CN110068095A - 一种供氧排碳床头送风装置 - Google Patents

一种供氧排碳床头送风装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110068095A
CN110068095A CN201910247815.2A CN201910247815A CN110068095A CN 110068095 A CN110068095 A CN 110068095A CN 201910247815 A CN201910247815 A CN 201910247815A CN 110068095 A CN110068095 A CN 110068095A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
bed
carbon
head
case
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
CN201910247815.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110068095B (zh
Inventor
宋聪
黄磊
刘艳峰
赵婷婷
宋志远
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.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
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 Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN201910247815.2A priority Critical patent/CN110068095B/zh
Publication of CN110068095A publication Critical patent/CN110068095A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110068095B publication Critical patent/CN110068095B/zh
Active 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
    • 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
    • F24F11/62—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
    • F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/28—Arrangement or mounting of filters
    • 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
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/007—Ventilation with forced flow
    • 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
    • F24F8/117—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 wet 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
    • F24F8/15—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 by chemical means
    • F24F8/158—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 by chemical means using active carbon
    • 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
    • F24F8/60—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by adding oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
    • F24F2013/242—Sound-absorbing material
    • 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
    • F24F2110/10—Temperature
    • 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
    • F24F2110/20—Humidity
    • 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
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/76—Oxygen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

本发明公开了一种供氧排碳床头送风装置，包括设置在床头内部的空气处理箱、排碳箱，以及设置在室外的制氧机；位于床头侧面、床面上方安装有出风架，其中：所述的出风架为空心的弧形结构，安装有电动调节的球形喷口；所述的空气处理箱内部依次设置有空气混合室、喷淋室、第一加热室、表冷器以及第一消音风机；所述的排碳箱内设置有伸缩支架及除碳盒。本装置可有效改善床头附近的空气质量，对空气进行富氧和净化处理，从而为用户提供更好的睡眠环境。

Description

一种供氧排碳床头送风装置
技术领域
本发明属于室内空气调节领域，具体涉及一种供氧排碳床头送风装置，可改善人体睡眠状态下呼吸区微环境空气质量，提高人体睡眠质量和健康水平。
背景技术
随着经济的快速发展，人们对于生活质量的要求一直在提升中。但是现在的城市大部分有着较为严重的空气污染，尤其是部分北方城市连年都出现了雾霾，随之而起，掀起了一阵空气净化器的热潮。到现在，在城市空气污染严重的城市中几乎大部分家庭都配有空气净化器。但现有市场上的空气净化器大都是针对一个大空间的，人在睡觉的时候只呆在床上这样一个小的微环境中，此时净化整个房间的空气会产生大量不必要的能耗。
同时，在高原这种大气氧含量很低的地区，非久居于类似地区的人进入可能会出现种种不适感，严重时可以威胁生命。尤其是夜间，人睡下后更是需要持续进行适宜浓度的供氧，否则会降低睡眠质量，严重影响第二天的工作学习效率。针对高原缺氧、寒冷、干燥的空气特点，宾馆旅社等接待进入高原的旅行或出差人群不能单单考虑增氧，更要采用一种带有空气净化的增氧手段来使出现不适反应的人更快恢复状态，缩短习服时间。
综上所述，如何以更低的能耗更加精准地覆盖睡眠区域，提高床附近的空气质量，提供更好的睡眠环境是解决此类问题的关键。
发明内容
针对上述改善建筑室内环境领域存在的问题，本发明的目的是提供一种供氧排碳床头送风装置，用以提升床头附近的空气质量，提高更好的睡眠环境。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
一种供氧排碳床头送风装置，包括设置在床头内部的空气处理箱、排碳箱，以及设置在室外的制氧机；位于床头侧面、床面上方安装有出风架，其中：
所述的出风架为空心的弧形结构，出风架的内侧分布有多个出风孔，每个出风孔中均安装有电动调节的球形喷口，出风架的一端与固定在床头侧面的固定支架连接，另一端通过减震法兰连接有和空气处理箱连通的纤维风管；位于出风架与床头之间设置有减震器；
所述的空气处理箱为空心箱体，空气处理箱一端设置有进风口，另一端设置有出风口，自进风口至出风口方向上，空气处理箱内部依次设置有空气混合室、喷淋室、第一加热室、表冷器以及第一消音风机；所述的喷淋室中设置有喷淋装置，加热室中设置有电加热丝；所述的进风口通过连接管连接所述的排碳箱，空气混合室通过第一输氧管与所述的制氧机连接；所述的连接管、第一输氧管上分别安装有流量控制阀，连接管上设置有第一CO2浓度传感器；
所述的排碳箱为空心矩形箱体，排碳箱内的中部设置有电动转轴，电动转轴外部固定有矩形的连接支架，每个连接支架上均设置有一个电动的伸缩支架，其中两个间隔的伸缩支架上均安装有除碳盒，除碳盒中装有活性炭颗粒，另外两个间隔的伸缩支架伸长至支撑在排碳箱内壁上；在室内设置有回风口，回风口通过帆布风管连接排碳箱的下部一侧，所述的连接管连接在排碳箱下部的另一侧；位于帆布风管中设置有第二消音风机。
进一步地，所述的排碳箱上部的一侧连接有第二输氧管，另一侧连接有通向室内的排出管，其中，所述的制氧机通过第二加热室连接第二输氧管，第二输氧管内部安装有自动防火阀，所述的排出管中安装有第二CO2浓度传感器，排出管端部设置有散流器。
进一步地，所述的床面上靠近床头处铺设有压力检测带，压力检测带上分布有压力传感器；所述的床面的侧面设置有温度传感器、湿度传感器。
进一步地，所述的纤维风管通过疏水器与空气处理箱的出风口连通；所述的疏水器内部中空，疏水器内的下部为漏斗状结构，疏水器下方设置有与所述漏斗状结构连通的、可拆卸的集水盒，并在疏水器底部设置有电动阀门；所述的疏水器与空气处理箱的连接位置比与纤维风管的连接位置低。
进一步地，所述的纤维风管上安装有清洗装置，清洗装置包括与纤维风管连接的清洗管，清洗管上端设置有蓄液箱，蓄液箱上部设置有第一倾倒口，蓄液箱下部设置第一电动蝶阀，清洗管下端安装第二电动蝶阀；
所述的纤维风管通过软连接管与疏水器连接，软连接管与疏水器的连接位置比清洗管与纤维风管的连接位置低。
进一步地，所述的喷淋装置包括喷淋管，喷淋管的一端自空气处理箱上方伸入喷淋室中，喷淋管的下端安装喷淋头，上端设置水箱，水箱上设置第二倾倒口；位于喷淋管中安装有流量控制阀。
进一步地，所述的床头内部为空心结构，在床头内设置有消音罩，消音罩底部与床头内的底部之间设置隔振层；所述的排碳箱、空气处理箱安装在消音罩内。
进一步地，所述的供氧排碳床头送风装置还包括控制面板，控制面板上集成显示屏、键盘，控制面板内设置有PLC控制器。
本发明与现有技术相比具有以下技术特点：
一、多种处理形式
本发明可以实现3种处理形式：
1.低温加湿供氧(控制环境参数为温度t＝20℃，相对湿度ψ＝100％，氧气浓度d02＝30％)，适合夏天及其他天气炎热的时期。
空气处理箱内混合气体经处理时表冷器和喷淋室处于工作状态，当床侧的温度传感器和湿度传感器检测到周围空气的温度达到24℃且相对湿度达到50％时，停止表冷器和喷淋室的工作；当温度达到26℃或相对湿度达到40％时，恢复表冷器和喷淋室的工作。
2.加湿供氧(控制出口气体参数为ψ＝100％，d02＝30％)，适合过渡季节及其他空气温度适宜的时期。
混合气体经处理时只有喷淋室处于工作状态，当床侧的湿度传感器检测到周围空气的相对湿度达到50％时，停止喷淋室的工作；当相对湿度达到40％时，恢复喷淋室的工作。
3.加热加湿供氧(控制出口气体参数为t＝25℃，ψ＝100％，d02＝30％)，适合冬天及其他天气寒冷的时期。
混合气体经处理时第一加热室和喷淋室处于工作状态；当床侧的温度传感器和湿度传感器检测到周围空气的温度达到24℃且相对湿度达到50％时，停止电加热丝和喷淋室的工作；当温度达到22℃或相对湿度达到40％时，恢复第一加热室和喷淋室的工作。
二、在末端前使用纤维织物风管
1.纤维风管因其结构的特殊，对于灰尘，微生物等有过滤作用，让室内空气品质更好。
2.纤维风管内道阻力大，可以减小风速，让人感到吹风感低，舒适性更好，床体微环境热平均性好；纤维风管出风量比较稳定，在气流流动与风速上面都比较稳定，渗透出来的风均匀且可以控制出风风速。
3.纤维风管便于清理，直接倾倒清理液即可，将清理液排除后只需通风风干一段时间便能再次投入使用，有利于改善空气品质。
三、采取消音隔震措施
为了不影响睡眠质量，对装置噪声振动部位进行了消音、隔震的措施。
消音分为整体消音和部分消音。整体消音措施为，床头内的空气处理箱、排碳箱都处于一个消音罩内，并在消声罩与床头之间设置弹簧隔振层；还可以添加的消声措施为贴吸声材料，在风机出口插一节管式消声器等。
隔震分为设备隔振和管路隔振。设备隔振分为在制氧机室内挂机四角处贴隔振垫片，在风机与底座连接处加设橡胶剪切隔振器；管路隔振分为在设备与管路之间采用软管连接，水管软接采用橡胶软接管，风管软接采用玻璃纤维布，风管在墙上敷设时，管道与支架、吊卡间垫软材料，采用弹簧型隔振吊架，穿墙处加设隔振垫片。
四、简洁有效的排碳策略
现有的二氧化碳脱除方法分为固体吸附法，液体吸收法和化学吸收法。考虑到本装置使用的地点和流程，在这里选用使用改良活性炭的固体吸附法，这样制备的改良活性炭符合本装置对于CO2脱除率的要求。
本装置含有两个装有颗粒状改良活性炭的除碳盒，可以交替使用，在装置非工作期间可对更换使用过的除碳盒通入高温氧气，进行再生处理后排到室内。本设备以CO2为指标，排除人体呼气时散发的酸性污染物。
五、实现自动化控制
利用人体处于不同卧姿时的压力特性，安置在床板处的一条压力检测带可以感应到人体睡觉时的睡姿，从而控制球形喷口的转动，精准送风。
设置在床侧的温度感应器和湿度感应器可以为PLC控制器提供环境信息，以控制空气处理箱中的表冷器、电加热丝和喷淋室，当周围环境空气温度达到预期值时，则让它们停止运行，实现间歇性工作，减少能耗。
设置在排碳箱工作工况与再生工况末端前的两个CO2浓度感应器使控制排碳箱内的转轮工作，实现除碳盒的交替使用与再生。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图；
图2为出风架、空气处理箱、排碳箱连接部分的结构示意图；
图3为床头内消音罩的结构示意图；
图4为出风架部分的结构示意图；
图5为疏水器部分的结构示意图；
图6的(a)、(b)为排碳箱的正视图、侧视图；
图7为室内空气经过排碳箱进行排碳处理时的示意图；
图8为通过高温氧气对除碳盒内的活性炭颗粒进行再生还原时的示意图。
图中标号说明：1活性炭颗粒，2除碳盒，3伸缩支架，4连接支架，5电动转轴，6第二输氧管，7第一CO2浓度传感器，8第二CO2浓度传感器，9自动防火阀，10散流器，11电加热丝，12疏水器，13集水盒，14电动阀门，15纤维风管，16第二电动蝶阀，17第一电动蝶阀，18蓄液箱，19第一倾倒口，20减震法兰，21床面，22软连接管，23出风架，24床头，25固定支架，26压力传感器，27球形喷口，28减震器，29排出管，30温度传感器，31湿度传感器，32消音罩，33隔振层，34空气处理箱，35水箱，36第一输氧管，37第二倾倒口，38连接管，39回风口，40帆布风管，41第二消音风机，42排碳箱，43表冷器，44第一消音风机，45喷淋头，46空气混合室，47流量控制阀。
具体实施方式
本发明公开了一种供氧排碳床头送风装置，包括设置在床头24内部的空气处理箱34、排碳箱42，以及设置在室外的制氧机；位于床头24侧面、床面21上方安装有出风架23；所述的床头24内部为空心结构，在床头24内设置有消音罩32，消音罩32底部与床头24内的底部之间设置隔振层33；所述的排碳箱42、空气处理箱34安装在消音罩32内。其中：
所述的出风架23为空心的弧形结构，出风架23的内侧分布有多个出风孔，每个出风孔中均安装有电动调节的球形喷口27；所述的出风孔为圆形孔，球形喷口27为球状结构，在球形喷孔上设置有通孔，通孔一端与出风架23内部连通，另一端用于向床面21方向喷出气体。出风架23的一端与固定在床头24侧面的固定支架25连接以进行位置的固定，另一端通过减震法兰20连接有和空气处理箱34连通的纤维风管15；位于出风架23与床头24之间设置有减震器28。
所述的床面21上靠近床头24处铺设有压力检测带，压力检测棉布制成的矩形带体，压力检测带上分布有压力传感器26；所述的床面21的侧面设置有温度传感器30、湿度传感器31。
所述的空气处理箱34为空心箱体，空气处理箱34一端设置有进风口，另一端设置有出风口，自进风口至出风口方向上，空气处理箱34内部依次设置有空气混合室46、喷淋室、第一加热室、表冷器43以及第一消音风机44；所述的喷淋室中设置有喷淋装置，加热室中设置有电加热丝11；所述的进风口通过连接管38连接所述的排碳箱42，空气混合室46通过第一输氧管36与所述的制氧机连接；所述的连接管38、第一输氧管36上分别安装有流量控制阀47，连接管38上设置有第一CO2浓度传感器7。所述的喷淋装置包括喷淋管，喷淋管的一端自空气处理箱34上方伸入喷淋室中，喷淋管的下端安装喷淋头45，上端设置水箱35，水箱35上设置第二倾倒口37；位于喷淋管中安装有流量控制阀47。
所述的排碳箱42为空心矩形箱体，排碳箱42内的中部设置有电动转轴5，电动转轴5外部固定有矩形的连接支架4，每个连接支架4上均设置有一个电动的伸缩支架3，这样相邻的伸缩支架3间隔90°；其中两个间隔的伸缩支架3(即位于同一条直线上的两个伸缩支架3)上均安装有除碳盒2，除碳盒2中装有活性炭颗粒1，另外两个间隔的伸缩支架3伸长至与排碳箱42内壁接触，起到支撑作用；在室内设置有回风口39，回风口39通过帆布风管40连接排碳箱42的下部一侧，所述的连接管38连接在排碳箱42下部的另一侧；位于帆布风管40中设置有第二消音风机41。
优选地，所述的排碳箱42上部的一侧连接有第二输氧管6，另一侧连接有通向室内的排出管29，其中，所述的制氧机通过第二加热室连接第二输氧管6，第二输氧管6内部安装有自动防火阀9，所述的排出管29中安装有第二CO2浓度传感器8，排出管29端部设置有散流器10。
优选地，所述的纤维风管15通过疏水器12与空气处理箱34的出风口连通；所述的疏水器12内部中空，疏水器12内的下部为漏斗状结构，疏水器12下方设置有与所述漏斗状结构连通的、可拆卸的集水盒13，并在疏水器12底部设置有电动阀门14；所述的疏水器12与空气处理箱34的连接位置比与纤维风管15的连接位置低。
其中，所述的纤维风管15上安装有清洗装置，清洗装置包括与纤维风管15连接的清洗管，清洗管上端设置有蓄液箱18，蓄液箱18上部设置有第一倾倒口19，蓄液箱18下部设置第一电动蝶阀17，清洗管下端安装第二电动蝶阀16；
所述的纤维风管15通过软连接管22与疏水器12连接，软连接管22与疏水器12的连接位置比清洗管与纤维风管15的连接位置低。
为了便于调节和控制，所述的供氧排碳床头送风装置还包括控制面板，控制面板上集成显示屏、键盘，控制面板内设置有PLC控制器；方案中涉及的所有传感器、阀门以及电控设备均与PLC控制器连接。
下面进一步对本装置的各个部分进行说明。
本方案中的压力检测带设置在床面21上靠近床头24位置，位于枕头下方。其上设置的多个压力传感器26，用于判断用户面部的朝向。当用户躺在床面21上之后，头部对床面21的压力随着卧姿的改变而改变，其中随着卧姿改变最大的便是最大压力点，对床压力最大的点往往表现在骨突比较突出，皮肤包裹比较薄的部位，例如颅后部位置。通过多个压力传感器26检测到的压力值来判断人脸的朝向，从而调节出风架23上球形喷口27的朝向，使得喷出的气体能更好地送向用户面部周围。另外，也可以通过采集用户在床上不同睡姿时，面部朝向和传感器采集的压力值之间的关系，从而在使用时，通过采集的压力值比对即可近似找到最接近的面部朝向。
本方案中用到的制氧机安装在室外，其输氧管应在墙上采用弹簧型隔振吊架敷设，并在管道与支架、吊卡间垫软材料。本设备所需制氧机选用市面上的分体式制氧机，其穿墙处加设隔振垫片。
如图2所示，本方案中的空气处理箱34用于对气体进行混合、加湿、加热；其中的喷淋室通过喷淋水雾以对气体进行加湿，加湿量可通过喷淋管中的流量控制阀47进行控制；第二倾倒口37用于向水箱35内添加水，而第一消音风机44则用于产生空气运动的动力。空气处理箱34中，制氧机制备的氧气、室内的气体经排碳箱42处理后在空气混合室46中混合，然后通过空气处理箱34处理后，通过出风架23输送给用户。
如图3所示，空气处理箱34、排碳箱42均安装在床头24内的消音罩32中，设置的隔振层33大幅度减小装置运行时产生的震动和噪音，使运行时床附近环境声音处于24dB以下。
如图4所示，出风架23与床头24之间设置有减震器28，使得空气经过床头24位置时基本不产生震动，减小气体流动对床头24的影响。
如图5所示，在空气处理箱34中对空气进行喷淋时，提高了空气湿度，但空气中也可能会携带过多较大液滴。为此，本方案中设置了疏水器12结构。经过空气处理箱34后的富氧气体在经过疏水器12时，利用密度差将其中携带的液滴分离，液滴会滴落并集中在电动阀门14上方；当装置停止运行超过1小时以后，打开电动阀门14，使积蓄的水排到集水盒13中。
对纤维风管15清洗时，用户通过第一倾倒口19向蓄液箱18中倾倒清洗液，然后打开第一电动蝶阀17、第二电动蝶阀16对纤维风管15进行冲洗，冲洗液经过纤维风管15、玻璃纤维布制成的软连接管22后进入疏水器12中，最终到达集水盒13中。冲洗完毕后，取下集水盒13并进行清理。纤维风管15与出风架23之间设置有减震法兰20，减小连接处的震动。
如图6的(a)和(b)所示，在正常使用情况下，一个除碳盒2位于上方而另一个位于下方，均与排碳箱42内壁接触；位于下部的除碳盒2处于工作状态，而上部的除碳盒2则作为备用。如图7所示，室内空气经过第二消音风机41鼓动，从帆布风管40进入排碳箱42中，流经下部的除碳盒2，继而从连接管38进入空气处理箱34中；流经除碳盒2时，除碳盒2内的活性炭颗粒1对室内空气进行净化处理。当下部的除碳盒2净化作用不明显时，通过PLC控制器使所有的伸缩支架3收缩，使伸缩支架3、除碳盒2脱离与排碳箱42内壁的接触，此时再通过电动转轴5旋转，更换上下两个除碳盒2的位置，可实现对除碳盒2的连续利用；位置更换后，再使伸缩支架3伸长。
如图7所示，排碳箱42与空气处理箱34之间的连接管38上设置有第一CO2浓度传感器7，用于检测经过排碳箱42处理后的二氧化碳浓度。以CO2浓度为标量来衡量活性炭吸附的人体酸性气体分泌物，当净化气体中的CO2浓度大于350ppm时，此时净化效果不明显，则通过电动转轴5旋转更换上下两个除碳盒2的位置；更换位置后，位于上部的除碳盒2是已经使用过的，本方案中则对其进行还原处理，以实现重复使用。
本方案中在除碳盒2中填装的活性炭颗粒1，采用改良活性炭颗粒1，其制备方法来自于《玉米芯活性炭的制备、改性及CO2气体吸附性能研究》(张胜东)，采用该方法制备的活性炭颗粒1符合本装置对于CO2脱除率的要求。
使用后的除碳盒2，可通过通入高温氧气对其进行再生还原，如图8所示，制氧机的另一个出氧管通过第二加热室、第二输氧管6连接排碳箱42上部。制备的氧气经过第二加热室中的电加热丝11加热至75℃左右，进入排碳箱42后经过上方使用后待还原的除碳盒2，利用高温使活性炭表面的碱性电解质分子快速还原为酸性气体分子与碱分子，并使活性炭表面水分子蒸发为气体分子，保持活性炭表面的小孔畅通，还原出来的气体分子如CO2随高温气体通过排出管29端部的散流器10排除到室内环境中。排出管29中的第二CO2浓度传感器8检测到高温气体的CO2浓度小于100ppm时，经由PLC控制器控制制氧机停止工作，再生过程停止。第二输氧管6中的自动防火阀9，可在检测到气体温度达到120℃时自动关闭，暂停还原过程，低于120℃时再开始还原，避免气体温度过高对室内热环境产生较大影响，杜绝火灾隐患。
上述的再生还原过程只有在PLC控制器通过压力传感器26检测到用户离开床30分钟后再进行，当再生过程进行时而用户回到床上时，再生过程停止。
实例分析
参考书籍《室内热环境与人体热舒适》(李百战，郑洁等编著)可知人体适宜的空气流速为0.15-0.25m/s，空气温度为23-25℃。考虑风口局部阻力、空气沿程阻力等，选择风口风速为0.5m/s；考虑到热耗散和热交换的对流热阻，选择风口温度为25℃。
拉萨地区氧气含量仅为平原地区的70％左右，冬季室内平均温度5℃，相对湿度15％。现以拉萨地区加湿增氧有辅热模式为例，确定系统的相关参数的设计值。
设定值：送风温度25℃，相对湿度100％，氧气含量30％。
风口送风量：
Qn＝πr2×N×v×3600
式中：r-风口半径(m)
v-风口风速(m/s)
N-风口个数
查阅文献可知客房要求人均新风量为30m3/h·人，本设计为双人床，则所需最小风量为60m3/h·人，则：
60≤π×r2×N×0.5×3600
带入本产品参数(r＝0.05,N＝6)，满足上式。
回风与制氧机制备氧气混合比例计算：
制氧机为标准制氧机，即1L/min(氧气含量90％)，空气中的氧浓度为20％，则高原地区空气中的氧气含量为14％。
0.9+0.14y＝0.3(1+y)
得出回风量为3.25L/min
加湿量的确定：
室内空气状态为：温度5℃，相对湿度15％
加湿后送风空气状态为：温度25℃，相对湿度100％
查阅焓湿图可得：室内空气含湿量d1＝0.8g/kg，加湿后的空气含湿量d2＝20g/kg。
式中：W-加湿量(kg/h)；
Q-处理的空气量(m3/h)；
ρ-空气密度(kg/m3)；
d2-处理后的空气含湿量(g/kg)；
d1-处理前的空气含湿量(g/kg)；
k-安全系数，取1.1；
可得：
喷淋室中所需水的质量流量为2.05kg/h。
CO2排除量的检测：
一个体重70公斤左右的健康的人在休息状态时，每分钟呼出0.25L CO2，假定每人每天睡觉时间为8小时，即：
M0＝0.25×44÷22.4×60×8＝235.71g/天
因本设计为双人床，则：
M＝2M0＝2×235.71＝471.42g/天
本设备采用的改良活性炭颗粒为化学试剂KOH活化制备，再利用Na2CO3溶液碱性还原改性的玉米芯活性炭，其CO2吸附量为2.043mmol/g(即0.0899gco2/g活性炭)，其质量为0.7g/cm3,本设备中的活性炭颗粒除碳盒容积为8000cm3,则：
0.0899×0.7×8000＝503.44g>471.42g
故本设备满足CO2排除量的要求。

Claims (8)

1.一种供氧排碳床头送风装置，其特征在于，包括设置在床头(24)内部的空气处理箱(34)、排碳箱(42)，以及设置在室外的制氧机；位于床头(24)侧面、床面(21)上方安装有出风架(23)，其中：
所述的出风架(23)为空心的弧形结构，出风架(23)的内侧分布有多个出风孔，每个出风孔中均安装有电动调节的球形喷口(27)，出风架(23)的一端与固定在床头(24)侧面的固定支架(25)连接，另一端通过减震法兰(20)连接有和空气处理箱(34)连通的纤维风管(15)；位于出风架(23)与床头(24)之间设置有减震器(28)；
所述的空气处理箱(34)为空心箱体，空气处理箱(34)一端设置有进风口，另一端设置有出风口，自进风口至出风口方向上，空气处理箱(34)内部依次设置有空气混合室(46)、喷淋室、第一加热室、表冷器(43)以及第一消音风机(44)；所述的喷淋室中设置有喷淋装置，加热室中设置有电加热丝(11)；所述的进风口通过连接管(38)连接所述的排碳箱(42)，空气混合室(46)通过第一输氧管(36)与所述的制氧机连接；所述的连接管(38)、第一输氧管(36)上分别安装有流量控制阀(47)，连接管(38)上设置有第一CO2浓度传感器(7)；
所述的排碳箱(42)为空心矩形箱体，排碳箱(42)内的中部设置有电动转轴(5)，电动转轴(5)外部固定有矩形的连接支架(4)，每个连接支架(4)上均设置有一个电动的伸缩支架(3)，其中两个间隔的伸缩支架(3)上均安装有除碳盒(2)，除碳盒(2)中装有活性炭颗粒(1)，另外两个间隔的伸缩支架(3)伸长至支撑在排碳箱(42)内壁上；在室内设置有回风口(39)，回风口(39)通过帆布风管(40)连接排碳箱(42)的下部一侧，所述的连接管(38)连接在排碳箱(42)下部的另一侧；位于帆布风管(40)中设置有第二消音风机(41)。
2.如权利要求1所述的供氧排碳床头送风装置，其特征在于，所述的排碳箱(42)上部的一侧连接有第二输氧管(6)，另一侧连接有通向室内的排出管(29)，其中，所述的制氧机通过第二加热室连接第二输氧管(6)，第二输氧管(6)内部安装有自动防火阀(9)，所述的排出管(29)中安装有第二CO2浓度传感器(8)，排出管(29)端部设置有散流器(10)。
3.如权利要求1所述的供氧排碳床头送风装置，其特征在于，所述的床面(21)上靠近床头(24)处铺设有压力检测带，压力检测带上分布有压力传感器(26)；所述的床面(21)的侧面设置有温度传感器(30)、湿度传感器(31)。
4.如权利要求1所述的供氧排碳床头送风装置，其特征在于，所述的纤维风管(15)通过疏水器(12)与空气处理箱(34)的出风口连通；所述的疏水器(12)内部中空，疏水器(12)内的下部为漏斗状结构，疏水器(12)下方设置有与所述漏斗状结构连通的、可拆卸的集水盒(13)，并在疏水器(12)底部设置有电动阀门(14)；所述的疏水器(12)与空气处理箱(34)的连接位置比与纤维风管(15)的连接位置低。
5.如权利要求1所述的供氧排碳床头送风装置，其特征在于，所述的纤维风管(15)上安装有清洗装置，清洗装置包括与纤维风管(15)连接的清洗管，清洗管上端设置有蓄液箱(18)，蓄液箱(18)上部设置有第一倾倒口(19)，蓄液箱(18)下部设置第一电动蝶阀(17)，清洗管下端安装第二电动蝶阀(16)；
所述的纤维风管(15)通过软连接管(22)与疏水器(12)连接，软连接管(22)与疏水器(12)的连接位置比清洗管与纤维风管(15)的连接位置低。
6.如权利要求1所述的供氧排碳床头送风装置，其特征在于，所述的喷淋装置包括喷淋管，喷淋管的一端自空气处理箱(34)上方伸入喷淋室中，喷淋管的下端安装喷淋头(45)，上端设置水箱(35)，水箱(35)上设置第二倾倒口(37)；位于喷淋管中安装有流量控制阀(47)。
7.如权利要求1所述的供氧排碳床头送风装置，其特征在于，所述的床头(24)内部为空心结构，在床头(24)内设置有消音罩(32)，消音罩(32)底部与床头(24)内的底部之间设置隔振层(33)；所述的排碳箱(42)、空气处理箱(34)安装在消音罩(32)内。
8.如权利要求1所述的供氧排碳床头送风装置，其特征在于，所述的供氧排碳床头送风装置还包括控制面板，控制面板上集成显示屏、键盘，控制面板内设置有PLC控制器。
CN201910247815.2A 2019-03-29 2019-03-29 一种供氧排碳床头送风装置 Active CN110068095B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910247815.2A CN110068095B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 一种供氧排碳床头送风装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910247815.2A CN110068095B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 一种供氧排碳床头送风装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110068095A true CN110068095A (zh) 2019-07-30
CN110068095B CN110068095B (zh) 2020-09-15

Family

ID=67366735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910247815.2A Active CN110068095B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 一种供氧排碳床头送风装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110068095B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113413032A (zh) * 2021-07-15 2021-09-21 西安建筑科技大学 一种高海拔地区铁路站房热氧联控送风座椅
CN116007109A (zh) * 2022-12-12 2023-04-25 徐州沃德桑拿设备有限公司 一种桑拿房用通风循环机器人及其使用方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052713A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 株式会社西部技研 空气调节装置
US20110277490A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-17 Udi Meirav Method and System for Improved-Efficiency Air-Conditioning
CN202692252U (zh) * 2012-04-14 2013-01-23 任福奎 睡眠用供氧装置
CN106196387A (zh) * 2016-06-28 2016-12-07 西安建筑科技大学 一种床头加湿方法及其装置
CN106667131A (zh) * 2017-03-04 2017-05-17 王书康 一种可温度，氧气浓度调节，防蚊的小空间节能床罩组
CN206973769U (zh) * 2017-04-25 2018-02-06 杭州富申环保科技有限公司 一种中央供氧空气净化器
CN107670455A (zh) * 2017-11-02 2018-02-09 苏州太平洋印务有限公司 印刷行业废气处理与活性炭再生方法
CN207162824U (zh) * 2017-08-28 2018-03-30 徐文杰 一种床头空气调节器
CN108507136A (zh) * 2018-03-07 2018-09-07 佛山市顺德区键合电子有限公司 智能睡眠氧气平衡系统
CN109028438A (zh) * 2018-07-10 2018-12-18 宋欣宇 用于睡眠的新风系统
CN208620475U (zh) * 2018-08-09 2019-03-19 海润新风（重庆）智能技术有限公司 一种室内空气循环净化富氧设备

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052713A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 株式会社西部技研 空气调节装置
US20110277490A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-17 Udi Meirav Method and System for Improved-Efficiency Air-Conditioning
CN202692252U (zh) * 2012-04-14 2013-01-23 任福奎 睡眠用供氧装置
CN106196387A (zh) * 2016-06-28 2016-12-07 西安建筑科技大学 一种床头加湿方法及其装置
CN106667131A (zh) * 2017-03-04 2017-05-17 王书康 一种可温度，氧气浓度调节，防蚊的小空间节能床罩组
CN206973769U (zh) * 2017-04-25 2018-02-06 杭州富申环保科技有限公司 一种中央供氧空气净化器
CN207162824U (zh) * 2017-08-28 2018-03-30 徐文杰 一种床头空气调节器
CN107670455A (zh) * 2017-11-02 2018-02-09 苏州太平洋印务有限公司 印刷行业废气处理与活性炭再生方法
CN108507136A (zh) * 2018-03-07 2018-09-07 佛山市顺德区键合电子有限公司 智能睡眠氧气平衡系统
CN109028438A (zh) * 2018-07-10 2018-12-18 宋欣宇 用于睡眠的新风系统
CN208620475U (zh) * 2018-08-09 2019-03-19 海润新风（重庆）智能技术有限公司 一种室内空气循环净化富氧设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113413032A (zh) * 2021-07-15 2021-09-21 西安建筑科技大学 一种高海拔地区铁路站房热氧联控送风座椅
CN116007109A (zh) * 2022-12-12 2023-04-25 徐州沃德桑拿设备有限公司 一种桑拿房用通风循环机器人及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110068095B (zh) 2020-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106369675A (zh) 森林空调的新风系统
CN200996699Y (zh) 列车空调加湿装置
CN110068095A (zh) 一种供氧排碳床头送风装置
CN107842916A (zh) 空调器加湿系统
CN110068092A (zh) 一种办公用加湿增氧装置及方法
CN107461891A (zh) 空调器及其控制方法、装置
CN207674678U (zh) 一种具有一体成型结构的新风净化换气机
CN206430312U (zh) 新风净化器及空气净化装置
CN209445540U (zh) 一种基于伯努利效应的室内通风降温系统
CN105202669A (zh) 一种应用太阳能加热新风的室内空气净化系统
CN205783423U (zh) 恒温恒湿恒净恒氧系统
CN107504638A (zh) 空调器及其控制方法与装置
CN207751083U (zh) 新型恒湿新风机组
CN110195893A (zh) 一种健康型空调风管系统
CN206410284U (zh) 一种洁净居室环境完全人工调控系统
CN113108404A (zh) 一种高效舒适含杀菌功能的健康户式新风系统
CN202927971U (zh) 具有新风入口设有高效过滤网的多功能空调末端
CN203274050U (zh) 移动氧吧房
CN109751747B (zh) 一种增湿增氧型送热风装置
CN208720363U (zh) 一种净化增氧的管道式新风系统
CN209310173U (zh) 一种自动净化空气调节温湿度及制氧送风一体机
CN106352458A (zh) 带有加湿加热功能的空气净化设备
CN208652750U (zh) 一种热泵型新风加湿机
CN110051941A (zh) 一种高原地区床头加湿增氧装置
CN201628319U (zh) 组合式新风综合处理机

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