CN105823162A - 一种空调、净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调、净化装置，空调、净化装置包括回风机构、新风机构、送风机构以及吸排气机构，回风机构包括第一风道和第一过滤装置新风机构，新风机构包括第二风道和第二过滤装置，送风机构包括第三风道、吸附装置以及净化装置，吸排气机构包括第一风阀、第二风阀、第三风阀、至少一个风机以及控制装置，其中，第一风道的出风端口与第二风道的出风端口分别与第三风道的进风端口连通。本设备除实现普通的空调调温功能外，能应对环境中的粉尘、尾气中的有害物质，把室内空气调节到满足工作人员的健康、舒适要求。通过引入新风、活性炭纤维过滤、空气等离子净化和粗、中效过滤，结合有效的气流组织，保证工作环境健康、舒适。

Description

一种空调、净化装置

技术领域

本发明涉及空调及净化处理领域，主要用公路收费亭和机车控制室以及类似环境(粉尘或尾气或其他有害气体)的污染场所温度调节和空气净化，也可用于普通家庭和公共建筑的温度调节和空气处理。

背景技术

随着我国经济的快速发展，空气污染问题也越来越受到重视，人们的工作环境也随之变差，例如公路收费亭和机车控制室以及类似环境。由于收费站的空气污染状态非常复杂也最为典型，故本发明以收费亭周边的空气处理为例，其他类似环境的空气处理也相似。

一、工作环境

目前公路收费站以人工收费为主，工作人员在收费站的工作时间长、工作环境差。公路收费亭所处环境空气污染严重。首先，我国的空气中污染比较严重，颗粒物多，在雾霾严重时，特别需要防护。其次，高速公路、国道等的一些主线收费站，车流量大，尾气污染也大。当处于机动车怠速和加速时的污染更大。燃烧不完全的机动车尾气、道路扬尘等有毒有害物质极多。再次，因收费工作的要求，收费口经常处于开的状态，故室外空气能直接进入收费亭内，影响着收费工作人员的身体健康和生态环境的安全。由于公路收费亭大多使用家用空调机组调节室内温度，没有考虑过空气品质的改善和提高问题，所以目前并没有有效的对策能彻底地解决此问题。

有鉴于上述问题，本发明是集空调和净化于一体的空气处理设备。经本设备处理的空气能满中工作人员的健康和舒适要求，即空气处理设备能完全处理和应对室外空气中的尘埃、汽车尾气以及环境中的其他有害成份，同时也能满足温度调节需要，提高通风效率和通风量，同时兼顾能耗量。

二、有害气体的危害

《职业与健康》2001年8月第17卷第8期《公路收费站作业环境有害因素的监测与评价》(刘新惠(福建省龙岩市环境监测站))文中陈述在交通繁忙时间(上午9—1l时，下午15—17时)，每l0分钟有150辆大小不同类型的车辆通过，且每辆机动车经收费站窗口都必须停下交过路费后起动再行驶，汽车起动时，发动机排出废气要比匀速行驶时多得多。收费站的环境质量(离地面l.2m)监测的有害气体和粉尘浓度如下表1所示。

表1作业环境中CO、CO2、SO2、NO2、粉尘浓度

从上表可知SO2、CO2、NO2、粉尘均超过国家标准(CO目前我国还没有标准)。

汽车尾气成份包含了上百种物质，有代表性的污染物有铅、一氧化碳、氮氧化物、烃类化合物、PM10、PM2.5颗粒物、烯烃及醛、酮化合物等成份。因为汽车尾气成份相当复杂，包含了大部分有害气体，所以本发明以汽车尾气的处理来代表有害气体的处理。其他成份较少的有害气体的处理更为简单。

汽车尾气中的多数物质对人体有危害作用。尾气中的铅会引起中毒，对儿童生长发育造成非常严重的影响，可危及智能、行为发育和体格生长。汽车尾气污染对学生的体格发育也有影响，尤其是对肺活量及胸围等指标。尾气中的一氧化碳，氮氧化物，碳氢化合物，颗粒物，醛、酮化合物及由此混合气体产生的带有窒息刺激性的异味污染等也对人体产生的危害很大，这些物质通过不同的生理作用危害人体的健康。尾气对成年人的危害主要表现在长期暴露在汽车尾气中的人群中，如交警、司机和公路维护人员等。

一氧化碳是汽车有害排放物中浓度最高的一种成份。它是不完全燃烧的产物，与红血球中的血红蛋白有很强的亲合力，形成碳氧血红蛋白，削弱血液向各组织输送氧的功能，导致人体因缺氧出现不适症状，造成感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者可造成人体对氧敏感器官如脑、耳蜗神经细胞的坏死，危害血液循环系统，导致生命危险。

二氧化氮具有窒息刺激气味。它侵害呼吸系统造成形态学改变，如肺胶元结构改变、肺泡膨胀、纤毛上皮细胞缩短、支气管上皮细胞增生样增殖。二氧化氮还可导致呼吸道感染的易感性增加，它除对呼吸道有危害作用外，对其他人体器官也有危害，并且也是一种可疑的致癌物质。

碳氢化物总体排放量较小，但都是对人危害严重的致癌性物质，危害最大的是环芳烃。人体吸入较多碳氢化物，会破坏造血机能，造成贫血，神经衰弱，并会降低肺对传染病的抵抗力。此外，在太阳光紫外线强烈照射后，有些物质会发生光化学反应，生成新的污染物——光化学烟雾，它包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道钻膜，引起眼睛红肿和喉炎。

尾气中的颗粒物主要由碳、金属尘埃、碳氢化合物组成，这些颗粒物多数含有多环芳烃化合物，其特点是粒径小，多为PM10或PM2.5粒径的可吸入颖粒。由于汽车尾气中颗粒物具有一定的毒性且为可吸入颗粒物，它能够穿过鼻腔粘膜和支气管绒毛组织而停留在肺泡中，比一般惰性颗粒物具有更大的危害性。

尾气具有窒息性的刺激气味，它是氮氧化物，醛、酮类化合物和碳氢化合物的混合效应，可直接破坏城市环境的幽雅气氛，导致情绪厌烦，严重时会出现头痛，促发晕车症状等的产生。

国内外的研究表明，长期接触汽车尾气可直接刺激人体呼吸道，使呼吸系统的免疫力下降，导致暴露人群慢性支气管炎、支气管炎及呼吸困难的发病率升高，肺功能下降等一系列症状。经研究交通警察的咳嗽、咳痰和鼻炎等呼吸系统疾病和症状都有显著增高，并且其肺功能指标最大呼吸量(FEVI)、最大肺活量(FVC)也显著降低。研究还表明长期吸入高浓度的汽车尾气影响人体的内分泌功能，对人体生殖系统产生一定的影响。汽车尾气中的碳氢化物，尤其是环芳烃中的苯并芘是强致癌性物质，在吸入人体后，会在人体内具有长期积累效应，国外研究发现，以苯或丙酮为提取汽油机颗粒对小鼠进行染毒，一定时间后发现小鼠出现皮肤乳头状瘤和皮肤癌，表明提取物具有致癌作用。

三、粉尘的危害

粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒。国际标准化组织规定，粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。

长期吸入粉尘危害健康，粉尘对人体的危害在于它长期侵袭人体诱发疾病。粉尘粒径越小，沉降速度就越慢，被吸入的概率就大。一般大于10μm的尘粒，大多数在上呼吸道被阻留；小于5μm粒径可达呼吸道深处；2μm左右的粉尘对人体危害较大。粉尘的化学组成及其在空气中的浓度，直接决定其对人体的危害程度。如金属粉尘经呼吸道吸入，可能引起金属中毒。毒性粉尘如铅、砷等会随其溶解度的增加而增强对人体的危害；石英、石棉等粉尘溶解度不大，但对人体危害却较严重。面粉、糖等粉尘在体内易被溶解吸收或排出，对人体危害不大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的发明目的在于提供一种空调、净化装置，能产生新鲜、洁净、舒适空气，该设备主要用公路收费亭和机车控制室以及类似环境的污染场所温度调节和空气净化，也可用于普通家庭和公共建筑的温度调节和空气处理。

为实现上述发明目的，本发明提供以下的技术方案：一种空调、净化装置，所述空调、净化装置包括：

回风机构，其包括第一风道和第一过滤装置，所述第一过滤装置设置在所述第一风道中；

新风机构，其包括第二风道和第二过滤装置，所述第二过滤装置设置在所述第二风道中；

送风机构，其包括第三风道、吸附装置以及净化装置，所述吸附装置和所述净化装置沿回风风向依次设置在所述第三风道中；

吸排气机构，其包括第一风阀、第二风阀、第三风阀、至少一个风机以及控制装置，所述第一风阀设置在所述第一风道的进风端口处，所述第二风阀设置在所述第二风道的进风端口处，所述第三风阀设置在所述第三风道的出风端口处，所述至少一个风机设置在所述第一风道、所述第二风道以及所述第三风道中的一个或多个中，所述控制装置控制连接所述第一风阀、所述第二风阀、所述第三风阀以及所述至少一个风机；

其中，所述第一风道的出风端口与所述第二风道的出风端口分别与所述第三风道的进风端口连通。

上述技术方案中，所述第一过滤装置采用物理性过滤材料，所述第一过滤装置包括粗效过滤器、中效过滤器以及高效过滤器中的一个或多个。

上述技术方案中，所述第二过滤装置采用物理性过滤材料，所述第二过滤装置包括粗效过滤器、中效过滤器以及高效过滤器中的一个或多个。

上述技术方案中，，所述吸附装置采用吸附性材料和/或吸收性溶液。

上述技术方案中，，所述净化装置采用空气离子或负离子或静电或者二氧化钛光触媒的净化装置。

上述技术方案中，，所述送风机构还包括设置在所述第三风道中的消音箱，所述消音箱设置在所述第三风道的进风端口处。

上述技术方案中，所述送风机构还包括设置在所述第三风道中的温度调节装置，所述温度调节装置设置在所述吸附装置的进风侧，所述温度调节装置为热交换器或直接蒸发式热泵装置或风机盘管装置。

上述技术方案中，，所述吸排气机构包括两台风机，其中一台风机设置在所述第一风道的出风端口处，另外一台风机设置在所述第二风道的出风端口处。

上述技术方案中，，所述吸排气机构包括一台风机，所述风机设置在所述第三风道的进风端口处。

上述技术方案中，所述第一风道的出风端口和所述第二风道的出风端口分别连通至一空气混合腔室，所述空气混合腔室连通至所述第三风道的进风端口。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

(1)本设备结构简单，各个模块均独立，易于拆卸更换；

(2)本设备使用灵活，可以外接多种设备；

(3)本设备可以安装温度调节系统，可以将新鲜空气进行调温；

(4)本设备的风机产生的正压送气系统可以保持收费亭处于正压状态，防止室外空气污染物进入收费亭。

附图说明

图1为本发明实施例一公开的空调、净化装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二公开的空调、净化装置的结构示意图。

其中，110、第一风道；111、回风口；120、第一粗效过滤器；130、第一中效过滤器；210、第二风道；211、新风口；220、第二粗效过滤器；230、第二中效过滤器；310、第三风道；311、送风口；320、活性炭纤维过滤器；330、空气离子发生器；340、消音箱；350、热交换器；410、第一风阀；420、第二风阀；430、第三风阀；440、第一风机；450、第二风机；460、风机；500、空气混合腔室。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，如其中的图例所示，一种空调、净化装置，该空调、净化装置包括：

回风机构，其包括第一风道110、第一粗效过滤器120以及第一中效过滤器130，第一粗效过滤器120和第一中效过滤器130沿回风方向依次设置在第一风道110中，其中第一风道110的进风端口处设置有回风口111；

新风机构，其包括第二风道210、第二粗效过滤器220以及第二中效过滤器230，第二粗效过滤器220和第二中效过滤器230沿新风方向依次设置在第二风道210中，其中第二风道210的进风端口处设置有新风口211；

送风机构，其包括第三风道310、活性炭纤维过滤器320以及空气离子发生器330，活性炭纤维过滤器320和空气离子发生器330沿送风风向依次设置在第三风道310中，其中第三风道310的出风端口处设置有送风口311；

吸排气机构，其包括第一风阀410、第二风阀420、第三风阀430、第一风机440、第二风机450以及控制装置(图中未视出)，第一风阀410设置在第一风道110的进风端口处，第二风阀420设置在第二风道210的进风端口处，第三风阀430设置在第三风道310的出风端口处，第一风机440设置第一风道110的出风端口处，第二风机450设置在第二风道210的出风端口处，上述控制装置控制连接第一风阀410、第二风阀420、第三风阀430、第一风机440以及第二风机450；

其中，第一风道110的出风端口和第二风道210的出风端口分别连通至一空气混合腔室500，空气混合腔室500连通至第三风道310的进风端口。

粗效过滤器和中效过滤器主要指利用物理性能过滤的材料，一般是化纤材料、玻纤材料或高分子聚合材料；它主要用于过滤空气中的尘埃粒子物，根据过滤效率，主要有粗效过滤器、中效过滤器和高效过滤器；这些过滤器的使用要求根据环境中的尘埃物数量和大小以及控制目标环境中的尘埃物容许数量决定。

上述活性炭纤维过滤器，也可以是类似且有吸附功能的其他材料或针对某一或某些气体的吸收溶液；这些吸收材料或溶液可以根据处理对象的成份也可以组合起来使用；活性炭的吸收能力会受到温度、湿度以及吸附的饱和度决定；活性炭或其他材料或吸附溶液需要定期更换或再生。

上述空气等离子发生器，也可以是根据处理要求不同而选用其他措施和技术，如负离子或静电或者二氧化钛光触媒空气净化装置；这些装置的使用，前置条件是使用空气过滤器。

为了减少空气调节处理时的噪音，上述送风机构还包括设置在第三风道310中的消音箱340，消音箱340设置在第三风道310的进风端口处。

为了实现对空气的温度进行调整，上述送风机构还包括设置在第三风道310中的热交换器350，热交换器350具有位于第三风道310的外部的接头351。

本设备除实现普通的空调调温功能外，能应对环境中的粉尘、尾气中的有害物质，把室内空气调节到满足收费人员的健康、舒适要求。本设备所用主要技术是引入新风、活性炭纤维过滤、空气等离子净化和粗、中效过滤，结合有效的气流组织，保证收费员工作环境健康、舒适。

所述的新风，是指新鲜、干净的空气。新风系统是把新风引入到室内，同时把室内受污染的空气经排出，使室内维持较好的空气品质。收费亭的室外环境也比较差，因此对新风必须净化，才能满足需求。在引风的同时对进入室内的空气进新风过滤、(活性炭、空气等离子)去除(吸附技术)有害气体和灭毒、杀菌。保证进入室内的空气是洁净的，达到室内空气净化环境的目的。

所述的活性炭纤维(ActivatedCarbonFiber,缩写ACF)是在活性炭基础上开发的新型炭材料，它以木质素、纤维素、酚醛纤维、聚丙烯纤维、沥青纤维等为原料，经炭化和活化制得。活性炭纤维比表而积大，微孔丰富，孔径小而均匀，吸附量大，吸附速度快，再生容易，工艺灵活性大(可制成纱、布、毡和纸等制品)，不易粉化和沉降。ACF已经广泛应用在化学工业、环境保护、辐射防护、电子工业、医用、食品卫生等行业，也广泛应用的空气净化器。活性炭纤维的净化机能有效地去除大多数的有机污染物、氨、硫化物和放射性气体，经过特殊处理的活性炭纤维能够除掉静电场产生的臭氧，降低室内二氧化碳的含量，除掉各种异味，提高空气品质。

所述的空气等离子是区别于物质固态、液态或气态三态存在的第四种状态。低温等离子净化除尘不同于传统方法，一方面，它是利用等离子体使通过空气中的灰尘带上不同的正负电荷，从而自相吸引，聚集成团而沉降以达到净化空气的目的；另一方面，等离子体中含有大量氧化性极强的自由基、臭氧等活性粒子，这些具有极高化学活性的粒子与气体分子发生非弹性碰撞并将能量转换成基态分子的内能，使很多需要很高活化能的化学反应能够发生，使常规方法难以去除的污染物得以转化或分解，从而达到净化空气的目的。

汽车尾气排放中无机物和有机物成分共有几十种，含量最多的有害成分主要是NOX、CO和PM微粒。当电子能量大于10eV且电子能量大于尾气分子化学键的结合能时，高能的活性粒子可以直接将其分解成单原子分子。当电子能量小于10eV的时候，氧化反应起主要作用。因此活性粒子的能量与气体的键能对净化的影响非常大，不同的污染物有不同的净化反应原理。另外，等离子体可以通过破坏微生物的细胞结构来杀死有害微生物和细菌，做到去除异味和消毒杀菌。它常用的净化消毒设备相比，等离子净化拥有不产生臭氧，无异味，不存在紫外线泄露，对环境无污染等优点，使用起来安全可靠，切断电源后产生的各种活性粒子能在极短时间内消失，无需通风。大多数气体的等离子体都不形成有毒物质，如氧气、氮气、氩气、氦气等都没有任何毒性物质残留，对人体无毒害，可完全在有人的情况下运行，实现“边工作边消毒”，并能够持续对空气进行动态净化消毒，有效防止空气中的细菌繁殖再生，此外还能去除空气中的有毒有害气体和异味提高空气质量。

所述的空气过滤器包括粗效过滤器和中效过滤器。粗效过滤器主要用于过滤大粒径的尘埃粒子，过滤材料有无纺布，尼龙网，铝波网，不锈钢网等。中效过滤器主要用于过滤小粒径的尘埃粒子，由人造纤维及镀锌铁所组合而成，有各种效率可供选择。粗、中效过滤器的配合使用能够处理大气中的粉尘，创造健康舒适的环境，减小粉尘对人体的危害。

所述的过滤器是根据环境中粉尘数量和室内环境控制要求而安装的粗效、中效、或高效过滤器组合。本发明一般使用粗效和中效过滤器，在需要时也可以增加高效过滤器来满足过滤要求。

以下为本空调、净化装置的工作过程。

第一风阀410处于开启状态，在第一风机6的作用下，收费亭内部分空气经过回风口111被引入到第一通道110内，气流先后经过第一粗效过滤器120和第一中效过滤器130处理，将洁净的空气送入空气混合腔室500；第二风阀420处于开启状态，在第二风机450的作用下，室外空气经过新风口211被引入到第二风道210内，气流先后经过第二粗效过滤器220和第二中效过滤器230处理，将洁净的空气送入空气混合腔室500；两股处理后的气流在空气混合腔室500处混合形成混合相；第三风阀430处于开启状态，混合气流通过消音箱340减小空气动力性噪音后经过热交换器350进行换热，将温度调节到舒适的温度并将空气送入活性炭纤维过滤器320；经过处理后的空气进入空气离子发生器330进行处理后，空气达到洁净要求，并将新鲜、洁净、舒适的空气经过送风口311供给到收费亭内，达到净化空气的目的。由于使用了两台独立的第一风机440与第二风机450，本设备能够根据不同的需求调节不同的新风与回风混合比，使用方便。

实施例二

其余与实施例一相同，不同之处在于，用风机460取代第一风机440与第二风机450新风与回风的混合比固定，由于只采用一台风机460，所以更加节能，噪音更小。

实施例三

其余与实施例一相同，不同之处在于，该设备可以包括空气温度调节装置，也可以不包括该装置，则该设备为不带温度调节功能的空气净化装置；该设备所述的空气温度调节装置还可以是带有压缩机的直接蒸发式热泵装置，也可以是外界中央冷热源提供冷热的风机盘管装置或空气处理装置；空气温度处理装置与空气净化装置是否为一体的主要判断标准是它们的控制系统是否一体和联动。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种空调、净化装置，其特征在于，所述空调、净化装置包括：

回风机构，其包括第一风道和第一过滤装置，所述第一过滤装置设置在所述第一风道中；

新风机构，其包括第二风道和第二过滤装置，所述第二过滤装置设置在所述第二风道中；

送风机构，其包括第三风道、吸附装置以及净化装置，所述吸附装置和所述净化装置沿回风风向依次设置在所述第三风道中；

吸排气机构，其包括第一风阀、第二风阀、第三风阀、至少一个风机以及控制装置，所述第一风阀设置在所述第一风道的进风端口处，所述第二风阀设置在所述第二风道的进风端口处，所述第三风阀设置在所述第三风道的出风端口处，所述至少一个风机设置在所述第一风道、所述第二风道以及所述第三风道中的一个或多个中，所述控制装置控制连接所述第一风阀、所述第二风阀、所述第三风阀以及所述至少一个风机；

其中，所述第一风道的出风端口与所述第二风道的出风端口分别与所述第三风道的进风端口连通。

2.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述第一过滤装置采用物理性过滤材料，所述第一过滤装置包括粗效过滤器、中效过滤器以及高效过滤器中的一个或多个。

3.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述第二过滤装置采用物理性过滤材料，所述第二过滤装置包括粗效过滤器、中效过滤器以及高效过滤器中的一个或多个。

4.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述吸附装置采用吸附性材料和/或吸收性溶液。

5.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述净化装置采用空气离子或负离子或静电或者二氧化钛光触媒的净化装置。

6.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述送风机构还包括设置在所述第三风道中的消音箱，所述消音箱设置在所述第三风道的进风端口处。

7.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述送风机构还包括设置在所述第三风道中的温度调节装置，所述温度调节装置设置在所述吸附装置的进风侧，所述温度调节装置为热交换器或直接蒸发式热泵装置或风机盘管装置。

8.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述吸排气机构包括两台风机，其中一台风机设置在所述第一风道的出风端口处，另外一台风机设置在所述第二风道的出风端口处。

9.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述吸排气机构包括一台风机，所述风机设置在所述第三风道的进风端口处。

10.根据权利要求1所述的空调、净化装置，其特征在于，所述第一风道的出风端口和所述第二风道的出风端口分别连通至一空气混合腔室，所述空气混合腔室连通至所述第三风道的进风端口。