供电系统工作原理图5所示。
[0040]由此可知，在实施例一的基础上还包括太阳能集电供电系统，太阳能集电供电系统包括光伏组件20、控制器16、蓄电池组17、逆变器18，其中，控制器16与光伏组件20连接，蓄电池组17与控制器16连接，第一风机4和第二风机11通过逆变器18与控制器16连接。利用太阳能电池供给电源，达到节能、低成本的效果，也减少了空调的负荷。
[0041 ]以筒形窗体为圆筒状为例，将已选好的高效过滤器、重力换热装置、消音材料制成的套筒、小风扇组装到通风筒形窗体内。筒形窗体两个小风扇的动力与太阳能集电装置提供。同时装有控制器，实现遥控控制，并实现如图6所示通风过程。
[0042]本发明涉及空气过滤净化系统的设计、热管换热装置的设计、风机的选用、筒形窗体内部通风道内消声技术、太阳能集电供电系统(动力源)、空气过滤层阻力监测装置、阻力报警装置(提醒户主及时更换过滤网)、智能遥控控制系统。紧跟时代发展主题(雾霾严重)，巧妙地将太阳能集电、空气净化和热管换热技术结合起来创造出适合广大普通家庭的低成本、节能、舒适、减小空调负荷的家庭式空调通风窗。

Claims (10)

1.一种空气净化通风窗，其特征在于，包括筒形窗体(I)，筒形窗体(I)的内外两侧分别设有内百叶窗罩(12)和外百叶窗罩(5)，在内外两百叶窗罩之间设有重力热管换热器(13)，重力热管换热器(13)的中间设有隔板(6)，该隔板(6)把筒形窗体(I)分成上风道和下风道，在上风道和/或下风道中的外百叶窗罩(5)和重力热管换热器(13)之间设有高效空气过滤层(21)，上风道中设有第一风机(4)，下风道中设有第二风机(11)。
2.根据权利要求1所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，当在下风道中外百叶窗罩(5)和重力热管换热器(13)之间设有高效空气过滤层时，第一风机(4)为排风风机，第二风机(I I)为进风风机。
3.根据权利要求1所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，当在上风道中外百叶窗罩(5)和重力热管换热器(13)之间设有高效空气过滤层时，第一风机(4)为进风风机，第二风机(11)为排风风机。
4.根据权利要求1所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，上风道中第一风机(4)设置在外百叶窗罩(5)的内侧，下风道中第二风机(11)设置在内百叶窗罩(12)的内侧。
5.根据权利要求1所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，所述高效空气过滤层(21)自外至内顺次包括AV990灭菌层(7)、高效催化活性炭层(8)、HEPA高效过滤层(9)、甲醛高效分解层(3)及负离子层(2)。
6.根据权利要求1所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，重力热管换热器(13)包括隔板(6)和若干均匀且垂直固定在隔板(6)上的重力热管(14)，重力热管(14)的上半部分为冷凝端，下半部分为蒸发端，重力热管(14)的外周均匀设有若干与其垂直的翅片(15)。
7.根据权利要求1所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，筒形窗体(I)的内壁设有消声层(10)。
8.根据权利要求7所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，消声层(10)为超微孔板材，与筒形窗体(I)内壁相贴。
9.根据权利要求1所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，所述筒形窗体(I)的结构为圆筒状。
10.根据权利要求1所述的一种空气净化通风窗，其特征在于，还包括太阳能集电供电系统，太阳能集电供电系统包括光伏组件(20)、控制器(16)、蓄电池组(17)、逆变器(18)，其中，控制器(16)与光伏组件(20)连接，蓄电池组(17)与控制器(16)连接，第一风机(4)和第二风机(11)通过逆变器(18)与控制器(16)连接。
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