CN108518772A - 一种植物空气净化装置及净化方法 - Google Patents

一种植物空气净化装置及净化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108518772A
CN108518772A CN201810287598.5A CN201810287598A CN108518772A CN 108518772 A CN108518772 A CN 108518772A CN 201810287598 A CN201810287598 A CN 201810287598A CN 108518772 A CN108518772 A CN 108518772A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
carbon dioxide
unit
plant
volatile organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810287598.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108518772B (zh
Inventor
姚尧
黄国和
李永平
安春江
李延峰
郑如秉
陈秀娟
忻夏莹
张鹏
申健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Normal University
Original Assignee
Beijing Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Normal University filed Critical Beijing Normal University
Priority to CN201810287598.5A priority Critical patent/CN108518772B/zh
Publication of CN108518772A publication Critical patent/CN108518772A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108518772B publication Critical patent/CN108518772B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0096—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater combined with domestic apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/175—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using biological materials, plants or microorganisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/64—Airborne particle content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/66—Volatile organic compounds [VOC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/12—Details or features not otherwise provided for transportable
    • F24F2221/125—Details or features not otherwise provided for transportable mounted on wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/18—Details or features not otherwise provided for combined with domestic apparatus

Abstract

本发明公开了属于空气净化技术领域的一种植物空气净化装置及净化方法。该装置为上方内置盆栽植物(2)的透明罩(1)和下方的主机(3)，上下两部分密封连接；主机(3)内从下至上分别设置空气颗粒污染物净化单元(8)、挥发性有机物质净化单元(6)、二氧化碳净化单元(5)，通过物理化学方法高效吸附空气中各种污染物；同时将二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)再生启动后释放的二氧化碳、挥发性有机物质通过第一独立气路(Ⅰ)、第二独立气路(Ⅱ)排入盆栽植物(2)所处密闭空间，刺激植物生长，促进植物对二氧化碳、挥发性有机物质的吸收，实现物理化学方法和植物作用的有效结合，提高室内空气净化效率。

Description

一种植物空气净化装置及净化方法
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，特别涉及一种植物空气净化装置及净化方法。
背景技术
室内空气污染被认为对人体健康会产生十分不利的影响。目前，大部分室内空气净化器对颗粒物与挥发性有机物质的净化功能已较成熟，但仍存在以下技术局限。
首先，对颗粒物与挥发性有机物质的净化的技术手段主要依靠物理化学过程，如过滤、吸附、催化降解等手段。其中，吸附材料的使用不可避免的带来饱和、再生、更换材料等问题；而对有机污染物的催化降解也存在降解不彻底，高耗能等问题。另外，室内二氧化碳浓度偏高也会引起一系列健康问题，如乏力无神、呼吸不畅、工作效率低下等症状。目前对室内二氧化碳浓度的控制主要依靠新风系统，其安装和使用过程中的灵活性远低于空气净化器，而大部分室内空气净化器尚不具备对室内二氧化碳的净化能力。
实验研究表明植物可有效去除空气中的挥发性有机物质、有害气体、颗粒物等，各种盆栽花卉和可食用植物不仅可以净化空气，还能美化环境，产出蔬果。植物空气净化器利用植物与土壤对空气中有害物质进行吸收、吸附、降解以达到净化作用。此外，植物还是天然的二氧化碳净化器，二氧化碳作为植物的主要的代谢底物，能够完全被植物利用，转化为生物质与氧气。然而，植物对污染物的和二氧化碳去除虽然有效，却存在速率低下，无法快速改善室内空气质量的问题。室内空气质量的好坏往往与人类活动的状态密切相关，各类污染物浓度波动较大，变化不一。而空气质量的提高只有在人类在室内活动时才具有意义。因此，若仅依靠植物本身缓慢的净化作用，一方面需要大量植物才能满足要求，另一方面也很难对空气质量的快速波动做出反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物空气净化装置及净化方法，具体技术方案如下：
一种植物空气净化装置为，在密封的透明罩1内放置盆栽植物2，其盆底下方设有主机3，透明罩1与主机3的连接部位完全密封；
照明器12和植物生长环境监测器13放置在透明罩1内的盆栽植物2旁边；
所述主机3内部从下至上依次设有空气颗粒污染物净化单元8、挥发性有机物质净化单元6、二氧化碳净化单元5，其中二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6分别通过第一独立气路Ⅰ、第二独立气路Ⅱ与盆栽植物2所处空间连通；进风口9、进风口监测器15设置在主机3底部，出风口4、出风口监测器14设置在二氧化碳净化单元5上方的主机3壁面上，风机7设置在主机3内部；控制器11固定在主机3内壁上，并通过有线或无线分别连接二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6、风机7、照明器12、植物生长环境监测器13、出风口监测器14、进风口监测器15；
其中，主机3与盆栽植物2底部的接触部分为能吸附空气中颗粒污染物的透气材料。
所述主机3的支撑部件10为滚动的脚轮或电动脚轮，其中电动脚轮与控制器11通过有线或无线连接。
所述二氧化碳净化单元5内置二氧化碳固态吸附剂和吸附剂再生所需元件；所述挥发性有机物质净化单元6中内置挥发性有机物质吸附剂和吸附剂再生所需元件；所述空气颗粒污染物净化单元8内置多层HEPA过滤器。
所述植物生长环境监测器13监测盆栽植物2所处空间的气态二氧化碳浓度、相对湿度、温度和光照强度；
出风口监测器14、进风口监测器15分别监测出风口4、进风口9空气中的气态二氧化碳浓度、挥发性有机物质浓度和颗粒物浓度；
所述控制器11能存储二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6、风机7、照明器12、植物生长环境监测器13、出风口监测器14、进风口监测器15的运行数据，以及各类植物最佳生长条件数据：光照、二氧化碳浓度、湿度或温度。
所述盆栽植物2所处空间内设有喷淋部件16，并通过有线或无线方式连接控制器11。
所述植物空气净化装置的空气净化方法包括：
1)空气在风机7的作用下，通过进风口9进入主机3后，启动二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6吸附，空气则经空气颗粒污染物净化单元8、挥发性有机物质净化单元6、二氧化碳净化单元5分别除去颗粒污染物、挥发性有机物质、二氧化碳后，经出风口4排出，完成室内空气净化；
2)关闭二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6吸附，自进风口9进入的空气则经空气颗粒污染物净化单元8除去颗粒污染物后，直接经出风口4排出；
3)启动二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6再生，经二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6释放的二氧化碳、挥发性有机物质分别通过第一独立气路Ⅰ、第二独立气路Ⅱ进入盆栽植物2所处空间，刺激植物吸收二氧化碳、挥发性有机物质，然后经盆栽植物2底部透气材料、出风口4排出；
所述二氧化碳净化单元5吸附、再生的启动或关闭由控制器11进行控制，具体为：
a.当进风口监测器15监测入口空气中的二氧化碳高于设定值A时，
a.1二氧化碳净化单元5的吸附控制策略：
若二氧化碳净化单元5为吸附未饱和、吸附饱和状态，控制器11分别开启、关闭二氧化碳净化单元5的吸附；
a.2二氧化碳净化单元5的再生控制策略：
若植物生长环境监测器13监测的二氧化碳浓度低于、高于设定值B，控制器11分别开启、关闭二氧化碳净化装置5的再生；
b.当进风口监测器15监测入口空气中的二氧化碳低于设定值A时，
b.1控制器11直接关闭二氧化碳净化单元5的吸附；
b.2二氧化碳净化单元5的再生控制策略同a.2；
c.当风机7风量低于设定值C时，控制策略同b；
控制器11对挥发性有机物质净化单元6的控制策略与二氧化碳净化单元5的控制策略相同。
所述二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6为吸附饱和或未饱和状态，通过出风口监测器14、进风口监测器15的监测数据判断。
所述控制器11根据植物类型、植物生长环境监测器13、进风口监测器15监测数据，调整支撑部件10以选择装置的朝向、位置，调整照明器12的光照强度、时间，喷淋器16的喷淋量、时间。
所述设定值A、为室内适宜的二氧化碳浓度；B为植物正常生长所需最佳二氧化碳浓度；C为保证二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6正常工作所需的最低风量。
所述的植物空气净化装置在温室大棚中的应用，其特征在于，所述透明罩1、盆栽植物2分别更换为大棚、多种植物，主机3和室内通过风管连接。
本发明的有益效果为：
(1)本发明利用控制器对装置中各吸附材料开启和再生、植物照明和喷淋、装置朝向和位置进行精确控制，实现了对室内空气的净化效果、吸附材料再生利用、植物生长的灵活调控；
(2)本发明所述装置通过物理化学方法高效净化室内空气，再通过控制植物所处密闭空间的二氧化碳浓度刺激植物生长，提高植物对被捕集的挥发性有机物质、二氧化碳的去除效率；将物理化学方法与植物作用有机结合在一起，实现了对二氧化碳和挥发性有机物质在分子水平的彻底消除，促进了植物生长，提高了室内空气净化速率，降低了净化废物的产生，美化了景观环境。
附图说明
图1为本发明提供的一种植物空气净化装置结构简图；
标号说明：
1-透明罩、2-盆栽植物、3-主机、4-出风口、5-二氧化碳净化单元、6-挥发性有机物质净化单元、7-风机、8-空气颗粒污染物净化单元、9-进风口、10-支撑部件、11-控制器、12-照明器、13-植物生长环境监测器、14-出风口监测器、15-进风口监测器、16-喷淋部件；Ⅰ-第一独立气路、Ⅱ-第二独立气路。
具体实施方式
本发明提供了一种植物空气净化装置及净化方法，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示一种植物空气净化装置，包括透明罩1、盆栽植物2、主机3、出风口4、二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6、风机7、空气颗粒污染物净化单元8、进风口9、支撑部件10、控制器11、照明器12、植物生长环境监测器13、出风口监测器14、进风口监测器15、喷淋部件16。
其中，盆栽植物2放置在密封的透明罩1内，主机3设置在盆栽植物2盆底下方，盆栽植物2、主机3分别和透明罩1以具有气密性的方式连接，三者形成一个密闭空间；盆栽植物2盆底上与主机3的接触面设计为能够透气的孔状支撑层，并填装能够过滤空气中颗粒污染物的透气材料，使得经盆栽植物2净化后的空气通过该透气材料到达出风口4，排入室内。
盆栽植物2选择室内空气净化效果好的植物，如绿萝、吊兰、芦荟、富贵竹、绿萝、白掌、银皇后等常用室内空气净化的植物；
在透明罩1内的盆栽植物2旁边设有照明器12和植物生长环境监测器13，还可以设置喷淋部件16；其中，植物生长环境监测器13监测盆栽植物2所处空间的气态二氧化碳浓度、相对湿度、温度和光照强度。
进风口9设置在主机3底部，优选底部中心位置；在主机3内部从下至上依次设有空气颗粒污染物净化单元8、挥发性有机物质净化单元6、二氧化碳净化单元5，出风口4位于二氧化碳净化单元5上方的主机3壁面上；风机7固定安装在主机3内部，通过进风口9向主机3内输送空气；除主机3上设计的进风口9、出风口4之外，盆栽植物2、主机3所处空间与外部空间完全隔离不透气。
在进风口9、出风口4位置处的主机3内壁上分别设置进风口监测器15、出风口监测器14，分别监测整个装置进风口9空气、出风口4空气中气态二氧化碳浓度、挥发性有机物质浓度和颗粒物浓度。
二氧化碳净化单元5具有在常温常压下从空气中捕集二氧化碳的能力，以及在可控的再生条件下释放气态二氧化碳的能力，其中捕集二氧化碳的能力包括但不限于溶剂吸收、气体膜分离、金属有机骨架吸附等，再生方式包括但不限于加热、减压、紫外辐照、电场辐照等；二氧化碳净化单元5的能力能够通过内置二氧化碳固态吸附剂和吸附剂再生所需元件实现，其中二氧化碳固态吸附剂为碱金属碳酸盐吸附剂、碱金属碳酸盐复合氧化铝吸附剂或固态胺类吸附剂中的一种或多种，吸附剂再生元件为电加热元件、紫外发光元件或其他再生方式对应的元件。
挥发性有机物质净化单元6具有在常温常压下从空气中捕集挥发性有机物质的能力以及在可控的再生条件下释放和/或降解挥发性有机物质的能力，其中捕集挥发性有机物质的材料为活性炭纤维、活性炭、分子筛、沸石或硅藻土中的一种或多种，再生方式包括但不限于加热、催化氧化、光降解等，对应的再生元件为电加热元件、催化元件、紫外发光元件等；挥发性有机物质净化单元6的能力通过内置挥发性有机物质吸附剂和吸附剂再生所需元件实现。
空气颗粒污染物净化单元8内置在常温常压下能从空气中截留颗粒污染物的材料，如多层HEPA过滤器。
二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6分别通过第一独立气路Ⅰ、第二独立气路Ⅱ与盆栽植物2所处空间联通，使得室内空气只能通过主机3中的第一独立气路Ⅰ、第二独立气路Ⅱ进入透明罩1即盆栽植物2所处空间。当二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6再生开启时，释放的二氧化碳、挥发性有机物质分别通过第一独立气路Ⅰ、第二独立气路Ⅱ进入盆栽植物2所处空间，挥发性有机物质及小分子降解产物被植物及土壤吸收降解，二氧化碳和挥发性有机物质降解产生的水被植物利用，同时刺激植物生长，促进植物对二氧化碳和挥发性有机物质的吸收和利用。
固定在主机3内壁上的控制器11分别通过有线或无线的方式连接二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6、风机7、照明器12、植物生长环境监测器13、出风口监测器14、进风口监测器15、喷淋部件16；并能存储连接部件的运行数据以及各类植物最佳生长条件数据包括但不限于光照、二氧化碳浓度、湿度或温度等。
控制器11根据风机7输送风量，出风口监测器14、进风口监测器15、植物生长环境监测器13监测数据，控制二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6吸附、再生的启动和关闭。控制器11根据所种植物类型、植物生长环境监测器13、进风口监测器15反馈的监测数据，调整照明器12的光照强度和时间、喷淋部件16的喷淋量和时间。
其中，可以通过分别设置气路变换结构或通过其他方式实现二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6内吸附材料与主机3内空气的接触与否，以便于实现控制器11对二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6吸附启动或关闭的控制；二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6再生的启动或关闭具体通过控制器11对内置电加热元件、紫外发光元件等再生元件的控制来实现。
控制器11对照明器12、喷淋部件16的控制策略为：通过植物生长环境检测器13和进风口监测器15的监测结果，综合控制器11内储存各类植物生长所需适宜光照、湿度、二氧化碳浓度等参数，灵活调控照明器12、喷淋部件16的开启或关闭，使植物获得最佳光照强度、时间、湿度、二氧化碳和挥发性有机物质浓度，以促进植物生长，提高光合作用强度，提高植物对二氧化碳、挥发性有机物质的处理效率。
在主机3底部外侧设计支撑部件10，可以为滚动的脚轮或电动脚轮，电动脚轮可以与主机3内的控制器11连接，控制器11根据所种植物类型、植物生长环境监测器13、进风口监测器15反馈数据，通过电动脚轮调整装置所处朝向和空间位置，使植物获得最佳光照强度与时间，促进植物生长，提高光合作用强度；并根据空气污染物浓度、使用者所处位置，调节装置所处位置，降低使用者周围的空气污染，当使用者离开时，调控装置移动至空气污染浓度最高的区域进行处理。
上述所述植物空气净化装置的空气净化方法包括：
1)含有污染物的室内空气在风机7的驱动下，通过进风口9进入主机3后：二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6吸附启动，空气则依次通过空气颗粒污染物净化单元8、挥发性有机物质净化单元6、二氧化碳净化单元5，分别截留颗粒污染物、挥发性有机物质、二氧化碳后，经出风口4排出，完成室内空气净化；
2)二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6吸附关闭，自进风口9进入的空气则经空气颗粒污染物净化单元8除去颗粒污染物后，直接经出风口4排出；
3)二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6再生启动，经二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6释放的二氧化碳、挥发性有机物质分别通过第一独立气路Ⅰ、第二独立气路Ⅱ进入盆栽植物2所处空间，刺激植物吸收二氧化碳、挥发性有机物质，植物排出的气体分别经盆栽植物2底部透气材料、出风口4排出；
所述二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6吸附、再生的启动或关闭通过控制器11控制；其中，控制器11对二氧化碳净化单元5吸附、再生的启动或关闭的控制策略具体为：
a.当进风口监测器15监测入口空气中的二氧化碳高于设定值A时，
a.1二氧化碳净化单元5的吸附控制策略为：若二氧化碳净化单元5为吸附未饱和、吸附饱和状态，控制器11分别开启、关闭二氧化碳净化单元5的吸附；
a.2二氧化碳净化单元5的再生控制策略为：若植物生长环境监测器13监测的二氧化碳浓度低于、高于设定值B，控制器11分别开启、关闭二氧化碳净化装置5的再生；
b.当进风口监测器15监测入口空气中的二氧化碳低于设定值A时，
b.1控制器11直接关闭二氧化碳净化单元5的吸附；
b.2二氧化碳净化单元5的再生控制策略同a.2；
c.当风机7风量低于设定值C时，控制策略同b；
控制器11对挥发性有机物质净化单元6的控制策略与二氧化碳净化单元5的控制策略相同。
二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6为吸附饱和或未饱和状态，具体通过出风口监测器14与进风口监测器15的监测数据即监测到的二氧化碳浓度差、挥发性有机物质浓度差判断：在二氧化碳净化单元5吸附打开的状态下，若出风口监测器14监测的二氧化碳浓度与进风口监测器15监测的二氧化碳浓度之差小于二氧化碳吸附剂正常工作时的最低吸附效率，则二氧化碳净化单元5吸附饱和，反之未饱和；挥发性有机物质净化单元6饱和与否的判断方法同二氧化碳净化单元5。
所述设定值A、为室内适宜的二氧化碳浓度如700ppm；B为植物正常生长所需最佳二氧化碳浓度，具体因植物种类而异；C为保证二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6正常工作所需的最低风量，具体因具体吸附材料或形式设计而异。
实施例1
一种植物空气净化装置，如图1所示，其中盆栽植物2种植红边竹蕉，盆底具有若干小孔；主机3设置在盆栽植物2盆底下方，主机3与盆栽植物2盆底接触面为透气塑料网眼，并安装H11HEPA滤网，用于吸附空气中颗粒污染物；盆栽植物2利用透明罩1罩住以隔绝外部空气，两者连接部分以密封胶密封，透明罩1与主机3采用卡扣连接，连接处设置塑料密封圈；使得盆栽植物2、主机3所处空间完全隔离。
透明罩1内设有照明器12和植物生长环境监测器13。主机3内从下至上依次设有空气颗粒污染物净化单元8、挥发性有机物质净化单元6、二氧化碳净化单元5，主机3底部中心位置设置进风口9、进风口监测器15，主机3内部设置风机7、控制器11，二氧化碳净化单元5上方的主机3壁面上设置出风口4、出风口监测器14，主机3底部外侧设计能滚动的脚轮为支撑部件10。
其中，二氧化碳净化单元5内置固态胺吸收剂、电加热元件与温度感应器；挥发性有机物质净化单元6内置负载纳米二氧化钛微粒的活性炭纤维、电加热元件与紫外发光元件；空气颗粒污染物净化单元8内置预过滤层与H13HEPA高效过滤层。二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6分别通过第一独立气路Ⅰ、第二独立气路Ⅱ与盆栽植物2所处空间联通，并分别设置气路变换结构实现与主机3内空气的接触与否。
主机3内的控制器11分别通过有线或无线的方式连接二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6、风机7、照明器12、植物生长环境监测器13、出风监测器14、进风监测器15。
所述植物空气净化装置启动后，含有污染物的室内空气在风机7的驱动下，通过进风口9进入主机3后，通过控制器11对二氧化碳净化单元5、挥发性有机物质净化单元6吸附和再生的开启、关闭，保持盆栽植物所处的密闭空间的二氧化碳浓度在1400-1500ppm之间，保持盆栽植物所处的密闭空间的挥发性有机物质浓度在2000ppb以下。
空气分别通过空气颗粒污染物净化单元8、挥发性有机物质净化单元6、二氧化碳净化单元5，截留颗粒污染物、挥发性有机物质、二氧化碳后，经出风口4排出，完成室内空气净化；同时，挥发性有机物质净化单元6、二氧化碳净化单元5再生后释放的二氧化碳、挥发性有机物质分别通过第一独立气路Ⅰ、第二独立气路Ⅱ进入盆栽植物2所处空间，刺激植物生长，促进植物对二氧化碳和挥发性有机物质的吸收和利用，然后经盆栽植物2底部透气材料、出风口4排出。
实施例2
与实施例1不同的是，在透明罩1内还安装喷淋部件16，在植物需要灌溉或清洗时，无需将透明罩1打开，灌溉部件16将以卡扣的方式扣于透明罩1顶部，可通过手动或电动喷淋对植物进行灌溉和清洗；其中电动喷淋可以通过控制器11控制。
实施例3
与实施例1不同的是，主机3底部外侧的支撑部件10为电动脚轮，并与控制器11连接，控制器11根据所种植物类型、植物生长环境监测器13、进风口监测器15反馈数据，通过电动脚轮调整装置所处朝向和空间位置，使植物获得最佳光照强度与时间，促进植物生长，提高光合作用强度；并根据空气污染物浓度、使用者所处位置，调节装置所处位置，降低使用者周围的空气污染；当使用者离开时，调控装置移动至空气污染浓度最高的区域进行处理。
实施例4
将实施例1所述装置的尺寸扩大为5×5×2(长×宽×高)米，透明罩1位温室大棚结构，并安装有可供成人出入的门，温室大棚内种植多株不同类型的植物；该温室大棚可放置于室外空地或屋顶平台，主机与室内通过风管连接，进、出风管分别连接主机的进风口与出风口。

Claims (10)

1.一种植物空气净化装置，其特征在于，在密封的透明罩(1)内放置盆栽植物(2)，其盆底下方设有主机(3)，透明罩(1)与主机(3)的连接部位完全密封；
照明器(12)和植物生长环境监测器(13)放置在透明罩(1)内的盆栽植物(2)旁边；
所述主机(3)内部从下至上依次设有空气颗粒污染物净化单元(8)、挥发性有机物质净化单元(6)、二氧化碳净化单元(5)，其中二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)分别通过第一独立气路(Ⅰ)、第二独立气路(Ⅱ)与盆栽植物(2)所处空间连通；进风口(9)、进风口监测器(15)设置在主机(3)底部，出风口(4)、出风口监测器(14)设置在二氧化碳净化单元(5)上方的主机(3)壁面上，风机(7)设置在主机(3)内部；控制器(11)固定在主机(3)内壁上，并通过有线或无线分别连接二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)、风机(7)、照明器(12)、植物生长环境监测器(13)、出风口监测器(14)、进风口监测器(15)；
其中，主机(3)与盆栽植物(2)底部的接触部分为能吸附空气中颗粒污染物的透气材料。
2.根据权利要求1所述的植物空气净化装置，其特征在于，所述主机(3)的支撑部件(10)为滚动的脚轮或电动脚轮，其中电动脚轮与控制器(11)通过有线或无线连接。
3.根据权利要求1所述的植物空气净化装置，其特征在于，所述二氧化碳净化单元(5)内置二氧化碳固态吸附剂和吸附剂再生所需元件；所述挥发性有机物质净化单元(6)中内置挥发性有机物质吸附剂和吸附剂再生所需元件；所述空气颗粒污染物净化单元(8)内置多层HEPA过滤器。
4.根据权利要求1所述的植物空气净化装置，其特征在于，所述植物生长环境监测器(13)监测盆栽植物(2)所处空间的气态二氧化碳浓度、相对湿度、温度和光照强度；
出风口监测器(14)、进风口监测器(15)分别监测出风口(4)、进风口(9)空气中的气态二氧化碳浓度、挥发性有机物质浓度和颗粒物浓度；
所述控制器(11)能存储二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)、风机(7)、照明器(12)、植物生长环境监测器(13)、出风口监测器(14)、进风口监测器(15)的运行数据，以及各类植物最佳生长条件数据：光照、二氧化碳浓度、湿度或温度。
5.根据权利要求1所述的植物空气净化装置，其特征在于，所述盆栽植物(2)所处空间内设有喷淋部件(16)，并通过有线或无线方式连接控制器(11)。
6.权利要求1-5任一项所述的植物空气净化装置的空气净化方法，其特征在于，所述空气净化方法包括：
1)空气在风机(7)的作用下，通过进风口(9)进入主机(3)后，启动二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)吸附，空气则经空气颗粒污染物净化单元(8)、挥发性有机物质净化单元(6)、二氧化碳净化单元(5)除去颗粒污染物、挥发性有机物质、二氧化碳后，经出风口(4)排出，完成室内空气净化；
2)关闭二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)吸附，自进风口(9)进入的空气则经空气颗粒污染物净化单元(8)除去颗粒污染物后，直接经出风口(4)排出；
3)启动二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)的再生，经二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)释放的二氧化碳、挥发性有机物质分别通过第一独立气路(Ⅰ)、第二独立气路(Ⅱ)进入盆栽植物(2)所处空间，刺激植物吸收二氧化碳、挥发性有机物质，然后经盆栽植物(2)底部透气材料、出风口(4)排出；
所述二氧化碳净化单元(5)吸附、再生的启动或关闭由控制器(11)进行控制，具体为：
a.当进风口监测器(15)监测入口空气中的二氧化碳高于设定值A时，
a.1二氧化碳净化单元(5)的吸附控制策略：
若二氧化碳净化单元(5)为吸附未饱和、吸附饱和状态，控制器(11)分别开启、关闭二氧化碳净化单元(5)的吸附；
a.2二氧化碳净化单元(5)的再生控制策略：
若植物生长环境监测器(13)监测的二氧化碳浓度低于、高于设定值B，控制器(11)分别开启、关闭二氧化碳净化装置(5)的再生；
b.当进风口监测器(15)监测入口空气中的二氧化碳低于设定值A时，
b.1控制器(11)直接关闭二氧化碳净化单元(5)的吸附；
b.2二氧化碳净化单元(5)的再生控制策略同a.2；
c.当风机(7)风量低于设定值C时，控制策略同b；
控制器(11)对挥发性有机物质净化单元(6)的控制策略与二氧化碳净化单元(5)的控制策略相同。
7.根据权利要求6所述的空气净化方法，其特征在于，所述二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)为吸附饱和或未饱和状态，通过出风口监测器(14)、进风口监测器(15)的监测数据判断。
8.根据权利要求6所述的空气净化方法，其特征在于，所述控制器(11)根据植物类型、植物生长环境监测器(13)、进风口监测器(15)监测数据，调整支撑部件(10)以选择装置的朝向、位置，调整照明器(12)的光照强度、时间，喷淋器(16)的喷淋量、时间。
9.根据权利要求6所述的空气净化方法，其特征在于，所述设定值A、为室内适宜的二氧化碳浓度；B为植物正常生长所需最佳二氧化碳浓度；C为保证二氧化碳净化单元(5)、挥发性有机物质净化单元(6)正常工作所需的最低风量。
10.权利要求1-5任一项所述的植物空气净化装置在温室大棚中的应用，其特征在于，所述透明罩(1)、盆栽植物(2)分别更换为大棚、多种植物，主机(3)和室内通过风管连接。
CN201810287598.5A 2018-04-03 2018-04-03 一种植物空气净化装置及净化方法 Expired - Fee Related CN108518772B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810287598.5A CN108518772B (zh) 2018-04-03 2018-04-03 一种植物空气净化装置及净化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810287598.5A CN108518772B (zh) 2018-04-03 2018-04-03 一种植物空气净化装置及净化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108518772A true CN108518772A (zh) 2018-09-11
CN108518772B CN108518772B (zh) 2020-10-27

Family

ID=63431662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810287598.5A Expired - Fee Related CN108518772B (zh) 2018-04-03 2018-04-03 一种植物空气净化装置及净化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108518772B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109324154A (zh) * 2018-10-09 2019-02-12 广东环境保护工程职业学院 一种快速判断分子筛吸附饱和临界状态的方法
CN109781938A (zh) * 2018-12-03 2019-05-21 中国辐射防护研究院 一种模拟放射性核素降雪途径沉降的装置
CN110243028A (zh) * 2019-06-14 2019-09-17 长沙理工大学 一种室内空气净化装置
CN115364657A (zh) * 2022-08-26 2022-11-22 河南山水华境景观设计有限公司 一种带有废气处理功能的自动感光调角式植物墙

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003154229A (ja) * 2001-11-21 2003-05-27 Shimizu Corp 排ガス再利用循環装置
CN2729562Y (zh) * 2004-06-04 2005-09-28 北京科技大学 一种室内空气净化装置
CN101057550A (zh) * 2006-04-19 2007-10-24 中国农业大学 密闭式完全利用人工光的环境控制型植物工厂
CN203167712U (zh) * 2013-03-07 2013-09-04 翁正祥 壁挂式植物空气净化器
CN104338424A (zh) * 2013-08-05 2015-02-11 北京生泰宝科技有限公司 一种生态型空气净化系统和净化方法
CN205536407U (zh) * 2016-02-25 2016-08-31 北京众清科技有限公司 空气净化器的磁吸式触点组件

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003154229A (ja) * 2001-11-21 2003-05-27 Shimizu Corp 排ガス再利用循環装置
CN2729562Y (zh) * 2004-06-04 2005-09-28 北京科技大学 一种室内空气净化装置
CN101057550A (zh) * 2006-04-19 2007-10-24 中国农业大学 密闭式完全利用人工光的环境控制型植物工厂
CN203167712U (zh) * 2013-03-07 2013-09-04 翁正祥 壁挂式植物空气净化器
CN104338424A (zh) * 2013-08-05 2015-02-11 北京生泰宝科技有限公司 一种生态型空气净化系统和净化方法
CN205536407U (zh) * 2016-02-25 2016-08-31 北京众清科技有限公司 空气净化器的磁吸式触点组件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
肖元真等: "《高技术家用电器的发展与选用》", 31 July 1992 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109324154A (zh) * 2018-10-09 2019-02-12 广东环境保护工程职业学院 一种快速判断分子筛吸附饱和临界状态的方法
CN109781938A (zh) * 2018-12-03 2019-05-21 中国辐射防护研究院 一种模拟放射性核素降雪途径沉降的装置
CN110243028A (zh) * 2019-06-14 2019-09-17 长沙理工大学 一种室内空气净化装置
CN115364657A (zh) * 2022-08-26 2022-11-22 河南山水华境景观设计有限公司 一种带有废气处理功能的自动感光调角式植物墙

Also Published As

Publication number Publication date
CN108518772B (zh) 2020-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108518772A (zh) 一种植物空气净化装置及净化方法
WO2017008628A1 (zh) 空气净化器
CN204254768U (zh) 柜式纳米空气循环净化机
KR102172150B1 (ko) 살균유닛 프레임의 착탈용이성 및 청정외기도입구조를 갖는 IoT 스마트 공기정화장치
CN102135292B (zh) 雾化光催化空气净化器
CN204656251U (zh) 一种流体光敏式空气净化器
CN108404573A (zh) 一种工业废气处理装置
CN2907852Y (zh) 光触媒与活性炭协同空气净化装置
CN101590265A (zh) 卧式室内空气紫外线灭菌和过滤净化器
US11313569B2 (en) Intelligent air purification robot with mosquito-repelling function
CN112119903A (zh) 一种移动植物墙
CN101590261A (zh) 卧式光催化氧化室内空气净化器
CN107261822A (zh) 一种能够二次净化并且自循环处理VOCs的设备及工艺方法
CN208145740U (zh) 一种烟雾净化装置
CN109405130B (zh) 一种生态智能空气净化装置
CN101590264A (zh) 立式紫外线室内空气消毒净化器
CN107754529B (zh) 一种基于水旋装置的循环式空气净化设备
CN201652613U (zh) 雾化光催化空气净化器及空气净化加湿器
CN205435466U (zh) 利用植物实现的室内气体净化装置
CN107314456A (zh) 可高效除去挥发性有机气体的立式室内空气净化器
CN101590267A (zh) 光催化氧化的立式室内空气净化器
CN216346001U (zh) 一种大气污染治理路灯
JP6216617B2 (ja) 有害物含有ガス処理装置
CN212585150U (zh) 一种新能源空气净化设备
CN107198941A (zh) 立式紫外线室内空气消毒净化器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20201027