CN110594941A - 一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，壳体内设有总控制器、温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器，所述壳体的左侧外端设有室外新风进风口和室外回风排风口；所述壳体的右侧外端设有室内新风排风口和室内回风进风口；所述壳体内设有帕尔贴单元，其中沿所述帕尔贴单元的中轴线对称设制冷散热模块和通风室；其中所述壳体内从左到右依次通过室外新风进口、过滤模块、制冷散热模块、通风室、第一送风机和室外新风排风口形成第一风道；所述壳体内从右到左依次通过室内回风进风口、通风室、制冷散热模块、第二送风风机和室外回风排风口形成第二风道；其中所述帕尔单元的两端分别通过导冷热块与每个所述制冷散热模块相接触。

Description

一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置
技术领域
本发明涉及空气净化领域，具体涉及了一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置。
背景技术
近年来，随着我国工业的高速发展，大气污染问题日益显著，同时室内装修引起的室内空气污染问题也一直困扰着我们。随着人们对室内空气环境质量要求的提高，新风系统发展迅猛。除此之外，在解决室内空气质量的基础上，人们已将更多的注意力转向室内空气湿度以及温度对人体的舒适度。温湿度调控作为新风系统的衍生功能，目前已成为各大新风厂商研究的热点。目前，新风系统湿度调节功能较多的只是单独加湿或者除湿，室内温度调控功能主要通过空调机来实现，较少利用新风系统来实现温度调控功能。此外，具有温度、湿度协同调控功能的新风装置少之又少。
CN107823991A公开了一种除霾防尘温湿控制综合处理新风系统，包括壳体、进风口、出风口、主控模块、以及设于壳体内的过滤模块、温湿度调控模块、喷水及排污模块。其中温湿度调控模块包括蒸发器、节流阀、电加热丝、第一冷凝器、第二冷凝器、压缩机、温度传感器和湿度传感器等，喷水及排污模块包括集水盘、集水槽、补水管、回水管、出水管、喷头。冬季,新风先经过蒸发器,使得新风中水蒸气冷凝除湿,再经过第一冷凝器,设于第一冷凝器一侧的电加热丝对新风进行加热,得到具有较高温度的新风。夏季,新风中雾霾程度较轻,不需要加湿除霾,此时关闭水泵,使喷头不再喷水,新风只经过初次过滤网和二次过滤网,再经过蒸发器,使得新风冷凝降温。
CN208419081U公开了一种具有温度调节除湿功能的新风系统，包括一机壳，机壳内设有进风模块、送风模块以及排风模块，送风风机与出风口之间设有温度调节除湿模块，模块内的换热盘管连接地面调温系统的水箱，换热盘管内流过冷冻水或热水时，与管外空气换热，使空气被冷却或加热，冷却和加热后的空气再由送风风机吹出，从而实现调节室内温度功能，而当换热盘管内流过冷冻水时，还会使空气中水分冷凝，进而达到除湿的效果；冷冻水和热水来自地面调温系统。
目前，新风系统湿度调节功能较多的只是单独加湿或者除湿；室内温度调控功能主要通过空调机来实现，较少利用新风系统来实现温度调控功能。此外，较少的具有温湿调控功能的新风系统需要利用压缩机、蒸发器、冷凝器、地面水箱、水泵等组件，结构复杂、占容较大、耗能较高、不易于维修，新风系统装置中气路走向复杂，阻力较大，噪音较大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，内部结构简单，构件较少，能耗较低，易于维修；加湿模块的水分来源于空气，无需地面水箱供给，可实现水分循环利用。
本发明提供一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，包括壳体，所述壳体内设有总控制器、温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器，其中所述温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器均与所述总控制器电连接；所述壳体的左侧外端设有室外新风进风口和室外回风排风口；所述壳体的右侧外端设有室内新风排风口和室内回风进风口；
所述壳体内设有帕尔贴单元，其中沿所述帕尔贴单元的中轴线对称设制冷散热模块和通风室；
其中所述壳体内从左到右依次通过室外新风进口、过滤模块、制冷散热模块、通风室、第一送风机和室外新风排风口形成第一风道；所述壳体内从右到左依次通过室内回风进风口、通风室、制冷散热模块、第二送风风机和室外回风排风口形成第二风道；
其中所述帕尔单元的两端分别通过导冷/热块与每个所述制冷/散热模块相接触；
所述帕尔贴单元是由N型半导体材料和P型半导体材料串联所形成的的电偶对；所述帕尔贴单元的右侧连接有电源电路，所述电源电路在P型半导体材料和N型半导体材料的端部均设有两个电流输入口，所述电源电路与电控盒相连接，所述电控盒内设有整流器和电流控制器，所述整流器与家用220V交流电所连接，将家用220V交流电转换为直流电；
本发明的所述帕尔贴单元又称为半导体制冷片；其工作原理为当直流电接通电路后，电流从N型半导体材料流向P型半导体材料吸收热量成为冷端，相反电流从P型半导体材料流向N型半导体材料释放热量成为热端。由于所述帕尔贴单元右侧连接有电源电路，可根据需要改变电流输入口的电流方向从而改变帕尔贴单元的冷/热端，由于所述电控盒内设有整流器和电流控制器，所述整流器与家用220V交流电所连接，将家用220V交流电转换为直流电，所述电流控制器可根据需要调控电流大小从而改变帕尔贴单元的制冷/散热效果。
制冷/散热装置与导冷/热块接触设有底板；所述底板周向等距向外射线设置有交错排列的冷凝/散热柱组件，所述冷凝/散热柱组件包括顶部、底部设置若干个三棱柱以及中间设置的若干个四棱柱，其中每个所述三棱柱和四棱柱的轴线均与水平线平行设置，所述冷凝/散热柱组件依次交错排列形成一个与水平向呈45°角的气流通道，所述冷凝/散热柱组件的表面设置冷凝片；
所述冷凝/散热柱组件的正下方设置有冷凝水收集装置，所述通风室正下方设置有加湿室，所述加湿室与冷凝水收集装置相连通并共同构成冷凝水的储水室；所述冷凝水收集装置的上平面具有一定的坡度且覆有一层消毒杀菌滤膜；保证所收集到的冷凝水处于无菌环境下;且平面中间设置有一冷凝水收集水孔。
本发明的进一步改进在于：所述加湿室的内底部设置有一超声波发生器，加湿室的顶部设置有一微孔隔板，所述微孔隔板由多个出水孔构成，其中所述出水孔上端为正方形且底部呈圆形，其中所述出水孔的上端均呈一定的倾斜状向所述底部过渡；可让残留多余的水分沿着坡度流向加湿室；
所述超声波发生器与出水孔通过雾化管道连接；储水室内设置有水位传感器，所述冷凝水储水室除了冷凝水收集装置的冷凝水收集水孔和加湿出水孔之外，其余均设置有密封隔板。
本发明超声波发生器可将水雾化通过雾化管道将水雾经过圆形出孔喷出加湿室进入通风室与室外新风混合达到加湿的目的。所述冷凝水收集装置与加湿室组成的储水室内设置有水位传感器，所述水位传感器可以感应到储水室内水位的变化，并将水位信息传递给总控制器，当水位超过设定水位阈值时，总控制器通过控制打开第二风道中加湿室内的超声波发生器，将多余的水分雾化沿着雾化管道喷出加湿室随着室内回风一起排出室外以保证储水室内水位一直低于设定水位以下。所述冷凝水储水室在整个温湿调控模块的正下方接触连接，且除了冷凝水收集装置的进水孔和加湿出水孔之外，其余均设置有密封隔板。
本发明温度传感器、湿度传感器将所感应到的室内空气温湿度传递给以上所述控制器，根据室内空气的温度变化调整电控盒中帕尔贴单元的连接电路，根据空气湿度变化开关加湿室内超声波发生器。空气质量传感器将感应到的空气污染信息传递给以上所述控制器，当空气中污染物浓度超过设定污染阈值，所述控制器控制开启新风。
本发明的进一步改进在于：其中所述室外新风进风口的前端设有粗效滤网层，实现最初的粗效过滤。
本发明的进一步改进在于：所述第一送风风机和第二送风风机的风扇为贯流风扇、离心风扇或轴流风扇其中的一种，所述风机风扇的材质为金属材质或塑料材质。
本发明的进一步改进在于：所述过滤模块由HEPA和活性炭复合滤网层组成，且滤网层上涂覆由抗菌防霉材料，HEPA和活性炭复合滤层净化效率高，可使PM2.5过滤效率达到99%以上，同时滤网层上的抗菌防霉材料可使室外新风中的细菌和霉菌等有害菌种丧失活性，保证室内空气的卫生清洁；所述过滤模块的外壳与所述壳体滑动连接固；便于净化滤网的拆卸和更换。
本发明的进一步改进在于：所述冷凝片采用纯铜或纯铝制备。
本发明的一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置的调控方法：（1）夏天，当室内外空气比较潮湿且温度较高时，室外新风沿着第一风道经过帕尔贴单元的制冷装置，空气中的水汽在冷凝柱被冷却凝结成细小的水滴沿着冷凝柱滑落到冷凝水收集装置,达到减小湿度的作用；同时室外高温气体与冷凝柱冷表面充分接触，形成热交换，使室外新风温度降低，达到降温的作用。此外，室内空气通过第二风道中帕尔贴单元的热端将热空气带出散热装置，形成室内新风循环，且防止热量过高烧毁帕尔贴单元。
（2）冬天，当室内外空气比较干燥且温度较低时，首先通过电控盒改变帕尔贴单元P型半导体材料和N型半导体材料端部的电流方向，改变帕尔贴单元的冷/热端，使原来的冷端变为当前的热端，原来的热端变为当前的冷端，室外新风沿着第一风道经过散热装置，与散热柱形成热交换，使室外新风温度升高，达到升温的作用。同时通过主控制器启动第一风道中加湿室中超声波发生器，将储水室内的水分通过雾化作用沿着雾化管道喷到通风室与室外新风混合，送入室内，达到加湿的作用。同时室内冷空气沿着第二风道中帕尔贴单元的冷端将室内冷空气带出室外。
（3）当室内外空气温度与湿度较为适宜时，此时通过电控盒断开帕尔贴单元的连接电路，使帕尔贴单元停止工作，此时室外新风沿着第一风道经过过滤模块后直接进入室内，同时室内空气沿着第二风道直接排出室外，形成新风循环。
（4）如果在北部寒带冬天温度极低地区或者南方热带夏天温度较高地区，均可通过调节电控盒内电流控制器的电流大小来控制冷/热端的制冷/热量，实现温湿度协同控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过简易的帕尔贴单元构成温湿调控模块，可在不同天气/气候条件下，实现室内空气质量与温湿度协同调控。
（2）本发明的新风净化装置采用直流风路设计，气流阻力小，噪音较小。（3）本发明内部结构简单，构件较少，能耗较低，易于维修。
（4）本发明加湿模块的水分来源于空气，无需地面水箱供给，可实现水分循环利用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1本发明装置俯视结构剖视图；
图2为本发明帕尔贴单元工作原理图；
图3本发明帕尔贴单元结构示意图；
图4本发明温湿调控模块单侧结构示意图；
图5本发明温湿调控模块主视图；
图6本发明温湿调控模块左视图；
图7本发明冷凝水储水室结构示意图；
图中：1-壳体；2-室外新风进风口；3-室内新风排风口；4-室内回风进风口；5-室外回风排风口；6-粗效过滤网；7-过滤模块；8-制冷/散热装置；9-通风室；10-帕尔贴单元；11-导冷/热块；12-冷凝/散热柱组件；13-第一送风风机；14-第二送风风机；15-电控盒；16-主控制器；17-温度传感器；18-湿度传感器；19-空气质量传感器；20-冷凝水收集装置；21-加湿室；22-冷凝水储水室；101-金属导体；102-绝缘体陶瓷片；103-N型半导体材料；104-P型半导体材料；105-连接电源线路；120-气流通道；201-水位传感器；202-冷凝水收集水孔；211-雾化管道；212-出水孔；213-超声波发生器。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1-7，本实施例的一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，包括壳体1，所述壳体1内设有总控制器16、温度传感器17、湿度传感器18和空气质量传感器19，其中所述温度传感器17、湿度传感器18和空气质量传感器19均与所述总控制器16电连接；
所述壳体1的左侧外端设有室外新风进风口2和室外回风排风口5；所述壳体1的右侧外端设有室内新风排风口3和室内回风进风口4；其中所述室外新风进风口2的前端设有粗效滤网层6。
所述壳体内设有帕尔贴单元10，其中沿所述帕尔贴单元10的中轴线对称设制冷散热模块8和通风室9。
其中所述壳体1内从左到右依次通过室外新风进口2、过滤模块7、制冷散热模块8、通风室9、第一送风机13和室外新风排风口3形成第一风道；所述壳体1内从右到左依次通过室内回风进风口4、通风室9、制冷散热模块8、第二送风风机14和室外回风排风口5形成第二风道；
其中所述帕尔单元10的两端分别通过导冷/热块11与每个所述制冷/散热模块8相接触；
所述帕尔贴单元10是由N型半导体材料103和P型半导体材料104串联所形成的的电偶对；所述帕尔贴单元10的右侧连接有电源电路105，所述电源电路105在P型半导体材料104和N型半导体材料103的端部均设有两个电流输入口，所述电源电路105与电控盒15相连接，所述电控盒15内设有整流器和电流控制器，所述整流器与家用220V交流电所连接，将家用220V交流电转换为直流电；所述电流控制器可根据需要调控电流大小从而改变帕尔贴单元的制冷/散热效果。
制冷/散热装置8与导冷/热块11接触设有底板，所述底板周向等距向外射线设置有交错排列的冷凝/散热柱组件12，所述冷凝/散热柱组件12包括顶部、底部设置若干个三棱柱以及中间设置的若干个四棱柱，其中每个所述三棱柱和四棱柱的轴线均与水平线平行设置，所述冷凝/散热柱12组件依次交错排列形成一个与水平向呈45°角的气流通道120，所述冷凝/散热柱组件12的表面设置冷凝片；所述冷凝片采用纯铜或纯铝制备。
所述冷凝/散热柱组件12的正下方设置有冷凝水收集装置20，所述通风室9正下方设置有加湿室21，所述加湿室21与冷凝水收集装置20相连通并共同构成冷凝水的储水室22；所述冷凝水收集装置20的上平面具有一定的坡度且覆有一层消毒杀菌滤膜；保证所收集到的冷凝水处于无菌环境下；且平面中间设置有一冷凝水收集水孔202。
所述加湿室21的内底部设置有一超声波发生器213，加湿室21的顶部设置有一微孔隔板，所述微孔隔板由多个出水孔212构成，其中所述出水孔上端为正方形且底部呈圆形，其中所述出水孔的上端均呈一定的倾斜状向所述底部过渡；所述超声波发生器213与出水孔212通过雾化管道211连接；储水室22内设置有水位传感器201，所述冷凝水储水室22除了冷凝水收集装置20的冷凝水收集水孔202和加湿出水孔212之外，其余均设置有密封隔板。
所述第一送风风机13和第二送风风机14的风扇为贯流风扇、离心风扇或轴流风扇其中的一种，所述风机风扇的材质为金属材质或塑料材质。
所述过滤模块7由HEPA和活性炭复合滤网层组成，且滤网层上涂覆由抗菌防霉材料，所述过滤模块7的外壳与所述壳体1滑动连接固定。
本实施例超声波发生器213可将水雾化通过雾化管道211将水雾经过出水孔212喷出加湿室21进入通风室9与室外新风混合达到加湿的目的。所述冷凝水收集装置20与加湿室21组成的储水室内设置有水位传感器201，所述水位传感器201可以感应到储水室内水位的变化，并将水位信息传递给总控制器，当水位超过设定水位阈值时，总控制器16通过控制打开第二风道中加湿室内的超声波发生器213，将多余的水分雾化沿着雾化管道喷出加湿室21随着室内回风一起排出室外以保证冷凝水储水室22内水位一直低于设定水位以下。所述冷凝水储水室22在整个温湿调控模块的正下方接触连接。
本发明所述壳体1内设有总控制器16、温度传感器17、湿度传感器18和空气质量传感器19，其中所述温度传感器17、湿度传感器18和空气质量传感器19与所述总控制器16电连接，温度传感器17、湿度传感器18将所感应到的室内空气温湿度传递给以上所述控制器16，根据室内空气的温度变化调整电控盒15中帕尔贴单元10的连接电路，根据空气湿度变化开关加湿室21内超声波发生器213。空气质量传感器19将感应到的空气污染信息传递给以上所述总控制器16，当空气中污染物浓度超过设定污染阈值，所述控制器控制开启新风。
一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置的调控方法是：
（1）夏天，当室内外空气比较潮湿且温度较高时，室外新风沿着第一风道经过帕尔贴单元10的制冷装置8，空气中的水汽在冷凝柱12被冷却凝结成细小的水滴沿着冷凝柱12滑落到冷凝水收集装置20,达到减小湿度的作用。同时室外高温气体与冷凝柱12冷表面充分接触，形成热交换，使室外新风温度降低，达到降温的作用。此外，室内空气通过第二风道中帕尔贴单元10的热端将热空气带出散热装置8，形成室内新风循环，且防止热量过高烧毁帕尔贴单元。通过净化后，PM2.5过滤效率达到99%以上，且温湿度满足室内工作生活需求与人体的舒适度。
（2）冬天，当室内外空气比较干燥且温度较低时，首先通过电控盒15改变帕尔贴单元P型半导体材料104和N型半导体材料103端部的电流方向，改变帕尔贴单元10的冷/热端，使原来的冷端变为当前的热端，原来的热端变为当前的冷端，室外新风沿着第一风道经过散热装置8，与散热柱12形成热交换，使室外新风温度升高，达到升温的作用。同时通过主控制器16启动第一风道中加湿室21中超声波发生器213，将储水室22内的水分通过雾化作用沿着雾化管道211喷到通风室9与室外新风混合，送入室内，达到加湿的作用。同时室内冷空气沿着第二风道中帕尔贴单元10的冷端将冷空气带出室外。通过净化后，PM2.5过滤效率达到99%以上，且温湿度满足室内工作生活需求与人体的舒适度。
（3）当室内外空气温度与湿度较为适宜时，此时通过电控盒15断开帕尔贴单元10的连接电路，使帕尔贴单元10停止工作，此时室外新风沿着第一风道经过过滤模块7进入室内，同时室内空气沿着第二风道直接排出室外，形成新风循环。
（4）在北部寒带冬天温度极低地区或者南方热带夏天温度较高地区，均可通过调节电控盒15内电流控制器的电流大小来控制冷/热端的制冷/热量，实现温湿度协同控制。
以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，其特征在于：包括壳体（1），所述壳体（1）内设有总控制器（16）、温度传感器（17）、湿度传感器（18）和空气质量传感器（19），其中所述温度传感器（17）、湿度传感器（18）和空气质量传感器（19）均与所述总控制器（16）电连接；所述壳体（1）的左侧外端设有室外新风进风口（2）和室外回风排风口（5）；所述壳体（1）的右侧外端设有室内新风排风口（3）和室内回风进风口（4）；
所述壳体内设有帕尔贴单元10，其中沿所述帕尔贴单元10的中轴线对称设制冷/散热模块（8）和通风室（9）；
其中所述壳体（1）内从左到右依次通过室外新风进口（2）、过滤模块（7）、制冷散热模块（8）、通风室（9）、第一送风机（13）和室外新风排风口（3）形成第一风道；所述壳体（1）内从右到左依次通过室内回风进风口（4）、通风室（9）、制冷散热模块（8）、第二送风风机（14）和室外回风排风口（5）形成第二风道；
其中所述帕尔单元（10）的两端分别通过导冷/热块（11）与每个所述制冷/散热模块（8）相接触；
所述帕尔贴单元10是由N型半导体材料（103）和P型半导体材料（104）串联所形成的的电偶对；所述帕尔贴单元（10）的右侧连接有电源电路（105），所述电源电路（105）在P型半导体材料（104）和N型半导体材料（103）的端部均设有两个电流输入口，所述电源电路（105）与电控盒（15）相连接，所述电控盒（15）内设有整流器和电流控制器，所述整流器与家用220V交流电所连接，将家用220V交流电转换为直流电；
制冷/散热装置8与导冷/热块11接触设有底板；所述底板周向等距向外射线设置有交错排列的冷凝/散热柱组件（12），所述冷凝/散热柱组件（12）包括顶部、底部设置若干个三棱柱以及中间设置的若干个四棱柱，其中每个所述三棱柱和四棱柱的轴线均与水平线平行设置，所述冷凝/散热柱（12）组件依次交错排列形成一个与水平向呈45°角的气流通道（120），所述冷凝/散热柱组件（12）的表面设置冷凝片；
所述冷凝/散热柱组件（12）的正下方设置有冷凝水收集装置（20），所述通风室（9）正下方设置有加湿室（21），所述加湿室（21）与冷凝水收集装置（20）相连通并共同构成冷凝水的储水室（22）；所述冷凝水收集装置（20）的上平面具有一定的坡度且覆有一层消毒杀菌滤膜；且平面中间设置有一冷凝水收集水孔（202）。
2.根据权利要求1所述的一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，其特征在于：所述加湿室（21）的内底部设置有一超声波发生器（213），加湿室（21）的顶部设置有一微孔隔板，所述微孔隔板由多个出水孔（212）构成，其中所述出水孔（212）上端为正方形且底部呈圆形，其中所述出水孔（212）的上端均呈一定的倾斜状向所述底部过渡；所述超声波发生器（213）与出水孔（212）通过雾化管道（211）连接；储水室（22）内设置有水位传感器（201），所述冷凝水储水室（22）除了冷凝水收集装置（20）的冷凝水收集水孔（202）和加湿出水孔（212）之外，其余均设置有密封隔板。
3.根据权利要求1所述的一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，其特征在于：其中所述室外新风进风口（2）的前端设有粗效滤网层（6）。
4.根据权利要求1所述的一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，其特征在于：所述第一送风风机（13）和第二送风风机（14）的风扇为贯流风扇、离心风扇或轴流风扇其中的一种，所述风机风扇的材质为金属材质或塑料材质。
5.根据权利要求1所述的一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，其特征在于：所述过滤模块（7）由HEPA和活性炭复合滤网层组成，且滤网层上涂覆由抗菌防霉材料，所述过滤模块（7）的外壳与所述壳体（1）滑动连接固定。
6.根据权利要求1所述的一种具有温湿协同调控功能的新风净化装置，其特征在于：所述冷凝片采用纯铜或纯铝制备。
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