CN112524771A - 一种室内空气净化和湿度调控耦合装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种室内空气净化和湿度调控耦合的装置及方法，其包括的空气输送组件的风机与控制系统组件电连接，微酸性电解水生成和贮存组件设置在送风管道底部一侧；微酸性电解水喷雾杀菌组件的防腐喷雾泵与控制系统组件电连接，正六边形管道的底部位于送风管道内，喷头位于正六边形管道的几何中心处与防腐喷雾泵的输出端连接，防腐喷雾泵的输入端与微酸性电解水贮存器连通；水回收器位于正六边形管道的下方，除雾器设置在喷头的上方；回收器通过回收管路与微酸性电解水贮存器连通；紫外线杀菌组件的若干个紫外灯与控制系统组件电连接；活性炭过滤组件的内表面与紫外灯对应设置，活性炭过滤组件采用活性炭的吸附原理将空气中残余的污染物净化。

Description

一种室内空气净化和湿度调控耦合装置及方法

技术领域

本发明涉及一种室内空气质量控制领域，特别是关于一种室内空气净化和湿度调控耦合的装置及方法。

背景技术

空气污染物和湿度是重要的室内空气质量(室内空气品质)影响因素。有害气体、颗粒物、微生物及其产物等室内空气污染物不仅会危害人体健康，引起诸如病态建筑综合症(SBS)、与建筑有关的疾病(BRI)和多种化学污染物过敏症(MCS)，其中的病原微生物还会造成人类疾病感染和传播。空气湿度不仅是人体舒适度的重要影响因素，同时也会影响空气微生物的活性状态。伴随经济发展、居住条件改善以及对室内空气质量的认识提高，各种室内空调系统、空气净化系统和新风系统应运而生，且得到了极大的应用发展，成为室内空气质量保障的重要手段。

伴随保障室内空气质量的方法和装置不断发展，以及人们对室内空气质量的要求不断提高，现有室内空气质量调控方法和装置的问题也日益凸显，主要表现为以下两个方面：①缺乏多参数集成调控方法和装置。目前，室内空气湿度控制和污染物净化大多是单独进行的，湿度通常采用空调、加湿器等进行调控，而空气污染物则通过空气净化系统处理，使得调控和净化室内空气质量需要通过多种相关装置实现，甚至由于原理上的冲突，造成室内空气质量控制过程中各装置相互干扰，运行时长延长，造成能源浪费等新问题。②缺乏彻底净化空气微生物的方法和装置。现有室内空气污染物净化方法和装置多采用机械或物理原理净化室内空气污染物，但是空气微生物是一种具有生物活性的生物，采用机械或物理方法仅能够实现其与空气分离，无法彻底杀灭微生物，会造成微生物在净化装置内积累，甚至发生微生物二次释放至室内的问题。化学方法能够将有害物质彻底消除，微酸性电解水是一种高效、广谱、无残留的新型消毒剂，可现制现用，制取方便、成本低廉，在空气消毒和表面杀菌方面已经开展了较为广泛的应用研究，将其运用于室内空气微生物净化方面具有较好的潜力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种室内空气净化和湿度调控耦合的装置及方法，以化学净化手段为基础，实现多个室内空气质量参数(空气微生物、有害气体和湿度)的联合调控，以及空气微生物的净化和彻底杀灭。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种室内空气净化和湿度调控耦合方法，其包括以下步骤：

1)测量室内空气的湿度值，并与预先设定的湿度数据范围进行对比；

2)若测量的湿度值小于湿度数据范围的最小值，则进行加湿处理，完成室内空气净化和湿度控制；

3)若测量的湿度值大于湿度数据范围的最大值，则进行除湿处理，完成室内空气净化和湿度控制；

4)若测量的湿度值位于湿度数据范围内，则无需进行湿度处理，完成室内空气净化和湿度控制。

进一步，所述加湿处理是对空气进行小粒径微酸性电解水喷雾，对空气中的微生物和甲醛同时加湿净化；喷雾净化后的空气经过除雾处理和紫外线照射杀菌处理，将空气中的微生物杀灭，加湿且净化后的空气送入室内。

进一步，所述除湿处理是对空气进行大粒径微酸性电解水喷雾，净化空气中的微生物和甲醛，同时加湿空气；；喷雾净化后的空气经除雾处理、紫外线照射杀菌处理和活性炭过滤处理，依次将加湿后的空气除雾、杀灭微生物并除去水分，净化除湿后的空气送入室内。

进一步，所述无需进行湿度处理是对空气进行大粒径微酸性电解水喷雾，净化空气中的微生物和甲醛，同时轻度加湿空气；喷雾净化后的空气经除雾处理和紫外线照射杀菌处理，将空气中的微生物杀灭，加湿且净化后的空气送入室内。

一种实现上述方法的室内空气净化和湿度调控耦合装置，其包括：空气输送组件、微酸性电解水生成和贮存组件、微酸性电解水喷雾杀菌组件、微酸性电解水回收组件、紫外线杀菌组件、活性炭过滤组件和控制系统组件；

所述空气输送组件包括风机和送风管道；所述风机与所述控制系统组件电连接，所述风机抽取空气并输送至所述送风管道；

所述微酸性电解水生成和贮存组件设置在所述送风管道底部一侧，包括微酸性电解水生成器和微酸性电解水贮存器；所述微酸性电解水生成器将生成的微酸性电解水经水管传输至所述微酸性电解水贮存器；

所述微酸性电解水喷雾杀菌组件包括正六边形管道、防腐喷雾泵和喷头；所述防腐喷雾泵与所述控制系统组件电连接；所述正六边形管道的底部位于所述送风管道内，所述喷头位于正六边形管道的几何中心处，且喷头的输入端经水管与所述防腐喷雾泵的输出端连接，所述防腐喷雾泵的输入端经水管与所述微酸性电解水贮存器连通；

所述微酸性电解水回收组件包括水回收器、除雾器和回收管路；所述水回收器位于正六边形管道的下方；所述除雾器设置在所述正六边形管道内，位于所述喷头的上方，去除的水滴沿所述正六边形管道的管壁回流至所述回收器，空气中的水滴收集至所述回收器内；所述回收器通过所述回收管路与所述微酸性电解水贮存器连通；

所述紫外线杀菌组件包括若干个紫外灯，若干所述紫外灯与所述控制系统组件电连接；

活性炭过滤组件的内表面与紫外灯对应设置，所述活性炭过滤组件采用活性炭的吸附原理将空气中残余的污染物净化。

进一步，所述正六边形管道的底部设置为进风口，位于所述正六边形管道上部侧壁间隔设置有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口位于所述第二出风口的下方。

进一步，所述正六边形管道内气流与所述喷头的喷雾方向为对向。

进一步，所述防腐喷头为实心锥喷头；所述防腐喷雾泵选型依据喷雾量和喷雾压力选择。

进一步，所述紫外线杀菌组件位于除雾器上方，所述第一出风口的下方，由所述紫外线杀菌组件对除雾后的空气通过所述紫外灯照射进行消毒。

进一步，所述控制系统组件采用PLC控制系统，包括湿度传感器、控制模块和运行模块；所述湿度传感器设置在所述送风管道的进风口处，用于测量未净化前的空气湿度；所述控制模块用于设置需求的湿度数据范围，所述控制模块对比测量值和设置范围值，判断空气净化和湿度控制耦合模式，并向所述运行模块传输控制指令。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明可同时进行室内空气污染物(微生物和甲醛)的净化和空气湿度的调控。2、本发明以化学方法为基础，可实现空气中微生物的彻底净化并杀灭，不存在净化装置中微生物的积聚和二次释放问题。

附图说明

图1本发明的室内空气净化和湿度控制装置结构示意图。

图2本发明的室内空气净化和湿度控制耦合方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“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，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。

实施例1：

在本实施例中，如图1所示，提供一种室内空气净化和湿度调控耦合装置，其包括空气输送组件2、微酸性电解水生成和贮存组件1、微酸性电解水喷雾杀菌组件3、微酸性电解水回收组件4、紫外线杀菌组件5、活性炭过滤组件6和控制系统组件。

空气输送组件2包括风机21和送风管道22。在本实施例中采用正压过滤的方式，风机21用于抽取空气并输送至送风管道22中，为空气输送提供动力；风机 21与控制系统组件电连接，由控制系统组件控制其工作，通过控制进风可实现抽取室内空气或室外新空气进行净化。风机21需依据整个装置的风阻和单位时间空气过滤量进行选择。

微酸性电解水生成和贮存组件1设置在送风管道22底部一侧，微酸性电解水生成和贮存组件1包括微酸性电解水生成器11和微酸性电解水贮存器12。微酸性电解水生成器11用于生成微酸性电解水，并将生成的微酸性电解水经水管传输至微酸性电解水贮存器12。

其中，优选的微酸性电解水的pH值为5.0～6.5，有效氯浓度为60～80mg/L；贮存容器为密闭避光防腐容器。

微酸性电解水喷雾杀菌组件3包括正六边形管道31、防腐喷雾泵32和喷头 33；防腐喷雾泵32与控制系统组件电连接。正六边形管道31的底部设置为进风口，位于正六边形管道31上部侧壁间隔设置有第一出风口34和第二出风口35，第一出风口34位于第二出风口35的下方。正六边形管道31的底部位于送风管道 22内，送风管道22内的空气在风机21作用下经进风口进入正六边形管道31中。喷头33位于正六边形管道31的几何中心处，在第一出风口34的下方，且喷头33 的输入端经水管与位于正六边形管道31外部的防腐喷雾泵32的输出端连接，防腐喷雾泵32的输入端经水管与微酸性电解水贮存器12连通。防腐喷雾泵32将微酸性电解水输送至喷头33处形成微酸性电解水雾滴，雾滴和甲醛分子、颗粒物及其空气微生物碰撞结合，通过化学氧化、物理结合、化学杀菌的方式进行空气净化。

其中，正六边形管道31内气流和喷头33的喷雾方向为对向(气流向上、喷雾向下)。

喷头33为实心锥防腐喷头；防腐喷雾泵32选型需依据喷雾量和喷雾压力选择，加湿状态下选择粒径80～120μm的雾粒，除湿状态下选择粒径200～300μm 的雾粒。采用的正六边形管道31比传统的相同直径圆形或者矩形管道具有更高的净化效率。

微酸性电解水回收组件4包括水回收器41、除雾器42和回收管路。水回收器 41位于正六边形管道31的进风口下方，与进风口之间具有距离，以避免水回收器 41将进风口堵住。除雾器42设置在正六边形管道31内，位于喷头33的上方，采用气液分离的方式将空气中的水滴去除，去除的水滴沿正六边形管道31的管壁回流至回收器，空气中的水滴收集至回收器内。回收器通过回收管路与微酸性电解水贮存器12连通，将回收的微酸性电解水返回至微酸性电解水贮存器12连通内，循环使用。

紫外线杀菌组件5包括若干个紫外灯，若干紫外灯与控制系统组件电连接。紫外线杀菌组件5位于除雾器42上方，第一出风口34的下方，由紫外线杀菌组件5对除雾后的空气通过紫外灯照射进行消毒。优选的，紫外灯的选择需满足紫外线强度70uW/cm²。

活性炭过滤组件6位于第一出风口34和第二出风口35之间，活性炭过滤组件6采用活性炭的吸附原理将空气中残余的污染物净化；活性炭过滤组件6的内表面与紫外灯对应设置，活性炭过滤组件6的内表面微生物可以通过紫外灯照射杀灭。

控制系统组件采用PLC控制系统调控整个装置的开闭和反馈控制，包括湿度传感器7、控制模块和运行模块。湿度传感器7设置在送风管道22的进风口处，用于测量未净化前的空气湿度；控制模块用于设置需求的湿度数据范围，控制模块对比测量值和设置范围值，判断空气净化和湿度控制耦合模式，并向运行模块传输控制指令。

实施例2：

在本实施例中，如图2所示，基于实施例1中的装置，提供一种室内空气净化和湿度调控耦合方法，其包括以下步骤：

1)测量室内空气的湿度值，并与预先设定的湿度数据范围进行对比；

2)若测量的湿度值小于湿度数据范围的最小值，则进行加湿处理，完成室内空气净化和湿度控制；

3)若测量的湿度值大于湿度数据范围的最大值，则进行除湿处理，完成室内空气净化和湿度控制；

4)若测量的湿度值位于湿度数据范围内，则无需进行湿度处理，完成室内空气净化和湿度控制。

上述步骤2)中，加湿处理是对空气进行小粒径微酸性电解水喷雾，对空气中的微生物和甲醛同时加湿净化；喷雾净化后的空气经过除雾处理和紫外线照射杀菌处理，将空气中的微生物杀灭，加湿且净化后的空气送入室内，实现室内空气净化和湿度控制。

上述步骤3)中，除湿处理是对空气进行大粒径微酸性电解水喷雾，对空气中的微生物和甲醛同时加湿净化；喷雾净化后的空气经除雾处理、紫外线照射杀菌处理和活性炭过滤处理，依次将加湿后的空气除雾、杀灭微生物并除去水分，净化除湿后的空气送入室内。

上述步骤4)中，无需进行湿度处理时对空气进行大粒径微酸性电解水喷雾，对空气中的微生物和甲醛同时加湿净化；喷雾净化后的空气经除雾处理和紫外线照射杀菌处理，将空气中的微生物杀灭，加湿且净化后的空气送入室内。

大粒径和小粒径喷雾都会进行空气净化和加湿，但是在小粒径喷雾时，空气污染物净化和加湿效果相比大粒径喷雾更加显著。因此加湿净化用小粒径，而除湿净化用大粒径的同时也增加了活性炭过滤组件，其能够进一步过滤，同时除湿。

本发明在使用时，基于微酸性电解水喷雾净化和空气加湿的双重作用，在喷雾净化和加湿后，增加活性炭过滤路径，并通过净化前空气湿度测试数据和设置数据对比判断空气净化的路径，辅以喷雾粒径大小变化，实现室内空气净化和湿度控制综合进行。

针对缺乏多参数集成调控方法和装置的问题，本发明以微酸性电解水喷雾净化室内空气微生物为主，紫外线照射杀菌和活性炭净化协同的室内空气微生物、甲醛和湿度综合控制。即：采用喷雾的方法，利用喷雾加湿、微酸性电解水的强杀菌特性和强氧化特性，增加空气湿度，净化并杀灭空气微生物，化学去除甲醛；通过雾滴大小控制和活性炭过滤与否，实现净化后空气湿度的控制；通过紫外线照射杀灭喷雾净化后空气中残存的微生物和活性炭过滤层表面的微生物。最终共同实现空气微生物的净化和杀灭，甲醛的净化以及湿度的控制。

针对缺乏彻底净化空气微生物的方法和装置的问题，本发采用基于正六边形管道31的微酸性电解水喷雾净化室内空气。即：采用高效、广谱、无残留的微酸性电解水作为喷雾介质，在正六边形管道31内进行逆风向喷雾，这种基于化学方法的空气微生物净化原理能够高效净化空气微生物并将其杀死，实现空气微生物彻底净化，降低微生物积累造成的二次释放风险。化学净化组件采用正六边形管道31，相比传统的相同直径的圆形或矩形管道具有更高的净化效率。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种室内空气净化和湿度调控耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)测量室内空气的湿度值，并与预先设定的湿度数据范围进行对比；

2)若测量的湿度值小于湿度数据范围的最小值，则进行加湿处理，完成室内空气净化和湿度控制；

3)若测量的湿度值大于湿度数据范围的最大值，则进行除湿处理，完成室内空气净化和湿度控制；

4)若测量的湿度值位于湿度数据范围内，则无需进行湿度处理，完成室内空气净化和湿度控制。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述加湿处理是对空气进行小粒径微酸性电解水喷雾，对空气中的微生物和甲醛同时加湿净化；喷雾净化后的空气经过除雾处理和紫外线照射杀菌处理，将空气中的微生物杀灭，加湿且净化后的空气送入室内。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述除湿处理是对空气进行大粒径微酸性电解水喷雾，净化空气中的微生物和甲醛，同时加湿空气；；喷雾净化后的空气经除雾处理、紫外线照射杀菌处理和活性炭过滤处理，依次将加湿后的空气除雾、杀灭微生物并除去水分，净化除湿后的空气送入室内。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述无需进行湿度处理是对空气进行大粒径微酸性电解水喷雾，净化空气中的微生物和甲醛，同时轻度加湿空气；喷雾净化后的空气经除雾处理和紫外线照射杀菌处理，将空气中的微生物杀灭，加湿且净化后的空气送入室内。

5.一种实现如权利要求1至4任一项所述方法的室内空气净化和湿度调控耦合装置，其特征在于，包括：空气输送组件、微酸性电解水生成和贮存组件、微酸性电解水喷雾杀菌组件、微酸性电解水回收组件、紫外线杀菌组件、活性炭过滤组件和控制系统组件；

所述空气输送组件包括风机和送风管道；所述风机与所述控制系统组件电连接，所述风机抽取空气并输送至所述送风管道；

所述微酸性电解水生成和贮存组件设置在所述送风管道底部一侧，包括微酸性电解水生成器和微酸性电解水贮存器；所述微酸性电解水生成器将生成的微酸性电解水经水管传输至所述微酸性电解水贮存器；

所述微酸性电解水喷雾杀菌组件包括正六边形管道、防腐喷雾泵和喷头；所述防腐喷雾泵与所述控制系统组件电连接；所述正六边形管道的底部位于所述送风管道内，所述喷头位于正六边形管道的几何中心处，且喷头的输入端经水管与所述防腐喷雾泵的输出端连接，所述防腐喷雾泵的输入端经水管与所述微酸性电解水贮存器连通；

所述微酸性电解水回收组件包括水回收器、除雾器和回收管路；所述水回收器位于正六边形管道的下方；所述除雾器设置在所述正六边形管道内，位于所述喷头的上方，去除的水滴沿所述正六边形管道的管壁回流至所述回收器，空气中的水滴收集至所述回收器内；所述回收器通过所述回收管路与所述微酸性电解水贮存器连通；

所述紫外线杀菌组件包括若干个紫外灯，若干所述紫外灯与所述控制系统组件电连接；

活性炭过滤组件的内表面与紫外灯对应设置，所述活性炭过滤组件采用活性炭的吸附原理将空气中残余的污染物净化。

6.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述正六边形管道的底部设置为进风口，位于所述正六边形管道上部侧壁间隔设置有第一出风口和第二出风口，所述第一出风口位于所述第二出风口的下方。

7.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述正六边形管道内气流与所述喷头的喷雾方向为对向。

8.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述防腐喷头为实心锥喷头；所述防腐喷雾泵选型依据喷雾量和喷雾压力选择。

9.如权利要求6所述装置，其特征在于，所述紫外线杀菌组件位于除雾器上方，所述第一出风口的下方，由所述紫外线杀菌组件对除雾后的空气通过所述紫外灯照射进行消毒。

10.如权利要求5所述装置，其特征在于，所述控制系统组件采用PLC控制系统，包括湿度传感器、控制模块和运行模块；所述湿度传感器设置在所述送风管道的进风口处，用于测量未净化前的空气湿度；所述控制模块用于设置需求的湿度数据范围，所述控制模块对比测量值和设置范围值，判断空气净化和湿度控制耦合模式，并向所述运行模块传输控制指令。

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