CN112413806A - 空气净化装置及空气净化方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种空气净化装置及空气净化方法，所述空气净化装置设置有用于使气体流通的通道，所述空气净化装置包括：风机，所述风机设置于所述通道的内部，通过所述风机旋转能够形成在所述通道的内部流动的气流；以及吸附过滤模块，所述吸附过滤模块设置于所述通道内，所述吸附过滤模块包括多个吸附片层，所述多个吸附片层之间具有间隙，所述吸附片层能够吸附空气中的污染物，在所述风机旋转时，产生的气流能够通过所述吸附过滤模块从而吸附空气中的污染物。通过采用上述技术方案，多个吸附片层之间形成间隙，使空气容易通过吸附过滤模块，从而降低风阻。

Description

空气净化装置及空气净化方法

技术领域

本申请属于室内空气净化领域，特别涉及一种空气净化装置及空气净化方法。

背景技术

我国快速的城镇化发展使得每年新建住宅数量巨大，随之而来的是装修建材和涂料的大量使用。这些装修建材和涂料会释放挥发性有机物(VOCs)，这些污染物不仅会刺激人体感官，造成头晕，乏力，呼吸道不适等症状，影响工作效率，而且长期暴露在这样的环境中还会对身体健康造成严重的危害。

特别是近年来，由于建筑的密闭性提升，使得室内空气污染的问题日益严重。人的一生大部分时间在室内度过，因此有效控制室内空气污染，营造洁净、健康的室内环境有着不言而喻的意义。

中国专利CN105371383B公开了一种基于热再生的壁挂式空气净化器及其净化方法。其通过电热丝加热流过的空气，热空气吹到吸附材料上来实现污染物的脱附，这样的方法热能利用率较低，能耗较高。

中国专利CN106287960B公开了一种基于热再生的壁挂式空气净化器及其净化方法。其也是通过电热丝加热流过的空气，热空气吹到吸附材料上来实现污染物的脱附，这样的方法热能利用率较低，能耗较高。。

上述两篇专利公开的技术方案都采用密实填充的吸附材料颗粒进行过滤，这会产生明显的阻力，影响空气流通。

发明内容

本申请旨在提出一种空气净化装置，解决空气净化装置风阻大的问题。本申请还提出一种空气净化方法，解决空气净化中可能出现的二次污染的问题。

本申请提出一种空气净化装置，所述空气净化装置设置有用于使气体流通的通道，

所述空气净化装置包括：

风机，所述风机设置于所述通道的内部，通过所述风机旋转能够形成在所述通道的内部流动的气流；以及

吸附过滤模块，所述吸附过滤模块设置于所述通道内，所述吸附过滤模块包括多个吸附片层，所述多个吸附片层之间具有间隙，所述吸附片层能够吸附空气中的污染物，

在所述风机旋转时，产生的气流能够通过所述吸附过滤模块从而吸附空气中的污染物。

优选地，所述吸附片层包括：

加热层，所述加热层在通电时能够升温进行加热；

支撑层，所述支撑层设置于所述加热层的两侧，所述支撑层用于保护所述加热层；以及

吸附层，所述吸附层设置于所述支撑层的外侧，所述吸附层用于吸附空气中的污染物。

优选地，所述加热层由铜箔片盘绕形成。

优选地，所述吸附过滤模块还包括保温壳，所述吸附片层设置于所述保温壳的内部。

优选地，所述吸附过滤模块还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述吸附片层之间的间隙，并且/或者设置于包围所述吸附片层的壳体内。

优选地，所述空气净化装置还包括挥发性有机物浓度传感器，所述挥发性有机物浓度传感器设置有两个，两个所述挥发性有机物浓度传感器分别设置于所述吸附片层的上游侧和所述吸附片层的下游侧，两个所述挥发性有机物浓度传感器用于分别测量空气通过所述吸附过滤模块前后挥发性有机物的浓度。

优选地，所述通道设置有进风口、第一出风口和第二出风口，所述进风口设置于所述通道的一端，所述第一出风口和所述第二出风口设置于所述通道的另一端，所述吸附过滤模块和所述风机设置于所述进风口与所述第一出风口和所述第二出风口二者之间，

所述多个吸附片层在从所述通道的一端指向所述通道的另一端的方向上延伸。

本申请还提出一种空气净化方法，所述空气净化方法使用权利要求1至7中任一项的空气净化装置，所述空气净化方法包括空气净化模式和热再生排污模式，所述空气净化模式和所述热再生排污模式交替进行。

优选地，所述热再生排污模式包括持续再生排污模式，

在进行所述持续再生排污模式时，通过对所述吸附片层持续加热来使所述吸附片层吸附的污染物脱附并将气流持续排放到室外。

优选地，所述热再生排污模式包括间歇再生排污模式，

所述间歇再生排污模式包括：

加热脱附过程，通过对所述吸附片层进行加热而使所述吸附片层吸附的污染物脱附；以及

通风排污过程，停止对所述吸附片层加热并使包含所述污染物的气体排出到室外，

其中，所述加热脱附过程和所述通风排污过程循环进行。

通过采用上述技术方案，多个吸附片层之间形成间隙，使空气容易通过吸附过滤模块，从而降低风阻。

并且提出了包括持续再生排污模式和间歇再生排污模式的空气净化方法，在使用持续再生排污模式时，可以较快地完成污染物脱附，在使用间歇再生排污模式时，可以较低能耗地完成污染物脱附。

附图说明

图1示出了根据本申请的实施方式的空气净化装置的结构示意图。

图2示出了根据本申请的实施方式的空气净化装置的吸附过滤模块的结构示意图。

图3示出了根据本申请的实施方式的空气净化装置的吸附片层的分解结构示意图。

附图标记说明

1 进风口 11第一风阀

2 第一出风口 21第二风阀

3 第二出风口 31第三风阀

4 颗粒物过滤模块

5 吸附过滤模块 51保温壳 52吸附片层 521加热层 522支撑层 523吸附层 53温度传感器 54挥发性有机物浓度传感器

6 风机

7 可编辑控制器

8 电源

100 通道

200 墙体 201窗口。

具体实施方式

为了更加清楚地阐述本申请的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说明本申请的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本申请还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本申请精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本申请不受该部分公开的具体实施例的限制。本申请的保护范围应以权利要求为准。

如图1至图3所示，本申请提出一种空气净化装置，其包括进风口1、第一出风口2、第二出风口3、颗粒物过滤模块4、吸附过滤模块5、风机6、可编辑控制器(PLC)7和电源8。可以理解，电源8可以是例如电池的供电单元，也可以是例如变压器的转换单元，电源8通过外接其他供电设备进行供电。

空气净化装置用于安装到室内，例如空气净化装置可以安装于墙体200，墙体200设置有连通室内和室外的窗口201，在图1中，墙体200的左侧表示室外，墙体200的右侧表示室内。

空气净化装置设置有供气体流通的通道100，在空气净化装置安装于室内的状态下，通道100可以沿竖直方向延伸。

进风口1、第一出风口2和第二出风口3均设置于通道100，在空气净化装置安装于墙体200的状态下，进风口1和第一出风口2位于室内，第二出风口3对应于窗口201，使通道100和室外可以连通。进风口1可以设置于通道100的一端，例如通道100的下部，第一出风口2和第二出风口3可以设置于通道100的另一端，例如通道100的上部。

可以理解，第二出口3还可以通过管道通向室外。

进风口1设置有第一风阀11，第一出风口2设置有第二风阀21，第二出风口3设置有第三风阀31。第一风阀11、第二风阀21和第三风阀31均电连接于可编辑控制器7，通过可编辑控制器7能够分别控制第一风阀11、第二风阀21和第三风阀31的打开和关闭。第一风阀11或第二风阀21打开时，通道100与室内连通，第三风阀31打开时，通道100与室外连通。

颗粒物过滤模块4、吸附过滤模块5和风机6均安装于通道100的内部，颗粒物过滤模块4、吸附过滤模块5和风机6均设置于进风口1与第一出风口2、第二出风口3二者之间。

颗粒物过滤模块4可以包括空气滤网，使颗粒物过滤模块4可以过滤空气中的颗粒物。

如图1所示，在气流方向上，吸附过滤模块5位于颗粒物过滤模块4的下游侧，吸附过滤模块5能够吸附过滤空气中的污染物，例如挥发性有机物。

如图2和图3所示，吸附过滤模块5可以包括保温壳51、吸附片层52、温度传感器53、挥发性有机物(VOCs)浓度传感器54和安装支架。

保温壳51可以为立方状壳体，保温壳51可以具有用于隔热的保温层，保温壳51的至少相对的两个侧面设置有用于使气体流通的开口。吸附片层52、温度传感器53和安装支架均设置于保温壳51的内部。

吸附片层52安装于安装支架，吸附片层52为片状，例如吸附片层52的四角通过螺栓连接于安装支架。吸附片层52设置有多层，多层吸附片层52之间具有能够使空气流通的间隙，多层吸附片层52可以平行地(包括大致平行地)排列设置。多个吸附片层52在从通道100的一端指向通道100的另一端的方向上延伸，多个吸附片层52的间隙的延伸方向和通过通道100的气流方向一致。相邻的两层吸附片层52之间可以通过垫片支撑，使吸附片层52容易保持间隔。空气容易通过多层吸附片层52之间的间隙，使吸附过滤模块5的风阻较低，节约能源。

温度传感器53可以设置于相邻的两层吸附片层52之间的间隙，温度传感器53可以具有一个或多个，温度传感器53可以位于吸附片层52之间的一个或多个间隙。温度传感器53还可以设置在吸附片层52和保温壳51的壁之间。温度传感器53电连接于可编辑控制器7，从而可以监测到吸附片层52之间的空气温度。

优选地，温度传感器53具有三个以上，三个以上温度传感器53均匀地设置于吸附片层52之间多个间隙，可以使温度检测的结果精确，避免出现个别吸附片层52之间的间隙温度过高或过低的现象。

挥发性有机物浓度传感器54设置有两个，两个挥发性有机物浓度传感器54分别设置于吸附片层52的上游侧和吸附片层52的下游侧。两个挥发性有机物浓度传感器54用于分别测量空气通过吸附过滤模块5前后挥发性有机物浓度。挥发性有机物浓度传感器54电连接于可编辑控制器7，从而通过挥发性有机物浓度的变化可以了解到吸附过滤模块5对挥发性有机物的吸附过滤效率。

如图3所示，吸附片层52包括加热层521、支撑层522和吸附层523，每个吸附片层52可以包括一层加热层521，两层支撑层522和两层吸附层523。

加热层521可以由条状的铜箔片按照例如S形或螺旋形盘绕形成，铜箔片的厚度可以为例如0.02毫米。可编辑控制器7和电源8相连，加热层521通电后可以快速升温。

支撑层522可以设置于加热层521的两个侧面，起到保护和支撑的作用，支撑层522可以由聚酰亚胺制作而成，其可以承受例如150摄氏度的高温。支撑层522为片状，支撑层522的厚度可以为例如0.1毫米。

吸附层523可以涂敷于支撑层522的至少外侧面，吸附层523可以是含有吸附材料的涂料，例如吸附材料可以是活性炭，分子筛等。

如图1所示，在气流方向上，风机6可以位于吸附过滤模块5的下游侧，风机6电连接于可编辑控制器7，通过可编辑控制器7能够控制风机6的打开、关闭以及转速等。通过风机6旋转形成气流，可以使空气由进风口1进入通道100，并且沿通道流动，从第一出风口2或第二出风口3排出通道100。

本申请还提出一种空气净化方法，该空气净化方法可以使用上述空气净化装置。

该空气净化方法包括空气净化模式和热再生排污模式，空气净化装置在空气净化模式和热再生排污模式之间切换工作。

在空气净化模式时，首先开启第一风阀11和第二风阀21，关闭第三风阀31，并且打开风机6，使得通道100与室内连通并且与室外的大气隔绝。在风机6的作用下空气从进风口1进入通道100，并且在通道100内自下向上流动。空气先通过颗粒物过滤模块4再通过吸附片层52之间的间隙流过吸附过滤模块5，经过颗粒物过滤模块4和吸附过滤模块5吸附过滤净化后的空气通过第一出风口2排出。

在上述空气净化过程中，位于吸附过滤模块5上游和下游的两个挥发性有机物浓度传感器54分别对进入吸附过滤模块5的空气和通过吸附过滤模块5之后的空气中的挥发性有机物浓度进行持续监测，可以得到吸附片层52的吸附效率。在净化进行了一段时间，吸附片层52吸附了较多挥发性有机物时，吸附片层52的吸附效率就会低于设定值，这时空气净化装置可以切换到热再生排污模式，使吸附片层52吸附的挥发性有机物进行脱附，从而确保空气净化质量。

可以理解，空气净化装置也可以设置为运行一定时间后或者通过吸附过滤模块5过滤之后的有机物浓度高于预设阈值之后，空气净化装置切换到热再生排污模式。

热再生排污模式包括持续再生排污模式和间歇再生排污模式。

(持续再生排污模式)

在进行持续再生排污模式时，第一风阀11和第三风阀31保持开启，第二风阀21保持关闭，开启风机6，可编辑控制器7控制电源8通电为加热层521加热，使吸附层523温度上升，将挥发性有机物从吸附过滤模块5脱附出来，并通过第二出风口3排到室外。加热层521加热时，温度传感器53监测吸附片层52之间的空气温度，在达到例如80℃的预设值时，可编辑控制器7可以控制断电停止加热。可以预设持续再生排污模式的持续时间，到达预设时间后，空气净化装置可以切换到空气净化模式。

(间歇再生排污模式)

间歇再生排污模式包括加热脱附过程和通风排污过程，加热脱附过程和通风排污过程循环进行。

在加热脱附过程中，第一风阀11和第二风阀21保持关闭，防止挥发性有机物脱附后进入室内，第三风阀31保持开启。加热层521加热，使吸附层523温度上升，将挥发性有机物从吸附过滤模块5脱附出来。加热层521加热时，温度传感器53监测吸附片层52之间的空气温度，监测到的温度信息可以反馈给可编辑控制器7来控制加热层521的加热温度或进行间歇加热。例如在温度达到80℃的预设值时，可编辑控制器7可以控制断电停止加热。挥发性有机物浓度传感器54监测吸附过滤模块5附近的挥发性有机物浓度，一段时间之后，当挥发性有机物浓度升高到预设值时，进行通风排污过程。

在通风排污过程中，加热层521断电停止加热，开启风机6，并打开第一风阀11，形成气流将脱附的挥发性有机物通过第二出风口3排到室外。排污过程中，挥发性有机物浓度传感器54监测吸附过滤模块5的上游和下游的挥发性有机物浓度，当挥发性有机物浓度降低到预设值时，关闭第一风阀11和风机6。

再进行上述加热脱附过程，循环多次，直至在加热脱附过程中的挥发性有机物浓度低于预设值，间歇再生排污过程完成。

空气净化装置在使用前可以设定使用的热再生排污模式，例如可以采用空气净化模式与间歇再生排污模式循环的方式工作。

可以理解，间歇再生排污模式由于分为加热脱附过程和通风排污过程，在通风排污时无需加热，加热脱附时无需通风，因此能耗较低。持续再生排污模式可以较快地完成脱附，但是能耗较高。间歇再生排污模式和持续再生排污模式适用场景不同，可以根据实际需要进行设定。

空气净化装置可以用于健身房、电影院、电子厂房等场所，这类场所的污染是间歇产生的。空气净化装置可以在存在污染源时(例如上述场所开放时)开启净化模式，污染源离开时(例如上述场所关闭时)开启热再生排污模式，这样既可以过滤污染物净化空气也可以使能耗较低。

虽使用上述实施方式对本申请进行了详细说明，但对于本领域技术人员来说，本申请显然并不限定于在本说明书中说明的实施方式。本申请能够在不脱离由权利要求书所确定的本申请的主旨以及范围的前提下加以修改并作为变更实施方式加以实施。因此，本说明书中的记载以示例说明为目的，对于本申请并不具有任何限制性的含义。

Claims (10)

1.一种空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置设置有用于使气体流通的通道(100)，

所述空气净化装置包括：

风机(6)，所述风机(6)设置于所述通道(100)的内部，通过所述风机(6)旋转能够形成在所述通道(100)的内部流动的气流；以及

吸附过滤模块(5)，所述吸附过滤模块(5)设置于所述通道(100)内，所述吸附过滤模块(5)包括多个吸附片层(52)，所述多个吸附片层(52)之间具有间隙，所述吸附片层(52)能够吸附空气中的污染物，

在所述风机(6)旋转时，产生的气流能够通过所述吸附过滤模块(5)从而吸附空气中的污染物。

2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述吸附片层(52)包括：

加热层(521)，所述加热层(521)在通电时能够升温进行加热；

支撑层(522)，所述支撑层(522)设置于所述加热层(521)的两侧，所述支撑层(522)用于保护所述加热层(521)；以及

吸附层(523)，所述吸附层(523)设置于所述支撑层(522)的外侧，所述吸附层(523)用于吸附空气中的污染物。

3.根据权利要求2所述的空气净化装置，其特征在于，所述加热层(521)由铜箔片盘绕形成。

4.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述吸附过滤模块(5)还包括保温壳(51)，所述吸附片层(52)设置于所述保温壳(51)的内部。

5.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述吸附过滤模块(5)还包括温度传感器(53)，所述温度传感器(53)设置于所述吸附片层(52)之间的间隙，并且/或者设置于包围所述吸附片层(52)的壳体内。

6.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述空气净化装置还包括挥发性有机物浓度传感器(54)，所述挥发性有机物浓度传感器(54)设置有两个，两个所述挥发性有机物浓度传感器(54)分别设置于所述吸附片层(52)的上游侧和所述吸附片层(52)的下游侧，两个所述挥发性有机物浓度传感器(54)用于分别测量空气通过所述吸附过滤模块(5)前后挥发性有机物的浓度。

7.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述通道(100)设置有进风口(1)、第一出风口(2)和第二出风口(3)，所述进风口(1)设置于所述通道(100)的一端，所述第一出风口(2)和所述第二出风口(3)设置于所述通道(100)的另一端，所述吸附过滤模块(5)和所述风机(6)设置于所述进风口(1)与所述第一出风口(2)和所述第二出风口(3)二者之间，

所述多个吸附片层(52)在从所述通道(100)的一端指向所述通道(100)的另一端的方向上延伸。

8.一种空气净化方法，其特征在于，所述空气净化方法使用权利要求1至7中任一项的空气净化装置，所述空气净化方法包括空气净化模式和热再生排污模式，所述空气净化模式和所述热再生排污模式交替进行。

9.根据权利要求8所述的空气净化方法，其特征在于，所述热再生排污模式包括持续再生排污模式，

在进行所述持续再生排污模式时，通过对所述吸附片层(52)持续加热来使所述吸附片层(52)吸附的污染物脱附并将气流持续排放到室外。

10.根据权利要求8所述的空气净化方法，其特征在于，所述热再生排污模式包括间歇再生排污模式，

所述间歇再生排污模式包括：

加热脱附过程，通过对所述吸附片层(52)进行加热而使所述吸附片层(52)吸附的污染物脱附；以及

通风排污过程，停止对所述吸附片层(52)加热并使包含所述污染物的气体排出到室外，

其中，所述加热脱附过程和所述通风排污过程循环进行。

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