CN106225069A - 空气净化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气净化装置和方法。本发明的空气净化装置包括空气净化装置本体、换热单元、新风进口、新风出口、第一动力单元、第一净化单元、第二净化单元、排风进口、排风出口和第二动力单元，其能够将室外空气经过有效过滤后向室内输送新鲜洁净的空气，同时将室内的污浊空气强制排出，从而使室内空气洁净而新鲜。

Description

空气净化装置及方法
技术领域
本发明涉及一种空气净化装置及方法。
背景技术
空气污染已成为影响人类健康的最大危害之一。人的一生中大约有80％～90％的时间在室内度过。因此，室内空气质量直接影响人们的身体健康。为了改善室内空气质量，室内空气净化技术已经在世界范围内得到广泛应用。室内空气净化器能够有效去除室内颗粒物、微生物和VOCs，杀菌消毒及释放负氧离子，从而改善和提高室内空气品质。
然而，如果从家庭呼吸环境的健康化，立体化，科学性，持续性角度来看的话，单纯净化pm2.5，或者辅助以除甲醛，除异味等功能的室内空气净化器有很大的局限性，其只能短时间改善室内空气，而不能彻底的室内空间的空气质量，这是由室内空气净化器自身的工作原理和其天然的内循环缺陷造成的。在人员密集的场所，例如商场、医院、火车站、幼儿园、学校等，由于人员相对集中，再加上通风不足、湿度太高，各类病菌极易滋生和传播，且空气中二氧化碳含量较高，影响身体健康。特别是在幼儿园、学校，由于儿童免疫力相对较低，教室里儿童咳嗽、打喷嚏产生的大量病菌将累积传播，便会出现一人生病、多人被感染的情况，每年的3-4月都是校园流行性疾病的高发期；空气中二氧化碳含量长期过高也将导致学生大脑供氧不足而影响学习效率。这就需要一种能够通风换气、又能净化pm2.5、同时具有除菌功能的空气净化装置。
CN203899324U公开了一种空气净化系统，包括新风风机、循环风风机、第一初效过滤装置、第二初效过滤装置和第三净化装置；所述新风风机和循环风风机的出风口均与所述第三净化装置的进风口相连通。该系统通过在所述新风风机和循环风风机后设置共用的第三净化装置，能分别或同时对所述新风风机和循环风风机净化后的空气进行再次净化，使所述空气净化系统具有多个工作模式，从而有效地提高了室内空气的净化速度和净化效果。但是，上述空气净化系统的新风管道与循环空气管道不是独立设置，并且没有热交换，因而空气净化和节能效果一般。
CN104456734A公开了一种新风式空气净化机，包括空气净化机本体，所述空气净化机本体的一侧设置有回风口，所述空气净化机本体的另一侧设置有出风口，所述空气净化机本体的内侧设置有净化装置，所述空气净化机本体的内侧设置有风机，所述空气净化机本体的一侧还设置有新风入口；所述空气净化机本体的内侧还设置有B风机；所述空气净化机本体的一侧还设置有B出风口；设置与所述空气净化机本体相连通的送风管、B送风管和室外进风管，其中，所述风机的出风侧与所述出风口、所述送风管依次相连通；所述B风机的出风侧与所述B出风口、所述B送风管依次相连通；所述室外进风管与所述新风入口相连通。上述空气净化机提升了空气净化机的净化效率，并向室内补充了新风，但是新风管道与室内污浊的空气管道也不是独立设置，并且没有热交换，因而空气净化和节能效果也一般。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气净化装置，其能够将室外空气经过有效过滤后向室内输送新鲜洁净的空气，同时将室内的污浊空气强制排出，从而使室内空气洁净而新鲜。本发明的另一目的在于提供采用上述空气净化装置进行空气净化的方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
本发明提供一种空气净化装置，其包括：
空气净化装置本体，其内部被分隔成新风通道和室内空气通道，所述的新风通道和所述的室内空气通道独立设置以保证新风和室内空气之间相互不接触；
换热单元，其位于所述新风净化装置本体的中部，并设置在所述的新风通道和所述的室内空气通道之间，用于新风与室内空气之间进行热交换；
新风进口，其位于所述新风通道的一端，且与所述新风通道相连通；
新风出口，其位于所述新风通道的另一端，且与所述新风通道连通；
第一净化单元，其位于所述新风通道内，并设置在所述新风进口与所述换热单元之间，其用于将来自所述新风进口的新风进行第一级净化；
第一动力单元，其位于所述新风通道内，并设置在所述换热单元与所述新风出口之间；
第二净化单元，其位于所述新风通道内，并设置在所述第一动力单元与所述新风出口之间，其用于将来自所述新风进口的新风进行第二级净化；
排风进口，其位于所述室内空气通道的一端，且与所述室内空气通道相连通；
排风出口，其位于所述室内空气通道的另一端，且与所述室内空气通道相连通；
第二动力单元，其位于所述室内空气通道内，并设置在所述排风进口与所述排风出口之间；
其中，所述的第一净化单元包括沿新风流动方向依次设置的初效滤网和活性炭滤网，所述初效滤网用于过滤新风中粒径为5μm以上的灰尘和悬浮物；所述活性炭滤网用于脱除新风中的异味，并去除有害气体。
根据本发明的装置，优选地，所述的第一动力单元和第二动力单元均为离心风机。
根据本发明的装置，优选地，所述的第一净化单元还包括静电集尘灭菌单元，所述静电集尘灭菌单元设置于所述活性炭滤网与所述换热单元之间，其用于捕捉新风中的污染物微粒，并杀灭细菌和病毒。
根据本发明的装置，优选地，所述的静电集尘灭菌单元包括电离区和集尘区；所述电离区可以使新风中的污染物微粒荷电，并且杀灭细菌和病毒；所述集尘区用于收集荷电的污染物微粒，并收集被杀灭的细菌和病毒。
根据本发明的装置，优选地，所述第二净化单元包括高效滤网，用于除去新风中粒径为0.3μm以上的微粒。
根据本发明的装置，优选地，所述第二动力单元设置在所述换热单元与所述排风出口之间。
本发明还提供采用上述装置进行空气净化的方法，包括：
在第一动力单元提供的动力作用下，室外的新风通过新风进口进入新风通道内，经过第一净化单元的初效滤网和活性炭滤网进行第一级净化后，通过换热单元与室内空气进行热交换，再经过第二净化单元进行第二级净化后，从新风出口被导入室内；和
在第二动力单元提供的动力作用下，室内的空气通过排风进口进入室内空气通道，通过换热单元与新风进行热交换，再从排风出口被导出室外。
根据本发明的方法，优选地，所述第一级净化包括除去新风中粒径为5μm以上的灰尘和悬浮物，然后脱除新风中的异味和有害气体。
根据本发明的方法，优选地，所述第一级净化还包括捕捉新风中的污染物微粒并杀灭细菌和病毒。
根据本发明的方法，优选地，所述第二级净化包括除去新风中粒径为0.3μm以上的微粒。
本发明将新风通道和室内空气通道独立设置，避免二者混合。由此，本发明的新风净化装置可以较好地净化室外空气(新风)并输送至室内，并把室内空气(例如，污浊空气)强制排出，让室内始终充满含氧量充足的洁净空气。本发明的新风净化装置将新风和室内空气换热，从而节能效果良好。
附图说明
图1为实施例1的空气净化装置的新风通道的结构示意图。
图2为实施例1的空气净化装置的室内空气通道的结构示意图。
附图标记说明如下：
1-新风进口，2-初效滤网，3-活性炭滤网，4-静电集尘灭菌单元，5-换热单元，6-第一动力单元，7-高效滤网，8-新风出口，9-排风进口，10-第二动力单元，11-排风出口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
＜空气净化装置＞
本发明的空气净化装置包括空气净化装置本体、换热单元、新风进口、新风出口、第一动力单元、第一净化单元、第二净化单元、排风进口、排风出口和第二动力单元。
本发明的空气净化装置本体的内部被分隔成新风通道和室内空气通道，所述的新风通道和所述的室内空气通道独立设置以保证新风和室内空气之间相互不接触。
本发明的换热单元位于新风净化装置本体的中部，并设置在所述的新风通道和所述的室内空气通道之间，用于新风与室内空气之间进行间接热交换。例如，在冬天有暖气的房间内，温暖的室内空气与冰冷的新风进行热交换以提高新风温度，从而保证室内温度以节约能源。又如，在夏天有空调的房间内，凉快的室内空气与湿热的新风进行热交换以降低新风的温度和湿度，从而保证室内温度和湿度以节约能源。本发明的换热单元可以采用高效换热器，例如列管式换热器或板式换热器。
本发明的新风进口位于所述新风通道的一端，并与所述新风通道连通，用于将室外的新风导入新风通道。新风出口位于所述新风通道的另一端，并与所述新风通道连通，用于将来自新风通道的新风导出至室内。
本发明的第一净化单元位于所述新风通道内，并设置在所述新风进口与所述换热单元之间，用于将来自所述新风进口的新风进行第一级净化。根据本发明的一个具体实施方式，所述的第一净化单元包括沿新风流动方向依次排布的初效滤网和活性炭滤网。根据本发明的另一个具体实施方式，所述的第一净化单元包括沿新风流动方向依次布置的初效滤网、活性炭滤网和静电集尘灭菌单元。所述的初效滤网用于过滤新风中粒径为5μm以上的灰尘和悬浮物。初效滤网可以为板式初效滤网、折叠式初效滤网或袋式初效滤网；其外框材料有纸框、铝框或镀锌铁框；其过滤材料有无纺布、尼龙网或金属孔网等。所述的活性炭滤网又称活性炭过滤网，其用于脱除新风中的异味，并去除有害气体。活性炭滤网采用通孔结构的铝蜂窝、塑料蜂窝或纸蜂窝为载体。本发明的异味包括但不限于臭味等。有害气体包括但不限于甲苯、二甲苯、苯类、酚类、酯类、醛类、二氧化硫和氮氧化物。所述的初效滤网和活性炭滤网均为可拆卸设置，以方便更换。所述初效滤网与活性炭滤网可以设置为直接接触，也可以设置为非直接接触，即二者之间相距一段距离。优选地，所述初效滤网与所述活性炭滤网之间为非直接接触。本发明的静电集尘灭菌单元用于捕捉新风中的污染物微粒，并杀灭细菌和病毒。该静电集尘灭菌单元可以为常用的静电除尘器，其利用高压电场使气体发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。根据本发明的一个具体实施方式，静电集尘灭菌单元包括电离区和集尘区，所述电离区可以使新风中的污染物微粒荷电和杀灭细菌和病毒，所述集尘区用于收集荷电的污染物微粒以及被杀灭的细菌和病毒。在本发明的静电集尘灭菌单元中，高压直流电源产生高压静电场，形成电晕放电。电离区使空气中的微粒荷电后以高效方式捕捉空气中的污染物；荷电的微粒到达集尘区后被吸附在极性相反的集尘板上；同时，静电钨丝释放6000伏高压静电，能瞬间完全杀灭寄附在灰尘上的细菌和病毒。经过第一净化单元的净化后的新风相对洁净，不会对设置于新风通道内的换热单元和第一动力单元造成污染。
本发明的第一动力单元位于所述新风通道内，并设置在所述换热单元与所述新风出口之间。第一动力单元是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的设备。优选地，所述的第一动力单元均为离心风机；其由机壳、主轴、叶轮、轴承传动机构及电机等组成。具体的结构可以采用本领域已知的那些。在第一动力单元的作用下，来自室外的新风通过新风通道被导入室内。
本发明的第二净化单元位于所述新风通道内，并设置在所述第一动力单元与所述新风出口之间，其用于将来自所述新风进口的新风进行第二级净化。根据本发明的一个实施方式，所述第二净化单元包括高效滤网。本发明的高效滤网对于新风中粒径为0.3微米以上的微粒的去除效率可达99.97％以上，能够有效去除烟雾、灰尘、细菌等污染物。本发明的高效滤网可以采用聚丙烯滤纸、玻璃纤维、复合聚丙烯-涤纶滤纸、熔喷涤纶无纺布或熔喷玻璃纤维。经过所述第二净化单元净化后的新风含氧量高，经过换热后温度更适宜，而且十分洁净，这样的洁净新风通过新风出口被导出至室内。
本发明的第一动力单元设置于所述第一净化单元和第二净化单元之间，且换热单元设置于所述第一净化单元与第一动力单元之间，使得室外新风经过第一净化单元进行初步净化后，再进行换热，避免了换热单元被污染和堵塞；第二净化单元紧邻第一动力单元，将经过初步净化和换热后的新风进行深度净化，且能够保证新风的洁净和新鲜，同时第一动力单元的阻力适中，有利于第一动力单元的使用寿命的延长。
本发明的排风进口位于室内空气通道的一端，并与所述室内空气通道连通，用于将室内的空气导入室内空气通道中。排风出口位于所述室内空气通道的另一端，并与室内空气通道连通，用于将来自室内空气通道的空气导出至室外。
本发明的第二动力单元位于所述室内空气通道内，并设置在所述排风进口与所述排风出口之间。优选地，所述第二动力单元设置在所述换热单元与所述排风出口之间。第二动力单元是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的机械设备。优选地，所述的第二动力单元均为离心风机；其第二动力单元由机壳、主轴、叶轮、轴承传动机构及电机等组成。具体的结构可以采用本领域已知的那些。
＜空气净化方法＞
本发明采用上述空气净化装置进行空气净化方法包括：在第一动力单元提供的动力作用下，室外的新风通过新风进口进入新风通道内，经过第一净化单元进行第一级净化后，然后通过换热单元与室内空气进行热交换，再经过第二净化单元进行第二级净化，从新风出口被导入室内；在第二动力单元提供的动力作用下，室内的空气通过排风进口进入室内空气通道，通过换热单元与新风进行热交换，再从排风出口被导出室外。这样可以充分实现室内空气的净化。
本发明的空气净化方法中，所述第一级净化包括将室外新风除去粒径为5μm以上的灰尘和悬浮物、脱除新风中的异味和有害气体。优选地，所述第一级净化还包括捕捉新风中的污染物微粒并杀灭细菌和病毒。所述第二级净化包括除去新风中粒径为0.3μm以上的微粒，从而除去烟雾、灰尘以及细菌等室内污染物。
通过本发明的空气净化方法，本发明的新风净化装置可以将室外的新风进行净化后输送至室内，使得进入室内的新风不仅洁净，含氧量充足，而且由于经过了换热，温度更适宜；本发明的空气净化方法同时把室内的空气强制排出，实现空气循环。
实施例1
如图1和图2所示，本发明的空气净化装置包括空气净化装置本体、换热单元5、新风进口1、新风出口8、第一动力单元6、第一净化单元、第二净化单元、排风进口9、排风出口11和第二动力单元10。空气净化装置本体的内部被分隔成独立的新风通道和室内空气通道。换热单元5位于新风净化装置本体的中部，并设置在新风通道和室内空气通道之间，用于新风与室内空气之间进行间接热交换。本实施例为列管式换热器。新风进口1位于新风通道的一端，并与新风通道连通，用于将室外的新风导入新风通道；新风出口8位于新风通道的另一端，并与所述新风通道连通，用于将来自新风通道的新风导出至室内。第一净化单元位于新风通道内，并设置在新风进口1与换热单元5之间，用于将来自新风进口1的新风进行第一级净化。第一净化单元包括沿新风流动方向依次排布的初效滤网2、活性炭滤网3和静电集尘灭菌单元4，初效滤网2与活性炭滤网3为非直接接触。第一动力单元6位于新风通道内，并设置在换热单元5与新风出口8之间。本实施例的第一动力单元6为变频离心风机。第二净化单元位于新风通道内，并设置在第一动力单元6与新风出口8之间，用于将来自新风进口1的新风进行第二级净化。本实施例中，第二净化单元仅包括高效滤网7。排风进口9位于室内空气通道的一端，并与室内空气通道连通，用于将室内的空气导入室内空气通道中；排风出口11位于室内空气通道的另一端，并与室内空气通道连通，用于将来自室内空气通道的空气导出至室外。第二动力单元10位于室内空气通道内，并设置在换热单元5与排风出口11之间。本实施例的第二动力单元10为变频离心风机。
以下介绍采用本发明的空气净化装置进行空气净化的方法。在第一动力单元6提供的动力作用下，室外的新风通过新风进口1进入新风通道内，经过第一净化单元的初效滤网2、活性炭滤网3和静电集尘灭菌单元4进行第一级净化，从而除去粒径为5μm以上的灰尘和悬浮物、脱除新风中的异味和有害气体，并捕捉新风中的污染物微粒并杀灭细菌和病毒，然后通过换热单元5与室内空气进行热交换，再经过第二净化单元的高效滤网7进行第二级净化，从而除去新风中粒径为0.3μm以上的微粒，然后从新风出口8被导入室内；同时，在第二动力单元10提供的动力作用下，室内的空气通过排风进口9进入室内空气通道，通过换热单元5与新风进行热交换，再从排风出口11被导出室外，从而实现室内空气的净化，并保持气压稳定。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置包括：
空气净化装置本体，其内部被分隔成新风通道和室内空气通道，所述的新风通道和所述的室内空气通道独立设置以保证新风和室内空气之间相互不接触；
换热单元，其位于所述新风净化装置本体的中部，并设置在所述的新风通道和所述的室内空气通道之间，用于新风与室内空气之间进行热交换；
新风进口，其位于所述新风通道的一端，且与所述新风通道相连通；
新风出口，其位于所述新风通道的另一端，且与所述新风通道连通；
第一净化单元，其位于所述新风通道内，并设置在所述新风进口与所述换热单元之间，其用于将来自所述新风进口的新风进行第一级净化；
第一动力单元，其位于所述新风通道内，并设置在所述换热单元与所述新风出口之间；
第二净化单元，其位于所述新风通道内，并设置在所述第一动力单元与所述新风出口之间，其用于将来自所述新风进口的新风进行第二级净化；
排风进口，其位于所述室内空气通道的一端，且与所述室内空气通道相连通；
排风出口，其位于所述室内空气通道的另一端，且与所述室内空气通道相连通；和
第二动力单元，其位于所述室内空气通道内，并设置在所述排风进口与所述排风出口之间；
其中，所述的第一净化单元包括沿新风流动方向依次设置的初效滤网和活性炭滤网，所述初效滤网用于过滤新风中粒径为5μm以上的灰尘和悬浮物；所述活性炭滤网用于脱除新风中的异味，并去除有害气体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第一动力单元和第二动力单元均为离心风机。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第一净化单元还包括静电集尘灭菌单元，所述静电集尘灭菌单元设置于所述活性炭滤网与所述换热单元之间，其用于捕捉新风中的污染物微粒，并杀灭细菌和病毒。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的静电集尘灭菌单元包括电离区和集尘区；所述电离区可以使新风中的污染物微粒荷电，并且杀灭细菌和病毒；所述集尘区用于收集荷电的污染物微粒，并收集被杀灭的细菌和病毒。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二净化单元包括高效滤网，用于除去新风中粒径为0.3μm以上的微粒。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二动力单元设置在所述换热单元与所述排风出口之间。
7.采用权利要求1～6任一项所述的装置进行空气净化的方法，其特征在于，该方法包括：
在第一动力单元提供的动力作用下，室外的新风通过新风进口进入新风通道内，经过第一净化单元的初效滤网和活性炭滤网进行第一级净化后，通过换热单元与室内空气进行热交换，再经过第二净化单元进行第二级净化后，从新风出口被导入室内；和
在第二动力单元提供的动力作用下，室内的空气通过排风进口进入室内空气通道，通过换热单元与新风进行热交换，再从排风出口被导出室外。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一级净化包括除去新风中粒径为5μm以上的灰尘和悬浮物，然后脱除新风中的异味和有害气体。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一级净化还包括捕捉新风中的污染物微粒并杀灭细菌和病毒。
10.根据权利要求7～9任一项所述的方法，其特征在于，所述第二级净化包括除去新风中粒径为0.3μm以上的微粒。
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