CN105709931B - 一种静电除尘空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种静电除尘空气净化器,包括壳体,壳体内包括由下向上依次设置的:静电除尘单元,用于电离空气使污染物形成颗粒沉降;混流杀菌单元,用于阻留电离后的空气并利用电离产生的臭氧杀菌;检测单元,用于检测混流杀菌单元中的空气质量参数并输出至控制单元;控制单元,用于接收空气质量参数并根据所述空气质量参数控制所述静电除尘单元和/或混流杀菌单元动作;混流杀菌单元中形成有曲折连通的气流通路,气流通路入口的臭氧浓度高于气流通路出口的臭氧浓度,所述气流通路出口连接有洁净风送风风机,控制单元控制洁净风送风风机风速,通过壳体顶端的上出风口排出洁净风。本发明具有净化效果好、能耗低且使用方便的优点。

Description

一种静电除尘空气净化器
技术领域
本发明涉及空气净化设备技术领域,尤其涉及一种静电除尘空气净化器。
背景技术
空气环境是人类赖以生存的重要因素之一,人们生活和工作在室内环境中的时间已达到全天时间的80%至90%,老人、儿童以及患病人员室内生活时间更长,因此,室内空气质量直接影响人们的身心健康。
恶劣天气时,尤其是雾霾中,室外空气质量较室内空气质量较差,很多人都会选用室内空气净化器。市面上出售的空气净化器多种多样,其中静电除尘技术是净化室内空气的主要原理之一,具体来说,静电除尘是指通过向空气高压放电,产生对身体有利的负氧离子,起到净化空气的作用。电离空气的主要副产物是臭氧,臭氧通过三种途径杀灭细菌,其一是臭氧本身的强氧化性氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶,使细菌灭活死亡;其二是直接破坏细菌的细胞器和DNA,使细菌的新陈代谢受到破坏,导致其死亡,其三是侵入细胞内作用于脂蛋白和内部的脂多糖,改变细胞的通透性,导致细胞溶解死亡。
但是,电离空气的产物不都是负氧离子和臭氧,因为空气的主要组成成分还包括氮气、二氧化碳等,这些成分的电离产物的作用并不明显。此外,一旦臭氧浓度超标,会造成人体呼吸加速、咳嗽头疼等症状。现有技术中的静电除尘净化器通常通过间断周期性工作模式尽量控制电离空气产物平衡,降低臭氧浓度。这是以降低以净化效率为代价的,存在安全性差、效率低的缺点。
发明内容
本发明提供一种静电除尘空气净化器,用以解决现有技术中净化器安全性差且效率低的缺点。
一种静电除尘空气净化器,包括壳体,所述壳体内包括由下向上依次设置的:
静电除尘单元,用于电离空气使污染物形成颗粒沉降;
混流杀菌单元,用于阻留电离后的空气并利用电离产生的臭氧杀菌;
检测单元,用于检测混流杀菌单元中的空气质量参数并输出至控制单元;
控制单元,用于接收空气质量参数并根据所述空气质量参数控制所述静电除尘单元和/或混流杀菌单元动作;
其中混流杀菌单元中形成有曲折连通的气流通路,所述气流通路入口的臭氧浓度高于气流通路出口的臭氧浓度,所述气流通路出口连接有洁净风送风风机,控制单元控制洁净风送风风机风速,通过壳体顶端的上出风口排出洁净风。
进一步的,所述混流杀菌单元包括若干相互平行设置的隔板;所述隔板包括固定端和自由端,所述隔板的固定端固定在所述壳体的内壁上;任意相邻隔板的固定端相互交错设置,相邻隔板之间、隔板自由端与内壁之间形成曲折连通的所述气流通路;所述气流通路入口连通静电除尘单元。
优选的,所述隔板为2-5块、长度为50mm-600mm,宽度40mm-200mm,厚度3mm-10mm;所述气流通路的宽度为10mm-150mm。
进一步的,所述混流杀菌单元包括若干盘管;所述盘管包括180度弯头和直管段,任意相邻180度弯头相互交错排列且直管段相互平行设置;所述盘管形成曲折连通的所述气流通路;所述气流通路入口连通除尘单元。
进一步的,所述静电除尘单元包括集尘袋、放电电极和绝缘板,所述集尘袋围绕设置在放电电极外侧;所述放电电极和集尘袋分别电连接高压电源的正负极,放电电极和集尘袋之间形成强电场。
更进一步的,所述静电除尘单元包括对称设置的第一静电除尘单元和第二静电除尘单元;所述壳体下侧侧壁开设有侧吸入口,所述侧吸入口处设置有进风格栅;室内空气从所述侧吸入口进入壳体,经第一导风板引流进入第一静电除尘单元过滤,经第一静电除尘单元过滤的空气经由第二导风板引流进入第二静电除尘单元过滤,经第二静电除尘单元过滤的空气通过气流通路入口进入所述气流通路。
进一步的,所述混流杀菌单元上侧设置有水源装置,所述第一静电除尘单元和第二静电除尘单元的集尘袋上方设置有喷淋头,所述水源装置通过管路连通所述喷淋头;当所述集尘袋的重量较初始重量增加40%时,所述控制单元输出电信号控制所述水源装置动作,对集尘袋进行冲洗;所述壳体底端设置有可拆卸地接水盘。
进一步的,所述水源装置还包括雾化器;所述检测单元包括湿度传感器;所述湿度传感器检测气流通路出口空气湿度;当气流通路出口空气湿度小于设定值时,所述控制单元输出控制信号,控制冲洗装置的雾化器工作,湿润所述气流通路出口的空气。
进一步的,所述混流杀菌单元上侧还设置有加热装置;所述检测单元包括温度传感器;所述温度传感器检测气流通路出口温度;当气流通路出口空气温度小于设定值时,所述控制单元输出控制信号,控制加热装置动作,加热所述气流通路出口的空气。
进一步的,所述气流通路出口设置有可调节的风门;所述检测单元包括臭氧浓度传感器和甲醛浓度传感器;所述臭氧浓度传感器和甲醛浓度传感器检测气流通路出口空气的臭氧浓度和甲醛浓度;当气流通路出口空气的臭氧浓度和甲醛浓度高于设定值时,所述控制单元输出控制信号,控制风门关闭直至臭氧浓度和甲醛浓度低于设定值。
本发明所提供的静电除尘空气净化器,通过结合静电集尘技术和过滤技术对室内环境空气进行净化;通过混流杀菌单元中的曲折气流通路控制臭氧浓度,在保证杀菌效果的前提下提高设备的安全性;通过检测集尘袋的重量自动控制冲洗集尘袋,方便快捷,容易操作。本发明所提出的静电除尘空气净化器具有净化效果好、能耗低且使用方便的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所公开的静电除尘空气净化器第一实施例的结构示意图;
图2为图1所示集尘袋的结构示意图;
图3为图1的剖视图;
图4为图1所示集尘袋冲洗装置的结构示意图
图5为本发明所公开的静电除尘空气净化器第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例中所设计的静电除尘空气净化器包括壳体1,壳体1内设置有静电除尘单元,静电除尘单元用于电离空气使污染物形成颗粒沉降。在本实施例中,静电除尘单元包括第一静电除尘单元5和第二静电除尘单元6。每一个静电除尘单元均包括独立的集尘袋、放电电极和绝缘板,参见图2所示。集尘袋51由具有导电性的碳纤维复合材料或具有类似性能的其它高分子材料采用编织的方式制成,整体呈圆柱形,集尘袋51包裹放电电极52,集尘袋51上侧设置有绝缘板53。在静电除尘单元中设置有高压电源7,集尘袋51电连接高压电源7的正极、放电电极52连接高压电源7的负极。高压电源7供电,在集尘袋51和放电电极52之间形成强电场,放电后电荷聚集在灰尘颗粒周围,使灰尘、颗粒、花粉等大粒径颗粒容易被吸附到集尘袋51表面,或者相互吸附成为更大的颗粒沉降在集尘袋51的底面上。由于制成集尘袋51的材料本身可以起到过滤的作用,因此,任一静电除尘单元5或6本身就可以实现双重过滤。试验证明,静电除尘单元不仅可以滤除大颗粒污染物,还可以进一步过滤微米级和亚微米级的荷电颗粒,尤其是室内空气中的PM2.5颗粒。而如果室内空气质量处于优良状态时,也可以关闭高压电源7,仅通过集尘袋本身结构实现过滤,降低能源消耗。
静电除尘单元设置在壳体1最下侧,壳体1对应设置第一静电除尘单元的一侧侧壁上开设有侧吸入口2,侧吸入口2设置有矩形进风格栅3,实现将室内的污染空气引入壳体1内的目的。对应矩形进风格栅3处设置有第一导风板4,第一导风板4和矩形进风格栅3之间限定引流通道,通过第一导风板4与壳体1底壁之间的引流口将室内污染空气引入设置有第一静电除尘单元的腔室。第一静电除尘单元5和第二静电除尘单元6之间设置有第二导流板41。第二导流板41上可以平行设置多个导流通道42,也可以平行设置多个可以调节摆角的旋转导流片形成可调节的导流通道以将经过第一静电除尘单元5过滤净化的空气引入如图所示具有第二静电除尘单元6的左侧腔体内。第二导流板41的第二种方案可以通过改变导流片的摆角角度调节进入第二静电除尘单元6的空气的流速和射流方向。第一静电除尘单元5和第二静电除尘单元6可以串联连接,由同一高压电源7控制在集尘袋和放电电极之间形成强电场。也可以由两个高压电源单独控制,采用两个高压电源单独控制的方案可以实现更为灵活的控制方式。经过两级四道过滤的空气可以实现滤除90%以上颗粒物的效果,尤其可以大大降低空气中PM2.5颗粒浓度,净化效率高、过滤效果好。
在设置有第二静电除尘单元6的腔体顶壁上设置有引流口8,形成侧进上出的空气循环。沉降过滤后空气从第二静电除尘单元6的上侧引出。通过形成在第二导流板41上的导流通道42,更具体的说导流通道42类似狭窄的缝隙,第一静电除尘单元5产生的臭氧浓度经过导流通道42时有一定的衰减,从而确保经过两级四道过滤的空气中的臭氧浓度既可以满足杀菌的需要,又不会高于臭氧浓度的上限,即小于等于国家规定的0.16mg/m3。经过静电除尘单元过滤的空气通过引流口8进入位于静电除尘单元上侧的混流杀菌单元。
混流杀菌单元的作用主要在于阻留电离后的空气并利用电离产生的臭氧杀菌。混流杀菌单元中形成有曲折连通的气流通路12。臭氧的半衰期为30-60分钟,且其不稳定易分解。为保证臭氧的杀菌作用,所以必须保证气流通路入口的臭氧浓度高于气流通路出口的臭氧浓度。同时,臭氧浓度为0.15ppm时为嗅觉临界值,一般人即可嗅出。用户能嗅出臭氧气味会严重影响空气净化器的使用舒适性。所以,混流杀菌单元的作用在于既确保臭氧可以有效地杀灭空气中的病毒、孢子、孢囊、真菌和寄生生物,又不影响用户体验。试验证明,臭氧杀灭病毒和细菌的时间通常在2-3分钟,所以,混流杀菌单元必须至少将经过静电除尘单元的空气阻留2-3分钟。
参见图1所示,混流杀菌单元包括若干相互平行设置的隔板11。隔板11包括固定端11-2和自由端11-1。隔板的自由端11-1固定在壳体1的内壁上。任意相邻隔板的固定端相互交错设置。相邻隔板之间、隔板自由端与内壁之间形成曲折连通的气流通路12。气流通路入口连通第二静电除尘单元的引流口8。影响臭氧浓度、进而影响空气净化效果的因素主要有隔板的长度、宽度、隔板之间的间距等,另外还与通过气流通路的空气流速有关。如果隔板之间的间距小,则通过气流通路的流量小,臭氧作用时间长,但是增加了隔板的空气阻力,进一步增加了设备的动力消耗。因此隔板优选2至5块,长度为50mm-600mm,宽度40mm-200mm,厚度3mm-10mm;所述隔板之间的间距,即所述气流通路的宽度优选为10mm-150mm。隔板本身还可以具有折角,以延长气流通路的长度,隔板可设置2-3折,折角120°至150°,或设置4至6折,折角90°至120°,以根据实际需要改变气流通路的长度。
参见图5所示,混流杀菌单元的另一种可选结构包括若干盘管20。如图所示,盘管20包括180度弯头和直管段。为了保证净化效果,180弯头和直管段优选一体成型。如图所示,任意相邻180度弯头相互交错排列且直管段相互平行设置。在盘管20中形成曲折连通的气流通路。气流通路入口通过引流口连通第二静电除尘单元6。与第一种混流杀菌单元的结构类似,影响臭氧浓度、进而影响空气净化效果的因素主要有盘管的长度以及盘管的管径。因此,盘管优选为内径10mm-50mm,长度为200mm-1000mm的软管,将软管弯折固定形成气流通路。
在气流通路的出口处设置有可调节角度的风门14。如果检测单元检测气流通路中的空气参数质量不符合标准,则风门14关闭。风门14的主要作用在于防止气流通路中的臭氧浓度较高的气体直接通过洁净风送风风机15排放到室内,造成对用户呼吸系统的刺激。
设置在气流通路上侧的检测单元16包括多种传感器。作为调节环节一个组成部分,检测单元16包括温度传感器16-1和湿度传感器16-2以组成气流通路的温度调节系统和湿度调节系统。
在温度调节系统中包括加热装置(图中未示出)。加热装置设置在混流杀菌单元上侧,包括空气加热器、加热段和旁通风门。具体来说,在气流通路靠近出口处设置一加热段,气流通路出口为加热段出口,空气加热器和加热段毗邻。在空气加热段设置旁通风门。当加热装置处于运行状态时,根据加热段空气出口处温度与设定值的偏差,更具体的说是当气流通路出口空气温度小于设定值时,控制单元输出控制信号,控制调节加热段旁通风门开启的大小,从而调节加热段中的风量,改变混风比,配合洁净风送风风机15实现调节气流通路出口温度的效果。同时,控制单元可以根据偏差值的大小,在温度偏差较大时,输出控制信号,调节空气加热器的功率,升高或降低加热段中空气的温度。
在湿度调节系统中包括水源装置13和湿度传感器16-2。水源装置13设置在气流通路的上侧,湿度传感器16-2检测气流通路出口处的空气湿度,水源装置包括雾化器。当气流通路出口空气湿度与设定值之间存在偏差,更具体的说是当气流通路出口空气湿度小于设定值时,控制单元输出控制信号,控制雾化器动作,直接向气流通路出口处喷雾,湿润所述空气通路出口的空气。夏季时,湿度调节系统也可以同时与温度调节系统配合,形成以露点为控制参数的闭环控制温度湿度调节系统。
在检测单元中还设置有臭氧浓度传感器16-3和甲醛浓度传感器16-4。臭氧浓度传感器16-3和甲醛浓度传感器16-4检测气流通路出口空气的臭氧浓度和甲醛浓度。当气流通路出口空气的臭氧浓度和甲醛浓度高于设定值时。控制单元输出控制信号,控制第一静电除尘单元5和第二静电除尘单元6停止工作,风门14关闭直至臭氧浓度和甲醛浓度低于设定值。当臭氧浓度衰减至安全值且与甲醛充分反应后,控制单元输出控制信号,控制调节风门角度打开。
洁净风送风风机15通过壳体1顶端均匀开设的上出风口17将温度、湿度、臭氧浓度和甲醛浓度均符合安全使用标准的洁净风吹送到室内。达到除尘、净化、除菌的多重目的。上出风口17可以设置多个隔板,用于形成辐射气流,尽量扩大洁净风的弥散区域。
在一段时间的使用后,集尘袋的净化过滤作用会由于吸附颗粒物的增多而降低。为避免出现上述情况,在混流杀菌单元中设置有水路循环。水路循环一端连接设置在混流杀菌单元上侧的水源装置13,另一端分别连通设置在第一静电除尘单元5和第二静电除尘单元6上端的喷淋头19。当集尘袋的重量较初始重量增加40%到60%时,控制单元输出电信号控制水源装置动作,分别对集尘袋进行冲洗。在静电除尘单元下侧设置有接水盘9,接水盘9可拆卸地安装在底座10上。用户只需要对接水盘9进行清理,方便快捷。
本实施例所提供的静电除尘空气净化器,通过结合静电集尘技术和过滤技术对室内环境空气进行净化;通过混流杀菌单元中的曲折气流通路控制臭氧浓度,在保证杀菌效果的前提下提高设备的安全性;通过检测集尘袋的重量自动控制冲洗集尘袋,方便快捷,容易操作。本实施例所提出的静电除尘空气净化器具有净化效果好、能耗低且使用方便的优点。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种静电除尘空气净化器,包括壳体,其特征在于,所述壳体内包括由下向上依次设置的:
静电除尘单元,用于电离空气使污染物形成颗粒沉降;
混流杀菌单元,用于阻留电离后的空气并利用电离产生的臭氧杀菌;
检测单元,用于检测混流杀菌单元中的空气质量参数并输出至控制单元;
控制单元,用于接收空气质量参数并根据所述空气质量参数控制所述静电除尘单元和/或混流杀菌单元动作;
其中混流杀菌单元中形成有曲折连通的气流通路,所述气流通路入口的臭氧浓度高于气流通路出口的臭氧浓度,所述气流通路出口连接有洁净风送风风机,控制单元控制洁净风送风风机风速,通过壳体顶端的上出风口排出洁净风;
所述静电除尘单元包括对称设置的第一静电除尘单元和第二静电除尘单元,所述第一静电除尘单元和第二除尘单元分别包括集尘袋;所述混流杀菌单元上侧设置有水源装置,所述第一静电除尘单元和第二静电除尘单元的集尘袋上方设置有喷淋头,所述水源装置通过管路连通所述喷淋头;当所述集尘袋的重量较初始重量增加40%时,所述控制单元输出电信号控制所述水源装置动作,对集尘袋进行冲洗。
2.根据权利要求1所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述混流杀菌单元包括若干相互平行设置的隔板;所述隔板包括固定端和自由端,所述隔板的固定端固定在所述壳体的内壁上;任意相邻隔板的固定端相互交错设置,相邻隔板之间、隔板自由端与内壁之间形成曲折连通的所述气流通路;所述气流通路入口连通静电除尘单元。
3.根据权利要求2所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述隔板为2-5块、长度为50mm-600mm,宽度40mm-200mm,厚度3mm-10mm;所述气流通路的宽度为10mm-150mm。
4.根据权利要求1所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述混流杀菌单元包括若干盘管;所述盘管包括180度弯头和直管段,任意相邻180度弯头相互交错排列且直管段相互平行设置;所述盘管形成曲折连通的所述气流通路;所述气流通路入口连通除尘单元。
5.根据权利要求1至4任一项所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述第一静电除尘单元和所述第二静电除尘单元还分别包括放电电极和绝缘板,所述集尘袋围绕设置在放电电极外侧;所述放电电极和集尘袋分别电连接高压电源的正负极,放电电极和集尘袋之间形成强电场。
6.根据权利要求5所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述壳体下侧侧壁开设有侧吸入口,所述侧吸入口处设置有进风格栅;室内空气从所述侧吸入口进入壳体,经第一导风板引流进入第一静电除尘单元过滤,经第一静电除尘单元过滤的空气经由第二导风板引流进入第二静电除尘单元过滤,经第二静电除尘单元过滤的空气通过气流通路入口进入所述气流通路。
7.根据权利要求6所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述壳体底端设置有可拆卸的接水盘。
8.根据权利要求7所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述水源装置还包括雾化器;所述检测单元包括湿度传感器;所述湿度传感器检测气流通路出口空气湿度;当气流通路出口空气湿度小于设定值时,所述控制单元输出控制信号,控制冲洗装置的雾化器工作,湿润所述气流通路出口的空气。
9.根据权利要求8所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述混流杀菌单元上侧还设置有加热装置;所述检测单元包括温度传感器;所述温度传感器检测气流通路出口温度;当气流通路出口空气温度小于设定值时,所述控制单元输出控制信号,控制加热装置动作,加热所述气流通路出口的空气。
10.根据权利要求9所述的静电除尘空气净化器,其特征在于,所述气流通路出口设置有可调节的风门;所述检测单元包括臭氧浓度传感器和甲醛浓度传感器;所述臭氧浓度传感器和甲醛浓度传感器检测气流通路出口空气的臭氧浓度和甲醛浓度;当气流通路出口空气的臭氧浓度和甲醛浓度高于设定值时,所述控制单元输出控制信号,控制风门关闭直至臭氧浓度和甲醛浓度低于设定值。
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