CN111375286A - Co2捕集装置、co2转换装置及碳捕集分体式空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CO2捕集装置、CO2转换装置及碳捕集分体式空调系统，CO2捕集装置包括箱体及分别安装在箱体内的风机、至少一个CO2捕集器；其中，所述风机用于将室内空气吸入箱体内以使得室内空气流过CO2捕集器；所述CO2捕集器包括至少一个用于吸附流过其的空气中的CO2的CO2吸附板和用于加热CO2吸附板以使得CO2吸附板释放所吸附的CO2的加热件。本发明的CO2捕集装置可以实现对室内空气中CO2的被动控制，改善室内空气质量，同时降低通风率，有利于人体健康。
Description
技术领域
本发明涉及一种CO2捕集装置、CO2转换装置和碳捕集分体式空调系统。
背景技术
室内空气污染最大元凶并不是大家害怕的甲醛，也不是PM2.5。大部分的人了解甲醛和PM2.5对身体的影响，但往往忽略CO2对人体的危害。而这种气体在达到一定含量之后，会严重危害我们的健康，而且没有任何净化器能够有效过滤CO2。
人体对空气中CO2的增长非常敏感，CO2含量每增加0.5％会导致人体的明显反映。如果我们短期处于CO2过高的房间里，CO2对我们的身体会起到以下影响：
当CO2的浓度达到1000PPM时，人们会感到沉闷，注意力开始不集中，心悸。如果在不透气的卧室里CO2达到1000PPM，而我们连续睡觉8个小时，早上起床时我们会感觉没有休息好，不想起床。如果办公室的空气中CO2含量达到1000PPM，员工们的工作效率会下降。CO2浓度达到1500-2000PPM时，人们会感到气喘、头痛、眩晕。两个人在密闭的卧室里睡一个晚上，CO2的浓度很容易达到2000PPM.办公室的空气中CO2浓度达到2000PPM时，员工们会感觉很困，注意力不集中，精神疲劳。超过了2000PPM后，我们甚至不想继续工作，思考能力明显下降。5000PPM以上时人体机能严重混乱，使人丧失知觉、神志不清。
人体自身的呼出已被发现是封闭环境中二氧化碳累积的主要原因之一，二氧化碳生成量为每人37克/小时。为了控制二氧化碳积累，安装和维护通风系统(HVAC)是目前按照ASHRAE标准使用的方法。由于二氧化碳在室内环境中通常不会达到稳态浓度，因此通常难以确定足够的通风率。在不增加空气交换通风率的情况下，降低室内空气CO2浓度和改善室内空气质量是很有必要的，但目前没有行之有效的装置和方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种CO2捕集装置，它可以在不增加空气交换通风率的情况下，实现对室内空气中CO2的被动控制，改善室内空气质量，有利于人体健康。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种CO2捕集装置，它包括箱体及分别安装在箱体内的风机、至少一个CO2捕集器；其中，
所述风机用于将室内空气吸入箱体内以使得室内空气流过CO2捕集器；
所述CO2捕集器包括至少一个用于吸附流过其的空气中的CO2的CO2吸附板和用于加热CO2吸附板以使得CO2吸附板释放所吸附的CO2的加热件。
进一步为了在不移动CO2捕集装置的前提下防止CO2吸附板释放的CO2逸入室内，所述箱体的两端各设置有一个可打开或封闭的开口，一开口为进风口，另一开口为出风口，所述箱体连通有延伸至室外的CO2释放管。
进一步为了方便封闭开口，所述箱体的两端各设置有一个用于封闭相应开口的盖板。
进一步，所述CO2捕集器的CO2吸附板设置有两个，所述加热件为加热板，所述加热板夹在两个CO2吸附板之间。
进一步提供了一种CO2吸附板的具体结构，所述CO2吸附板包括板体和涂在所述板体表面的胺基硅油基涂料层。
为了实现从室内空气吸附到的CO2的回收利用，从而减少家庭的CO2排放，本发明还提供了一种CO2转换装置，其与CO2捕集装置配合使用，其包括：
内置催化剂和水的反应器；
连通CO2捕集装置的箱体和反应器的CO2输送管道；
安装在CO2输送管道上以将CO2吸附板释放的CO2经CO2输送管道抽至反应器内的气泵；
用于将其收集、储存的太阳光投射至反应器以促进反应器内的水和CO2在催化剂的催化下发生反应以生产甲醛的聚光器。
为了合理利用空调余热以节省电加热加热件所消耗的电能，本发明还提供了一种碳捕集分体式空调系统，它包括：
分体式空调本体；
CO2捕集装置；
连接分体式空调本体和CO2捕集装置以将分体式空调本体的排气热量导入CO2捕集装置的箱体内以使得CO2吸附板受热释放CO2的热气旁通管路。
进一步提供了一种分体式空调本体的具体结构，所述分体式空调本体包括室外机、室内机、四通换向阀、室外换热器、室内换热器和压缩机；其中，
所述室外换热器安装在室外机内，所述室内换热器安装在室内机内，所述室外换热器的一制冷剂口与所述室内换热器的一制冷剂口相连通；
所述四通换向阀的第一接口与所述室内换热器的另一制冷剂口相连通，第二接口与所述压缩机的低压吸气口相连通，第三接口与所述室外换热器的另一制冷剂口相连通，第四接口与所述压缩机的高压排气口相连通；
所述热气旁通管路连通压缩机的高压排气口和CO2捕集装置的箱体。
进一步，室外机和室内机内还分别安装有用于加快空气流动的鼓风机。
进一步，连通所述室外换热器的一制冷剂口与所述室内换热器的一制冷剂口的管路上安装有用于对制冷剂节流降压的膨胀阀。
进一步，碳捕集分体式空调系统还包括CO2转换装置。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
1、在夜间或人们待在室内的其它时间段，利用风机将室内空气吸入箱体中，使室内空气流过CO2捕集器，并通过CO2吸附板实现CO2的捕集，在白天或者人们未待在室内的其它时间段，通过加热件的加热，将吸附的CO2重新释放出来，本发明的CO2捕集装置可以在不增加空气交换通风率的情况下，实现对室内空气中CO2的被动控制，改善室内空气质量，有利于人体健康；
2、CO2吸附板释放的CO2通过CO2输运管道进入气泵中，在气泵的作用下流入反应器中，流入反应器中的CO2与反应器中的水，催化剂充分接触，并在聚光器提供的太阳光照射下，发生化学反应，生成甲醇(CH3OH)，反应器还提供适当的反应环境，如温度，压力等，最终实现CO2的回收再利用，从而减少家庭的CO2排放，减少温室效应，如此，实现了家庭内空气中CO2的吸附及回收这一整套家用碳捕集过程，整个反应过程，条件温和，无需电解、加热等耗能步骤，避免电解水制氢本身消耗的大量电能，降低了能耗，具有一定的环境友好性；
3、依照热气旁通的原理，空调排气温度正好与CO2解吸温度相当，将排气的热量通过热气旁通管路导向CO2捕集器中，利用排气的余热回收，实现对CO2吸附板的加热，节省了电能加热加热件所消耗的电能，本发明是分体式空调与碳捕集装置的结合，通过四通换向阀实现了制冷制热模式的切换，满足家用空调便捷、易操作的特点；本发明的碳捕集分体式空调系统将分体式空调与CO2捕集装置巧妙地结合在一起，空气首先进入CO2捕集装置，分离CO2，余下的空气再进入分体式空调，参与到空调制冷制热循环中，有效提高了装置的效率，提高了能量利用率，符合当今节能减排的要求，并为其在全球范围内的推广提供技术支持；分体式空调器是把空调器分成室内机和室外机两部分，把噪声比较大的压缩机、轴流风扇等，安放在室外机中；把电气控制电路部件和室内换热器等室内不可缺少的部分安装在室内机中，分体式空调具有外形美观、式样多、占地小、噪声低、使用灵活、经济、实用、耐用等优点，将分体式空调与CO2捕集装置结合起来，既可以实现空气调节，又可以实现碳的捕集，其具有十分广阔的研究前景。
附图说明
图1为本发明的CO2捕集装置的结构示意图；
图2为本发明的CO2转换装置的结构示意图；
图3为本发明的碳捕集分体式空调系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1、3所示，一种CO2捕集装置，它包括箱体1及分别安装在箱体1内的风机2、至少一个CO2捕集器；其中，
所述风机2用于将室内空气吸入箱体1内以使得室内空气流过CO2捕集器；
所述CO2捕集器包括至少一个用于吸附流过其的空气中的CO2的CO2吸附板31和用于加热CO2吸附板31以使得CO2吸附板31释放所吸附的CO2的加热件32。
具体地，在夜间或人们待在室内的其它时间段，利用风机2将室内空气吸入箱体1中，使室内空气流过CO2捕集器，并通过CO2吸附板31实现CO2的捕集，在白天或者人们未待在室内的其它时间段，通过加热件32的加热，将吸附的CO2重新释放出来，本发明的CO2捕集装置可以在不增加空气交换通风率的情况下，实现对室内空气中CO2的被动控制，改善室内空气质量，有利于人体健康。
如图1、3所示，为了在不移动CO2捕集装置的前提下防止CO2吸附板31释放的CO2逸入室内，所述箱体1的两端各设置有一个可打开或封闭的开口，一开口为进风口，另一开口为出风口，所述箱体1连通有延伸至室外的CO2释放管4。
具体地，在箱体1的两开口处于打开状态时，所述风机2处于工作状态以将室内空气吸入箱体1内，所述CO2吸附板31吸附进入流经其的空气中的CO2；
在箱体1的两开口处于封闭状态时，所述CO2加热件32加热CO2释放板以使得CO2释放板释放CO2，释放的CO2从CO2释放管4排至室外。
如图1、3所示，为了方便封闭开口，所述箱体1的两端各设置有一个用于封闭相应开口的盖板11。
在本实施例中，所述盖板11铰接在箱体1上。
如图1所示，所述CO2捕集器的CO2吸附板31设置有两个，所述加热件32为加热板，所述加热板夹在两个CO2吸附板31之间。
在本实施例中，所述CO2吸附板31包括板体和涂在所述板体表面的胺基硅油基涂料层。
具体地，所述氨基硅油基涂料层的涂料由二氧化硅负载的胺基聚合物和聚丙烯酸基乳胶混合而成。聚丙烯酸基乳胶可用作封闭环境中被动控制CO2的缓冲材料，胺基二氧化硅涂料是良好的CO2吸附剂，该涂料在高湿度和高CO2浓度下，其性能有所提高，这些涂料可以重复使用而不会造成很大的效率损失。
实施例二
如图2所示，一种CO2转换装置，其与实施例一所述的CO2捕集装置配合使用，其包括：
内置催化剂和水的反应器5；
连通CO2捕集装置的箱体1和反应器5的CO2输送管道6；
安装在CO2输送管道6上以将CO2吸附板31释放的CO2经CO2输送管道6抽至反应器5内的气泵7；
用于将其收集、储存的太阳光投射至反应器5以促进反应器5内的水和CO2在催化剂的催化下发生反应以生产甲醛的聚光器8。
在本实施例中，反应器5中的主要化学反应为：
具体地，CO2吸附板31释放的CO2通过CO2输运管道6进入气泵中，在气泵7的作用下流入反应器5中，流入反应器5中的CO2与反应器5中的水，催化剂充分接触，并在聚光器8提供的太阳光照射下，发生化学反应，生成甲醇(CH3OH)，反应器5还提供适当的反应环境，如温度，压力等，最终实现CO2的回收再利用，从而减少家庭的CO2排放，如此，实现了家庭内空气中CO2的吸附及回收这一整套家用碳捕集过程，减少温室效应，整个反应过程，条件温和，无需电解、加热等耗能步骤，避免电解水制氢本身消耗的大量电能，降低了能耗，具有一定的环境友好性。
实施例三
如图1、3所示，一种碳捕集分体式空调系统，它包括：
分体式空调本体；
如实施例一所述的CO2捕集装置；
连接分体式空调本体和CO2捕集装置以将分体式空调本体的排气热量导入CO2捕集装置的箱体1内以使得CO2吸附板31受热释放CO2的热气旁通管路91。
在本实施例中，所述热气旁通管路91上安装有控制其通断的阀门，箱体1上连通有延伸至室外的CO2释放管4。
如图3所示，所述分体式空调本体包括室外机92、室内机93、四通换向阀94、室外换热器95、室内换热器96和压缩机97；其中，
所述室外换热器95安装在室外机92内，所述室内换热器96安装在室内机93内，所述室外换热器95的一制冷剂口与所述室内换热器96的一制冷剂口相连通；
所述四通换向阀94的第一接口与所述室内换热器96的另一制冷剂口相连通，第二接口与所述压缩机97的低压吸气口相连通，第三接口与所述室外换热器95的另一制冷剂口相连通，第四接口与所述压缩机97的高压排气口相连通；
所述热气旁通管路91连通压缩机97的高压排气口和CO2捕集装置的箱体1。
具体地，通过四通换向阀94实现制冷、制热模式的转换，在制冷模式下，四通换向阀94的第一接口和第二接口导通，第三接口的第四接口导通，室内换热器96作为蒸发器，室外换热器95作为冷凝器；在制热模式下，四通换向阀94的第二接口和第三接口导通，第一接口和第四接口导通，室内换热器96作为冷凝器，室外换热器95作为蒸发器。
在本实施例中，CO2捕集装置的箱体1安装在室内机93内，从箱体1排出的空气与室内换热器96进行热交换。
如图3所示，室外机92和室内机93内还分别安装有用于加快空气流动的鼓风机98。
如图3所示，连通所述室外换热器95的一制冷剂口与所述室内换热器96的一制冷剂口的管路上安装有用于对制冷剂节流降压的膨胀阀99。
如图1、2、3所示，碳捕集分体式空调系统还包括如实施例二所述的CO2转换装置。
具体地，依照热气旁通的原理，空调排气温度正好与CO2解吸温度相当，将排气的热量通过热气旁通管路91导向CO2捕集器中，利用排气的余热回收，实现对CO2吸附板31的加热，节省了电能加热加热件32所消耗的电能，本发明是分体式空调与碳捕集装置的结合，通过四通换向阀94实现了制冷制热模式的切换，满足家用空调便捷、易操作的特点；本发明的碳捕集分体式空调系统将分体式空调与CO2捕集装置巧妙地结合在一起，空气首先进入CO2捕集装置，分离CO2，余下的空气再进入分体式空调，参与到空调制冷制热循环中，有效提高了装置的效率，提高了能量利用率，符合当今节能减排的要求，并为其在全球范围内的推广提供技术支持；分体式空调器是把空调器分成室内机93和室外机92两部分，把噪声比较大的压缩机97、轴流风扇等，安放在室外机92中；把电气控制电路部件和室内换热器96等室内不可缺少的部分安装在室内机93中，分体式空调具有外形美观、式样多、占地小、噪声低、使用灵活、经济、实用、耐用等优点，将分体式空调与CO2捕集装置结合起来，既可以实现空气调节，又可以实现碳的捕集，其具有十分广阔的研究前景。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语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设备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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
Claims (10)
1.一种CO2捕集装置，其特征在于，
它包括箱体（1）及分别安装在箱体（1）内的风机（2）、至少一个CO2捕集器；其中，
所述风机（2）用于将室内空气吸入箱体（1）内以使得室内空气流过CO2捕集器；
所述CO2捕集器包括至少一个用于吸附流过其的空气中的CO2的CO2吸附板（31）和用于加热CO2吸附板（31）以使得CO2吸附板（31）释放所吸附的CO2的加热件（32）。
2.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于，
所述箱体（1）的两端各设置有一个可打开或封闭的开口，一开口为进风口，另一开口为出风口，所述箱体（1）连通有延伸至室外的CO2释放管（4）。
3.根据权利要求2所述的CO2捕集装置，其特征在于，
所述箱体（1）的两端各设置有一个用于封闭相应开口的盖板（11）。
4.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于，
所述CO2捕集器的CO2吸附板（31）设置有两个，所述加热件（32）为加热板，所述加热板夹在两个CO2吸附板（31）之间。
5.根据权利要求1所述的CO2捕集装置，其特征在于，
所述CO2吸附板（31）包括板体和涂在所述板体表面的胺基硅油基涂料层。
6.一种CO2转换装置，其特征在于，
其与如权利要求1~5任一项所述的CO2捕集装置配合使用，其包括：
内置催化剂和水的反应器（5）；
连通CO2捕集装置的箱体（1）和反应器（5）的CO2输送管道（6）；
安装在CO2输送管道（6）上以将CO2吸附板（31）释放的CO2经CO2输送管道（6）抽至反应器（5）内的气泵（7）；
用于将其收集、储存的太阳光投射至反应器（5）以促进反应器（5）内的水和CO2在催化剂的催化下发生反应以生产甲醛的聚光器（8）。
7.一种碳捕集分体式空调系统，其特征在于，
它包括：
分体式空调本体；
如权利要求1~5任一项所述的CO2捕集装置；
连接分体式空调本体和CO2捕集装置以将分体式空调本体的排气热量导入CO2捕集装置的箱体（1）内以使得CO2吸附板（31）受热释放CO2的热气旁通管路（91）。
8.根据权利要求7所述的碳捕集分体式空调系统，其特征在于，
所述分体式空调本体包括室外机（92）、室内机（93）、四通换向阀（94）、室外换热器（95）、室内换热器（96）和压缩机（97）；其中，
所述室外换热器（95）安装在室外机（92）内，所述室内换热器（96）安装在室内机（93）内，所述室外换热器（95）的一制冷剂口与所述室内换热器（96）的一制冷剂口相连通；
所述四通换向阀（94）的第一接口与所述室内换热器（96）的另一制冷剂口相连通，第二接口与所述压缩机（97）的低压吸气口相连通，第三接口与所述室外换热器（95）的另一制冷剂口相连通，第四接口与所述压缩机（97）的高压排气口相连通；
所述热气旁通管路（91）连通压缩机（97）的高压排气口和CO2捕集装置的箱体（1）。
9.根据权利要求8所述的碳捕集分体式空调系统，其特在于，
室外机（92）和室内机（93）内还分别安装有用于加快空气流动的鼓风机（98）；
和/或连通所述室外换热器（95）的一制冷剂口与所述室内换热器（96）的一制冷剂口的管路上安装有用于对制冷剂节流降压的膨胀阀（99）。
10.根据权利要求7所述的碳捕集分体式空调系统，其特征在于，
还包括如权利要求6所述的CO2转换装置。
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|---|---|---|---|
| CN202010284804.4A CN111375286A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | Co2捕集装置、co2转换装置及碳捕集分体式空调系统 |
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ID=71214030
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113883686A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 海信（山东）空调有限公司 | 二氧化碳收集装置及方法、空调器和存储介质 |
| CN114060951A (zh) * | 2020-07-29 | 2022-02-18 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 用于除二氧化碳的装置、空调 |
| CN115183145A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-10-14 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 二氧化碳捕集及封存系统 |
| WO2022217933A1 (zh) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 用于室内的除二氧化碳模块、控制方法及空调室内机 |
-
2020
- 2020-04-13 CN CN202010284804.4A patent/CN111375286A/zh active Pending
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