CN111256221A - 一种绿植协同光催化净化空调系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绿植协同光催化净化空调系统及方法，包括绿植房，绿植房内设置有绿植生态产氧系统、TiO2光催化系统、自给式能源供给系统和降温除湿系统；绿植生态产氧系统包括多个绿植盆栽；TiO2光催化系统包括紫外线灯和TiO2金属滤网；自给式能源供给系统包括太阳能发电装置和蓄电池；降温除湿系统包括新回风进风单元、吸附除湿单元、降温单元和送风单元。本发明系统结构简单，设计合理，不仅能够满足对室内空气的热湿要求，同时，还能够大幅度提高室内空气含氧量，降低室内污染物浓度，满足对室内空气新鲜度和消毒杀菌的需求，本发明的方法能够使空气在绿植房内循环净化，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种绿植协同光催化净化空调系统及方法
技术领域
本发明属于空调净化技术领域，具体涉及一种绿植协同光催化净化空调系统及方法。
背景技术
根据统计，人的一天当中有超过90％的时间都是在室内渡过的，因此，室内环境的品质成为人们的首要之选，舒适、健康成为选择室内环境的关注点。
近年来，由于室内的建筑装饰材料中、家具中化学成份的使用，使甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、氡和TOVC等污染物进入室内，造成室内污染物含量高，而目前大多数空调系统仅仅完成了空气的热湿处理，对室内的污染物只能通过稀释少量排放至室外，无法满足健康舒适的室内空气品质要求；同时，由于大多数空调房内节能的要求，导致送入室内的新风量不足；而少量进入室内的空气由于汽车尾气和工业废气的大量排放，造成室内空气中含有大量的NOx，SOx、粉尘等，室内空调系统缺乏自净功能，长时间处于室内的人员，严重威胁着身体健康。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种绿植协同光催化净化空调系统，其系统结构简单，设计合理，实现方便，不仅能够满足对室内空气的热湿要求，同时，还能大幅度提高室内空气含氧量，降低室内污染物浓度，满足对室内空气新鲜度和消毒杀菌的需求，本发明的方法能够使空气在绿植房内循环净化使用，持续创造健康、舒适的环境，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种绿植协同光催化净化空调系统，包括绿植房，所述绿植房内设置有绿植生态产氧系统、TiO2光催化系统、自给式能源供给系统和降温除湿系统；所述绿植生态产氧系统包括多个绿植盆栽和用于放置绿植盆栽的立体放置架，所述立体放置架设置在绿植房的中部；所述TiO2光催化系统包括设置在绿植房内壁顶的第一紫外线灯、设置在绿植房内侧壁面的第二紫外线灯和设置在绿植房底部的环形风道，所述环形风道内竖直设置有条缝形送风口，所述环形风道与绿植房的连通处倾斜设置有TiO2金属滤网，所述环形风道远离TiO2金属滤网的一端设置有风道进风口；所述自给式能源供给系统包括设置在绿植房外顶的太阳能发电装置和位于太阳能发电装置下方且用于为第一紫外线灯和第二紫外线灯供电的蓄电池；所述降温除湿系统包括新回风进风单元、吸附除湿单元、降温单元和送风单元，所述新回风进风单元包括设置在绿植房外侧且与环形风道连通的新回风管道，所述新回风管道远离环形风道的一端设置有新风入口，所述新风入口处设置有新风过滤器，所述新风过滤器靠近风道进风口的一侧设置有用于控制新风进入量的新风调节阀，所述新回风管道的底部设置有位于新风调节阀与风道进风口之间的回风口，所述回风口内设置有回风调节阀；所述吸附除湿单元包括设置在绿植房顶部的除湿风道和再生风道，所述除湿风道与再生风道之间设置有隔风板和隔热板，所述除湿风道上设置有供净化消毒后空气进入的空气入口，所述除湿风道内设置有吸附除湿转动机构，所述再生风道上设置有再生空气入口和排风口，所述再生空气入口处设置有红外电加热器，所述排风口处设置有排风机，所述再生风道内设置有太阳能辐射加热板；所述降温单元包括与除湿风道连通的降温风道，所述降温风道内设置有表冷器；所述送风单元包括与降温风道连通的送风管，所述送风管内设置有送风机，所述送风机靠近降温风道的一侧设置有送风调节阀。
上述的一种绿植协同光催化净化空调系统，所述吸附除湿转动机构包括主动轮、从动轮和电机，所述主动轮与电机的输出轴连接，所述主动轮与从动轮上跨接有传动皮带，所述传动皮带上设置有除湿吸附带，所述主动轮、从动轮和电机均通过支架与绿植房壁顶固定连接。
上述的一种绿植协同光催化净化空调系统，所述绿植盆栽为吊兰或绿萝。
上述的一种绿植协同光催化净化空调系统，所述TiO2金属滤网的形状为内部镂空的梯形且在TiO2金属滤网上均匀涂抹TiO2光催化薄膜。
上述的一种绿植协同光催化净化空调系统，所述绿植房的顶部形状为锥形，且材质为钢化玻璃。
本发明还公开了一种绿植协同光催化净化空调的方法，该方法的具体步骤为：
步骤一、将所述立体放置架环形布置在绿植房的中部；
步骤二、将所述绿植盆栽放置在立体放置架上；
步骤三、将第一紫外线灯的供电端和第二紫外线灯的供电端均与蓄电池的输出端连接；
步骤四、将送风管接入空调房内，将空调房内的回风通过管路接到所述回风口；
步骤五、当绿植协同光催化净化空调系统运行时，来自室外的新风通过新风入口进入新回风管道中；同时，来自空调房内的回风通过回风口进入新回风管道中；
步骤六、新风与回风混合后的混合空气通过风道进风口进入环形风道中；
步骤七、混合空气经过环形风道减速后由条缝形送风口送出，低速经过TiO2金属滤网，在第一紫外线灯和第二紫外线灯照射下进行消毒杀菌，并将混合空气中的有机污染物降解为CO2和H2O，得到净化消毒后的空气进入绿植生态产氧系统中；
步骤八、所述绿植盆栽在光合作用下吸收净化空气中的CO2和H2O，释放O2；同时，绿植盆栽吸附空气中的PM2.5颗粒状污染物；
步骤九、经过绿植生态产氧系统作用后的空气通过空气入口进入除湿风道中，通过除湿单元除湿后，生成高热低湿的空气进入降温风道中；
步骤十、高热低湿的空气通过表冷器后，生成低温低湿的空气进入送风管中，在送风机作用下，送入空调房内。
上述的一种绿植协同光催化净化空调系统的方法，步骤九中所述除湿单元除湿的具体过程为：所述电机工作，带动主动轮转动，通过传动皮带带动从动轮转动，带动除湿吸附带转动，除湿吸附带对进入除湿风道中的空气进行除湿，空气中的水蒸气被除湿吸附带吸附，当除湿吸附带在除湿风道完全吸附后转动进入再生风道，吸附后的除湿吸附带在再生风道内进行再生，由再生空气入口进入再生风道内的空气，在太阳能辐射加热板或红外电加热器的作用下，对除湿吸附带进行再生，再生过程中再生风道内产生的高热高湿空气在排风机作用下通过排风口排至绿植房外。
上述的一种绿植协同光催化净化空调系统的方法，所述在太阳能辐射加热板或红外电加热器的作用下，对除湿吸附带进行再生的具体过程为：当太阳能辐射加热板提供的辐射热能在60℃及以上时，关闭红外电加热器，直接采用太阳能辐射加热板对除湿吸附带进行再生；当太阳能辐射加热板提供的辐射热能在60℃以下时，开启红外电加热器对除湿吸附带进行再生。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明系统结构简单，设计合理，实现方便。
2、本发明利用太阳能发电装置将太阳能转化成电能存储在蓄电池中，为第一紫外线灯和第二紫外线灯提供电能，第一紫外线灯和第二紫外线灯发光，为绿植生态产氧系统中绿植盆栽进行光合作用，以及TiO2光催化系统中TiO2光催化薄膜降解污染物提供光源，保证系统持续高效运行。
3、本发明的绿植生态产氧系统能够释放大量的O2，提高绿植房内空气中含氧量，改善空调房内空气品质。
4、本发明的TiO2光催化系统能够有效降解即将进入绿植房内空气中的污染物，并通过第一紫外线灯和第二紫外线灯的照射，实现对空气中病毒的灭除，达到净化消毒空气的目的。
5、本发明将绿植房室外新风与来自空调房内的回风混合后进入环形风道，经过位于绿植房墙壁底部环形风道后由条缝型风口低速送至TiO2金属滤网与条缝型风口组成的空间内，再经过TiO2金属滤网进入绿植房内，利用置换通风原理，形成自下而上的活塞气流组织，使得绿植盆栽充分进行光合作用。
6、本发明通过吸附除湿转动机构，使得除湿吸附带连续不断的对进入降温除湿风道内的空气除湿。
7、本发明的绿植房整体材质为钢化玻璃，整体结构透光性良好，能够保证阳光360°全方位照射。
8、本发明通过倾斜设置的TiO2金属滤网，增大空气与TiO2金属滤网的接触面积，能够有效降解空气中的有机污染物。
9、本发明的太阳能辐射热板和红外电加热器交替使用，有效利用新能源的同时减少常规能源的使用，达到节能减排的目的。
综上所述，本发明系统结构简单，设计合理，实现方便，不仅能够满足对室内空气的热湿要求，同时，还能大幅度提高室内空气含氧量，降低室内污染物浓度，满足对室内空气新鲜度和消毒杀菌的需求，本发明的方法能够使空气在绿植房内循环净化使用，持续创造健康、舒适的环境，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明吸附除湿转动机构的结构示意图。
附图标记说明:
1—绿植房； 2—绿植盆栽； 3—立体放置架；
4-1—第一紫外线灯； 4-2—第二紫外线灯； 5—环形风道；
6—条缝形送风口； 7—TiO2金属滤网； 8—风道进风口；
9—太阳能发电装置； 10—蓄电池； 11—新回风管道；
12—新风入口； 13—新风过滤器； 14—新风调节阀；
15—回风口； 16—回风调节阀； 17—除湿风道；
18—再生风道； 19—隔风板； 20—空气入口；
21—再生空气入口； 22—排风口； 23—红外电加热器；
24—排风机； 25—太阳能辐射热板； 26—降温风道；
27—表冷器； 28—送风管； 29—送风机；
30—送风调节阀； 31—主动轮； 32—从动轮；
33—电机； 34—传动皮带； 35—除湿吸附带；
36—支架； 37—隔热板。
具体实施方式
如图1所示，本发明的绿植协同光催化净化空调系统，包括绿植房1，所述绿植房1内设置有绿植生态产氧系统、TiO2光催化系统、自给式能源供给系统和降温除湿系统；所述绿植生态产氧系统包括多个绿植盆栽2和用于放置绿植盆栽2的立体放置架3，所述立体放置架3设置在绿植房1的中部；所述TiO2光催化系统包括设置在绿植房1内壁顶的第一紫外线灯4-1、设置在绿植房1内侧壁面的第二紫外线灯4-2和设置在绿植房1底部的环形风道5，所述环形风道5内竖直设置有条缝形送风口6，所述环形风道5与绿植房1的连通处倾斜设置有TiO2金属滤网7，所述环形风道5远离TiO2金属滤网7的一端设置有风道进风口8；所述自给式能源供给系统包括设置在绿植房1外顶的太阳能发电装置9和位于太阳能发电装置9下方且用于为第一紫外线灯4-1和第二紫外线灯4-2供电的蓄电池10；所述降温除湿系统包括新回风进风单元、吸附除湿单元、降温单元和送风单元，所述新回风进风单元包括设置在绿植房1外侧且与环形风道5连通的新回风管道11，所述新回风管道11远离环形风道5的一端设置有新风入口12，所述新风入口12处设置有新风过滤器13，所述新风过滤器13靠近风道进风口8的一侧设置有用于控制新风进入量的新风调节阀14，所述新回风管道11的底部设置有位于新风调节阀14与风道进风口8之间的回风口15，所述回风口15内设置有回风调节阀16；所述吸附除湿单元包括设置在绿植房1顶部的除湿风道17和再生风道18，所述除湿风道17与再生风道18之间设置有隔风板19和隔热板37，所述除湿风道17上设置有供净化消毒后空气进入的空气入口20，所述除湿风道17内设置有吸附除湿转动机构，所述再生风道18上设置有再生空气入口21和排风口22，所述再生空气入口21处设置有红外电加热器23，所述排风口22处设置有排风机24，所述再生风道18内设置有太阳能辐射加热板25；所述降温单元包括与除湿风道17连通的降温风道26，所述降温风道26内设置有表冷器27；所述送风单元包括与降温风道26连通的送风管28，所述送风管28内设置有送风机29，所述送风机29靠近降温风道26的一侧设置有送风调节阀30。
具体实施时，绿植房室外新风与室内回风混合后进入环形风道5，经过环形风道5后由条缝形送风口6低速送至TiO2金属滤网7与条缝形送风口6组成的空间内，经过TiO2金属滤网7进入绿植房内，利用置换通风原理，形成自下而上的活塞气流组织，使得绿植盆栽2充分进行光合作用。
本实施例中，如图2所示，所述吸附除湿转动机构包括主动轮31、从动轮32和电机33，所述主动轮31与电机33的输出轴连接，所述主动轮31与从动轮32上跨接有传动皮带34，所述传动皮带34上设置有除湿吸附带35，所述主动轮31、从动轮32和电机33均通过支架36与绿植房1壁顶固定连接。
本实施例中，所述绿植盆栽2为吊兰或绿萝。
具体实施时，吊兰或绿萝产氧性能好。
本实施例中，所述TiO2金属滤网7的形状为内部镂空的梯形且在TiO2金属滤网7上均匀涂抹TiO2光催化薄膜。
具体实施时，通过增大新回风混合空气与TiO2金属滤网7接触面积，能够有效降解空气中的有机污染物。
本实施例中，所述绿植房1的顶部形状为锥形，且材质为钢化玻璃。
具体实施时，绿植房1的顶部形状为锥形，且材质为钢化玻璃，整体结构透光性良好，能够保证阳光360°全方位照射。
本发明的绿植协同光催化净化空调系统的方法的具体步骤为：
步骤一、将所述立体放置架3环形布置在绿植房1的中部；
步骤二、将所述绿植盆栽2放置在立体放置架3上；
步骤三、将第一紫外线灯4-1的供电端和第二紫外线灯4-2的供电端均与蓄电池10的输出端连接；
步骤四、将送风管28接入空调房内，将空调房内的回风通过管路接到所述回风口15；
步骤五、当绿植协同光催化净化空调系统运行时，来自室外的新风通过新风入口12进入新回风管道11中；同时，来自空调房内的回风通过回风口15进入新回风管道11中；
步骤六、新风与回风混合后的混合空气通过风道进风口8进入环形风道5中；
步骤七、混合空气经过环形风道5减速后由条缝形送风口6送出，低速经过TiO2金属滤网7，在第一紫外线灯4-1和第二紫外线灯4-2照射下进行消毒杀菌，并将混合空气中的有机污染物降解为CO2和H2O，得到净化消毒后的空气进入绿植生态产氧系统中；
步骤八、所述绿植盆栽2在光合作用下吸收净化空气中的CO2和H2O，释放O2；同时，绿植盆栽2吸附空气中的PM2.5颗粒状污染物；
步骤九、经过绿植生态产氧系统作用后的空气通过空气入口20进入除湿风道17中，通过除湿单元除湿后，生成高热低湿的空气进入降温风道26中；
步骤十、高热低湿的空气通过表冷器27后，生成低温低湿的空气进入送风管28中，在送风机29作用下，送入空调房内。
本方法步骤九中所述除湿单元除湿的具体过程为：所述电机33工作，带动主动轮31转动，通过传动皮带34带动从动轮32转动，带动除湿吸附带35转动，除湿吸附带35对进入除湿风道17中的空气进行除湿，空气中的水蒸气被除湿吸附带35吸附，当除湿吸附带35在除湿风道17完全吸附后转动进入再生风道18，吸附后的除湿吸附带35在再生风道18内进行再生，由再生空气入口21进入再生风道18内的空气，在太阳能辐射加热板25或红外电加热器23的作用下，对除湿吸附带35进行再生，再生过程中再生风道18内产生的高热高湿空气在排风机24作用下通过排风口22排至绿植房1外。
本方法中，所述在太阳能辐射加热板25或红外电加热器23的作用下，对除湿吸附带35进行再生的具体过程为：当太阳能辐射加热板25提供的辐射热能在60℃及以上时，关闭红外电加热器23，直接采用太阳能辐射加热板25对除湿吸附带35进行再生；当太阳能辐射加热板25提供的辐射热能在60℃以下时，开启红外电加热器23对除湿吸附带35进行再生。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种绿植协同光催化净化空调系统，其特征在于：包括绿植房(1)，所述绿植房(1)内设置有绿植生态产氧系统、TiO2光催化系统、自给式能源供给系统和降温除湿系统；
所述绿植生态产氧系统包括多个绿植盆栽(2)和用于放置绿植盆栽(2)的立体放置架(3)，所述立体放置架(3)设置在绿植房(1)的中部；
所述TiO2光催化系统包括设置在绿植房(1)内壁顶的第一紫外线灯(4-1)、设置在绿植房(1)内侧壁面的第二紫外线灯(4-2)和设置在绿植房(1)底部的环形风道(5)，所述环形风道(5)内竖直设置有条缝形送风口(6)，所述环形风道(5)与绿植房(1)的连通处倾斜设置有TiO2金属滤网(7)，所述环形风道(5)远离TiO2金属滤网(7)的一端设置有风道进风口(8)；
所述自给式能源供给系统包括设置在绿植房(1)外顶的太阳能发电装置(9)和位于太阳能发电装置(9)下方且用于为第一紫外线灯(4-1)和第二紫外线灯(4-2)供电的蓄电池(10)；
所述降温除湿系统包括新回风进风单元、吸附除湿单元、降温单元和送风单元，所述新回风进风单元包括设置在绿植房(1)外侧且与环形风道(5)连通的新回风管道(11)，所述新回风管道(11)远离环形风道(5)的一端设置有新风入口(12)，所述新风入口(12)处设置有新风过滤器(13)，所述新风过滤器(13)靠近风道进风口(8)的一侧设置有用于控制新风进入量的新风调节阀(14)，所述新回风管道(11)的底部设置有位于新风调节阀(14)与风道进风口(8)之间的回风口(15)，所述回风口(15)内设置有回风调节阀(16)；所述吸附除湿单元包括设置在绿植房(1)顶部的除湿风道(17)和再生风道(18)，所述除湿风道(17)与再生风道(18)之间设置有隔风板(19)和隔热板(37)，所述除湿风道(17)上设置有供净化消毒后空气进入的空气入口(20)，所述除湿风道(17)内设置有吸附除湿转动机构，所述再生风道(18)上设置有再生空气入口(21)和排风口(22)，所述再生空气入口(21)处设置有红外电加热器(23)，所述排风口(22)处设置有排风机(24)，所述再生风道(18)内设置有太阳能辐射加热板(25)；所述降温单元包括与除湿风道(17)连通的降温风道(26)，所述降温风道(26)内设置有表冷器(27)；所述送风单元包括与降温风道(26)连通的送风管(28)，所述送风管(28)内设置有送风机(29)，所述送风机(29)靠近降温风道(26)的一侧设置有送风调节阀(30)。
2.按照权利要求1所述的一种绿植协同光催化净化空调系统，其特征在于：所述吸附除湿转动机构包括主动轮(31)、从动轮(32)和电机(33)，所述主动轮(31)与电机(33)的输出轴连接，所述主动轮(31)与从动轮(32)上跨接有传动皮带(34)，所述传动皮带(34)上设置有除湿吸附带(35)，所述主动轮(31)、从动轮(32)和电机(33)均通过支架(36)与绿植房(1)壁顶固定连接。
3.按照权利要求1所述的一种绿植协同光催化净化空调系统，其特征在于：所述绿植盆栽(2)为吊兰或绿萝。
4.按照权利要求1所述的一种绿植协同光催化净化空调系统，其特征在于：所述TiO2金属滤网(7)的形状为内部镂空的梯形且在TiO2金属滤网(7)上均匀涂抹有TiO2光催化薄膜。
5.按照权利要求1所述的一种绿植协同光催化净化空调系统，其特征在于：所述绿植房(1)的顶部形状为锥形，且材质为钢化玻璃。
6.一种采用如权利要求1所述系统进行绿植协同光催化净化空调系统的方法，其特征在于：该方法的具体步骤为：
步骤一、将所述立体放置架(3)环形布置在绿植房(1)的中部；
步骤二、将所述绿植盆栽(2)放置在立体放置架(3)上；
步骤三、将第一紫外线灯(4-1)的供电端和第二紫外线灯(4-2)的供电端均与蓄电池(10)的输出端连接；
步骤四、将送风管(28)接入空调房内，将空调房内的回风通过管路接到所述回风口(15)；
步骤五、当绿植协同光催化净化空调系统运行时，来自室外的新风通过新风入口(12)进入新回风管道(11)中；同时，来自空调房内的回风通过回风口(15)进入新回风管道(11)中；
步骤六、新风与回风混合后的混合空气通过风道进风口(8)进入环形风道(5)中；
步骤七、混合空气经过环形风道(5)减速后由条缝形送风口(6)送出，低速经过TiO2金属滤网(7)，在第一紫外线灯(4-1)和第二紫外线灯(4-2)照射下进行消毒杀菌，并将混合空气中的有机污染物降解为CO2和H2O，得到净化消毒后的空气进入绿植生态产氧系统中；
步骤八、所述绿植盆栽(2)在光合作用下吸收净化空气中的CO2和H2O，释放O2；同时，绿植盆栽(2)吸附空气中的PM2.5颗粒状污染物；
步骤九、经过绿植生态产氧系统作用后的空气通过空气入口(20)进入除湿风道(17)中，通过除湿单元除湿后，生成高热低湿的空气进入降温风道(26)中；
步骤十、高热低湿的空气通过表冷器(27)后，生成低温低湿的空气进入送风管(28)中，在送风机(29)作用下，送入空调房内。
7.按照权利要求6所述的一种绿植协同光催化净化空调系统的方法，其特征在于：所述吸附除湿转动机构包括主动轮(31)、从动轮(32)和电机(33)，所述主动轮(31)与电机(33)的输出轴连接，所述主动轮(31)与从动轮(32)上跨接有传动皮带(34)，所述传动皮带(34)上设置有除湿吸附带(35)，步骤九中所述除湿单元除湿的具体过程为：所述电机(33)工作，带动主动轮(31)转动，通过传动皮带(34)带动从动轮(32)转动，带动除湿吸附带(35)转动，除湿吸附带(35)对进入除湿风道(17)中的空气进行除湿，空气中的水蒸气被除湿吸附带(35)吸附，当除湿吸附带(35)在除湿风道(17)完全吸附后转动进入再生风道(18)，吸附后的除湿吸附带(35)在再生风道(18)内进行再生，由再生空气入口(21)进入再生风道(18)内的空气，在太阳能辐射加热板(25)或红外电加热器(23)的作用下，对除湿吸附带(35)进行再生，再生过程中再生风道(18)内产生的高热高湿空气在排风机(24)作用下通过排风口(22)排至绿植房(1)外。
8.按照权利要求7所述的一种绿植协同光催化净化空调系统的方法，其特征在于：所述在太阳能辐射加热板(25)或红外电加热器(23)的作用下，对除湿吸附带(35)进行再生的具体过程为：当太阳能辐射加热板(25)提供的辐射热能在60℃及以上时，关闭红外电加热器(23)，直接采用太阳能辐射加热板(25)对除湿吸附带(35)进行再生；当太阳能辐射加热板(25)提供的辐射热能在60℃以下时，开启红外电加热器(23)对除湿吸附带(35)进行再生。
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