CN107213735B - 一种空气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气净化设备技术领域，具体涉及一种空气净化系统。本发明提供的空气净化系统内设有水洗过滤单元，通过水洗过滤单元过滤与水溶液水洗吸收相结合的方法，首先去除空气中的颗粒型污染物和可与水洗溶液中溶剂发生化学反应或可溶于水的污染物，同时水洗溶液还可以冲洗去除过滤网上附着的固体物质，延长过滤网的使用寿命，降低消耗性材料的用量，通过加热器对气流进行加热，高温灭菌去除空气中的细菌、病毒等微生物，并通过换热器回收热量，降低系统的能耗；利用催化氧化单元来提高化学反应速率，使空气中的各种有机污染物跨素氧化，转换为不具有危害性的物质，从而实现污染物的广谱净化能力，并减少过滤器等消耗性材料的损耗。

Description

一种空气净化系统
技术领域
本发明涉及空气净化设备技术领域，具体涉及一种空气净化系统。
背景技术
密闭环境内的空气质量会随着内部设备的持续运行或人员的活动，各种有害气体得到逐渐积累，最后达到无法维持内部设备或人员正常工作的状态，对密封环境内的空气进行循环净化，是目前空气净化器产品开发的重要方向之一。目前市场上常见的空气净化器，一般存在以下不足：一是净化器内的消耗性材料使用较多，存在消耗品更换频繁，维护成本高的问题，二是系统对常规污染物、如颗粒物或者甲醛具有一定的去除净化效果，但对各种污染物同时去除的能力较弱。
发明内容
(一)本发明要解决的技术问题是：现有的空气净化器存在消耗性材料用量大，消耗品更换频繁，维护成本高，系统对各种污染物同时去除的能力较弱，污染物种类净化范围窄的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空气净化系统，包括依次连接的空气质量检测单元、水洗过滤单元、风机和催化氧化单元，所述水洗过滤单元的一端通过进风管与进风端连通，另一端与所述风机的进风口相连，所述空气质量检测单元设于所述进风管上，所述风机的出风口与所述催化氧化单元相连，所述催化氧化单元与出风端连通。
本发明的有益效果：
本发明提供的空气净化系统包括依次连接的空气质量检测单元、水洗过滤单元、风机和催化氧化单元，所述水洗过滤单元的一端通过进风管与进风端连通，另一端与所述风机的进风口相连，所述空气质量检测单元设于所述进风管上，所述风机的出风口与所述催化氧化单元相连，所述催化氧化单元与出风端连通。通过空气质量检测单元来检测室内空气的质量，然后来控制整个系统的工作，与传统的空气净化器相比，本申请具有如下优点：
(1)通过过滤与水溶液水洗吸收相结合的方法，首先去除空气中的颗粒型污染物和可与水洗溶液中溶剂发生化学反应或可溶于水的污染物，同时水洗溶液还可以冲洗去除过滤网上附着的固体物质，延长过滤网的使用寿命，降低消耗性材料的用量，解决传统空气净化器消耗性材料用量大的问题。
(2)通过加热器对气流进行加热，高温灭菌去除空气中的细菌、病毒等微生物，并通过换热器回收热量，降低系统的能耗。
(3)通过催化剂促进化学反应速率的方法，使空气中的各种有机污染物和空气中的氧气快速发生化学反应，将有机物转化为CO2和H2O等不具有危害性的物质，从而实现污染物的广谱净化能力，并实现减少过滤器等消耗性材料用量大的目的。
进一步地，所述进风端包括室内进风口和室外进风口，所述室内进风口与三通换向阀的第一入口相连，所述室外进风口与所述三通换向阀的第二入口相连，所述三通换向阀的出口通过进风管与所述水洗过滤单元相连。
进一步地，所述水洗过滤单元包括水洗过滤净化器、洗涤剂储箱、水溶液储箱和循环水泵，所述水洗过滤净化器上设有第一进风口、第一出风口、第一进水口和第一出水口，所述进风管与所述第一进风口连通，所述风机的进风口与所述第一出风口连通，所述洗涤剂储箱通过第一管路与所述第一进水口连通，所述第一管路上设有第一电磁阀，所述循环水泵的出口通过第三管路与所述第一进水口连通，所述水洗过滤净化器内的液体通过所述第一出水口排入所述水溶液储箱内。
进一步地，所述水溶液储箱的中下部设有循环水出口，所述循环水出口通过第二管路与所述循环水泵的入口连通，所述水溶液储箱的底部设置有污水排放口，所述污水排放口通过第四管路与室外污水排口连通，所述第四管路上设置有第二电磁阀，所述循环水泵入口通过第五管路与室外补水口连通，所述第五管路上设置有第三电磁阀。
进一步地，所述水洗过滤单元还包括第一液位传感器和第二液位传感器，所述第一液位传感器与所述水溶液储箱的上部相连，所述第二液位传感器连接在所述水溶液储箱的下部。
进一步地，所述水溶液储箱为上端开口结构，且所述水溶液储箱的开口端位于所述第一出水口的下侧。
进一步地，所述催化氧化单元包括换热器、加热器和催化反应器，所述换热器内设有热流体通道和冷流体通道，所述风机的出风口与所述冷流体通道的入口连通，所述冷流体通道的出口与所述加热器入口连通，所述加热器的出口通过第六管道与所述催化反应器的入口连通，所述催化反应器的出口与所述热流体通道的入口连通，所述热流体通道的出口与所述出风端连通。
进一步地，所述出风端包括出口过滤器和净化气体出口，所述热流体通道的出口通过所述出口过滤器与所述净化气体出口连通。
进一步地，所述第六管道上设有温度传感器。
进一步地，所述空气质量检测单元包括分别设置在所述进风管上的甲醛传感器和PM2.5传感器
附图说明
本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请中所述空气净化系统的示意图；
其中图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1、室内进风口，2、室外进风口，3、风机，4、三通换向阀，5、进风管，51、甲醛传感器，52、PM2.5传感器，6、水洗过滤净化器，7、洗涤剂储箱，8、循环水泵，9、第一管路，91、第一电磁阀，10、第三管路，11、水溶液储箱，111、循环水出口，112、第二管路，113、污水排放口，114、第四管路，115、室外污水排口，116、第二电磁阀，117、第五管路，118、室外补水口，119、第三电磁阀，12、第一液位传感器，13、第二液位传感器，14、换热器，15、加热器、16、催化反应器，17、第六管道，171、温度传感器，18、出口过滤器，19、净化气体出口。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，本发明提供了一种空气净化系统包括依次连接的空气质量检测单元、水洗过滤单元、风机3和催化氧化单元，所述水洗过滤单元的一端通过进风管5与进风端连通，另一端与所述风机3的进风口相连，所述空气质量检测单元设于所述进风管5上，所述风机3的出风口与所述催化氧化单元相连，所述催化氧化单元与出风端连通。
本发明提供的空气净化系统，通过空气质量检测单元来检测室内空气的质量，然后来控制整个系统的工作，其中系统内设有水洗过滤单元，通过水洗过滤单元过滤与水溶液水洗吸收相结合的方法，首先去除空气中的颗粒型污染物和可与水洗溶液中溶剂发生化学反应或可溶于水的污染物，同时水洗溶液还可以冲洗去除过滤网上附着的固体物质，延长过滤网的使用寿命，降低消耗性材料的用量，解决传统空气净化器消耗性材料用量大的问题。另外催化反应单元包括设有加热器15、换热器14和催化反应器16，通过加热器15对气流进行加热，高温灭菌去除空气中的细菌、病毒等微生物，并通过换热器14回收热量，降低系统的能耗；通过催化反应器16利用催化剂促进化学反应速率的方法，使空气中的各种有机污染物和空气中的氧气快速发生化学反应，将有机物转化为CO2和H2O等不具有危害性的物质，从而实现污染物的广谱净化能力，并实现减少过滤器等消耗性材料用量大的目的。
其中如图1所示，整个所述空气净化系统的进风端具有两个进风口，一个是室内进风口1，另外一个是室外进风口2，这样整个系统就具有两种工作模式，其中所述室内进风口1与三通换向阀4的第一入口相连，所述室外进风口2与所述三通换向阀的第二入口相连，所述三通换向阀的出口通过进风管5与所述水洗过滤单元相连；当所述三通换向阀4的第一入口处于导通，而第二入口处于关闭状态时，室内空气经过第一入口进入三通换向阀，然后通过三通换向阀的出口、进风管5进入到水洗过滤单元内，在水洗过滤单元内经过初级净化处理(即去除空气中的颗粒型污染物和可与水洗溶液中溶剂发生化学反应或可溶于水的污染物)后流入风机3，然后在风机3的驱动下进入催化氧化单元内，在催化氧化单元内经过高温灭菌去除空气中的细菌、病毒等微生物，同时利用催化反应器16加快化学反应速率，使空气中的有机污染物与烟气快速发生化学反应，将空气中的有机物转化成二氧化碳和水等不具有危害性的物质，经过催化氧化单元后的空气从整个空气净化系统的出风端排向室内。其中当空气质量检测单元检测室内空气质量已经达标时整个空气净化系统将会停止工作。当所述三通换向阀4的第二入口处于导通状态时，此时为室外室内空气换风净化模式，此时室外空气在风机3的驱动下通过三通换向阀和进风管5进入所述水洗过滤单元内，然后按照上述室内空气的净化过程完成净化处理并注入室内，最终完成室外、室内空气的置换与净化。
优选地，如图1所示，所述水洗过滤单元包括水洗过滤净化器6、洗涤剂储箱7、水溶液储箱11和循环水泵8，所述水洗过滤净化器6上设有第一进风口、第一出风口、第一进水口和第一出水口，所述进风管5与所述第一进风口连通，所述风机3的进风口与所述第一出风口连通，所述洗涤剂储箱通过第一管路9与所述第一进水口连通，所述第一管路9上设有第一电磁阀91，所述循环水泵8的出口通过第三管路10与所述第一进水口连通，所述水洗过滤净化器6内的液体通过所述第一出水口排入所述水溶液储箱11内。
这样室内空气或者室外空气通过进气管进入所述水洗过滤净化器6内，所述水洗过滤净化器6内设有滤网，通过滤网来过滤空气中的颗粒型污染物，同时所述循环水泵8通过第三管路10与所述水洗过滤净化器6的第一进水口相连，向所述水洗过滤净化器6内提供水，并且所述洗涤剂储箱7通过第一管路9与所述水洗过滤净化器6内提供洗涤剂，所述洗涤剂与水混合，使空气中的溶于水的或者可与洗涤剂发生化学反应的污染物溶于洗涤剂和水化合后的溶液内，然后通过水洗过滤净化器6上的第一出水口排入所述水溶液水箱内，实现对空气的初步净化；其中在所述第一管路9上设有第一电磁阀91，通过第一电磁阀91来控制洗涤剂储箱7向水洗过滤净化器6内输出洗涤剂，当然也可以通过其他开关来控制是否向洗涤剂储箱7内输送洗涤剂以及输送洗涤剂的数量等，同样能够实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，应属于本发明的保护范围。
如图1所示，所述水溶液储箱11的中下部设有循环水出口111，所述循环水出口111通过第二管路112与所述循环水泵8的入口连通，所述水溶液储箱11的底部设置有污水排放口113，所述污水排放口113通过第四管路114与室外污水排口115连通，所述第四管路114上设置有第二电磁阀116，所述循环水泵8入口通过第五管路117与室外补水口118连通，所述第五管路117上设置有第三电磁阀119，所述水溶液储箱11为上端开口结构，且所述水溶液储箱11的开口端位于所述第一出水口的下侧；这样在工作时，水循环水泵8驱动水进入水洗过滤净化器6中，在水洗过滤净化器6内水溶液首先对空气进行水洗，然后再对水洗过滤净化器6内的过滤网进行冲洗，其中所述循环水泵8可以是通过室外补水口118向水洗过滤净化器6内加水，也可以是利用水溶液储箱11内的水循环向水洗过滤净化器6内加水；其中所述水洗过滤单元还包括第一液位传感器12和第二液位传感器13，所述第一液位传感器12与所述水溶液储箱11的上部相连，所述第二液位传感器13连接在所述水溶液储箱11的下部；这样在具体工作时，水溶液储箱11内的水在循环水泵8的驱动下进入水洗过滤净化器6，在水洗过滤净化器6内水溶液首先对空气进行水洗，然后再对水洗过滤净化器6内的过滤网进行冲洗，最后水溶液在重力作用下流出水洗过滤净化器6，重新回到水溶液储箱11内；在系统工作一段时间后，所述第四管路114上的第二电磁阀116打开，水溶液储箱11内的污水在重力作用下，通过污水排放口113沿第四管路114排出室内密闭环境，当水溶液储箱11内的第一液位传感器12报警时表示污水已被排空，此时第二电磁阀116关闭，第三电磁阀119打开，室外水源通过室外补水口118输入至水溶液储箱11，当第二液位传感器13报警时表示水溶液储箱11已经被注满，第三电磁阀119关闭，然后第一电磁阀91打开，洗涤剂储箱内的洗涤液在重力作用下，通过第一管路9流入水洗过滤净化器6，并与循环水泵8注入水洗过滤净化器6的水混合，形成具有净化功能的水洗溶液，然后再流回水溶液储箱11继续参与空气净化处理流程。
优选地，如图1所示所述催化氧化单元包括换热器14、加热器15和催化反应器16，所述换热器14内设有热流体通道和冷流体通道，所述风机3的出风口与所述冷流体通道的入口连通，所述冷流体通道的出口与所述加热器15入口连通，所述加热器15的出口通过第六管道17与所述催化反应器16的入口连通，所述催化反应器16的出口与所述热流体通道的入口连通，所述热流体通道的出口与所述出风端连通；经过所述水洗过滤净化器6进行初步净化后的空气通过风机3的驱动进入所述换热器14的冷流体通道入口，然后通过冷流体通道的出口进入所述加热器15内，通过加热器15加热高温灭菌去除空气中的细菌、病毒等微生物，经过加热后的气体进入催化反应器16内，在所述催化反应器16内与催化剂进行氧化还原反应，将有机物转化为CO2和H2O等不具有危害性的物质，从而实现污染物的广谱净化能力，并实现减少过滤器等消耗性材料用量大的目的，经过催化反应器16发生氧化还原反应后的空气进入所述换热器14内的热流体通道内，此时空气为热空气与冷流体通道内的经过水洗过滤后的冷空气进行热交换，经过换热器14回收热量，降低系统的能耗；在换热器14内经过换热后的热流体通道内的空气通过出风端排入室内，此时进入室内的空气为经过净化后的空气。
其中在本实施例中所述换热器14可以为壳管式换热器14，也可以为其他换热器14，只要能够实现通过换热器14回收热量降低系统能耗的目的，就也能够实现本发明的设计思想，应属于本发明的保护范围。
可选地，所述出风端包括出口过滤器18和净化气体出口19，所述热流体通道的出口通过所述出口过滤器18与所述净化气体出口19连通，通过出口过滤器18能够进一步过滤空气中的颗粒污染物，最大化的净化排入室内的空气，保证空气的清洁度；优选地，所述第六管道17上设有温度传感器171，通过温度传感器171来监控进入催化反应器16内空气的温度，通过温度传感器171检测到的温度信号来控制加热器15的工作状态，进而确保进入催化反应器16内的温度达到要求。
优选地，所述空气质量检测单元包括分别设置在所述进风管5上的甲醛传感器51和PM2.5传感器52，通过甲醛传感器51来检测室内空气中的甲醛浓度，通过PM2.5传感器52来检测室内粉尘的浓度和含量。
下面结合附图1来具体说明本发明提供的空气净化器的工作原理。
当系统处于室内空气循环净化模式时，所述三通换向阀4的第一入口处于导通，而第二入口处于关闭状态，室内空气经过第一入口进入三通换向阀，然后通过三通换向阀的出口、进风管5进入到所述水洗过滤净化器6内，述水洗过滤净化器6内设有滤网，通过滤网来过滤空气中的颗粒型污染物，经过然后经过水洗过滤净化器6的初净级处理后流入风机3，然后在风机3的驱动下进入换热器14，在换热器14内与催化剂反应器的高温出气进行热交换，被换热器14加热的空气进入加热器15进一步升温通过高温环境来去除空气中的细菌、病毒等微生物，然后高温空气流出加热器15进入催化剂反应器，经过反应器催化氧化处理的空气流出反应器进入换热器14降温，然后被降温后的净化空气流出换热器14，经过出口过滤器18处理并排向室内。上述过程中，当甲醛传感器51和PM2.5传感器52监测到进入系统的室内空气质量已达标时系统将停机；当系统切换为室外室内空气换风净化模式时，三通切换阀第二入口和出口导通，室外空气在风机36的驱动下，按照上述室内空气的净化过程完成净化处理并注入室内，最终完成室外、室内空气的置换与净化。
综上所述，本发明提供的空气净化系统，通过空气质量检测单元来检测室内空气的质量，然后来控制整个系统的工作，其中系统内设有水洗过滤单元，通过水洗过滤单元过滤与水溶液水洗吸收相结合的方法，首先去除空气中的颗粒型污染物和可与水洗溶液中溶剂发生化学反应或可溶于水的污染物，同时水洗溶液还可以冲洗去除过滤网上附着的固体物质，延长过滤网的使用寿命，降低消耗性材料的用量，解决传统空气净化器消耗性材料用量大的问题。另外催化反应单元包括设有加热器、换热器和催化反应器，通过加热器对气流进行加热，高温灭菌去除空气中的细菌、病毒等微生物，并通过换热器回收热量，降低系统的能耗；通过催化反应器利用催化剂促进化学反应速率的方法，使空气中的各种有机污染物和空气中的氧气快速发生化学反应，将有机物转化为CO2和H2O等不具有危害性的物质，从而实现污染物的广谱净化能力，并实现减少过滤器等消耗性材料用量大的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空气净化系统，其特征在于：包括依次连接的空气质量检测单元、水洗过滤单元、风机和催化氧化单元，所述水洗过滤单元的一端通过进风管与进风端连通，另一端与所述风机的进风口相连，所述空气质量检测单元设于所述进风管上，所述风机的出风口与所述催化氧化单元相连，所述催化氧化单元与出风端连通；
所述催化氧化单元包括换热器、加热器和催化反应器，所述换热器内设有热流体通道和冷流体通道，所述风机的出风口与所述冷流体通道的入口连通，所述冷流体通道的出口与所述加热器入口连通，所述加热器的出口通过第六管道与所述催化反应器的入口连通，所述催化反应器的出口与所述热流体通道的入口连通，所述热流体通道的出口与所述出风端连通；
所述水洗过滤单元包括水洗过滤净化器、洗涤剂储箱、水溶液储箱和循环水泵，所述水洗过滤净化器上设有第一进风口、第一出风口、第一进水口和第一出水口，所述进风管与所述第一进风口连通，所述风机的进风口与所述第一出风口连通，所述洗涤剂储箱通过第一管路与所述第一进水口连通，所述第一管路上设有第一电磁阀，所述循环水泵的出口通过第三管路与所述第一进水口连通，所述水洗过滤净化器内的液体通过所述第一出水口排入所述水溶液储箱内。
2.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于：所述进风端包括室内进风口和室外进风口，所述室内进风口与三通换向阀的第一入口相连，所述室外进风口与所述三通换向阀的第二入口相连，所述三通换向阀的出口通过进风管与所述水洗过滤单元相连。
3.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于：所述水溶液储箱的中下部设有循环水出口，所述循环水出口通过第二管路与所述循环水泵的入口连通，所述水溶液储箱的底部设置有污水排放口，所述污水排放口通过第四管路与室外污水排口连通，所述第四管路上设置有第二电磁阀，所述循环水泵入口通过第五管路与室外补水口连通，所述第五管路上设置有第三电磁阀。
4.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于：所述水洗过滤单元还包括第一液位传感器和第二液位传感器，所述第一液位传感器与所述水溶液储箱的上部相连，所述第二液位传感器连接在所述水溶液储箱的下部。
5.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于：所述水溶液储箱为上端开口结构，且所述水溶液储箱的开口端位于所述第一出水口的下侧。
6.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于：所述出风端包括出口过滤器和净化气体出口，所述热流体通道的出口通过所述出口过滤器与所述净化气体出口连通。
7.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于：所述第六管道上设有温度传感器。
8.根据权利要求1至7任一项所述的空气净化系统，其特征在于：所述空气质量检测单元包括分别设置在所述进风管上的甲醛传感器和PM2.5传感器。
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