CN113289466A - 一种无源直饮水和空气净化集成设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无源直饮水和空气净化集成设备，涉及室内空气净化领域。包括空气净化系统和直饮水系统；空气净化系统包括依次相连通的等离子体净化室、光氧催化净化室、冷凝除尘室、负氧离子室；所述光氧催化净化室与冷凝除尘室之间设置有制冷装置，制冷装置包括位于光氧催化净化室内的热端散热片和冷凝除尘室内的冷端散热片；负氧离子室内设置有与负氧离子发生器连接的放电设备；直饮水系统包括依次经管道连通的蓄水槽、过滤装置、水箱；等离子体净化室和负氧离子室中的至少一个设置有喷雾管。本发明很好地解决了等离子体空气净化效率与臭氧和氮氧化物浓度超标之间的矛盾，同时可以为人们提供无源直饮水。

Description

一种无源直饮水和空气净化集成设备

技术领域

本发明涉及室内空气净化技术领域，尤其涉及一种无源直饮水和空气净化集成设备。

背景技术

等离子体空气净化技术集成了灭菌、除尘、分解甲醛和TVOC等多种功能，在众多领域有着广泛的应用前景。然而，在空气中放电产生等离子体时，副产物臭氧和氮氧化物难以避免，使等离子体技术在室内空气净化领域受到严重制约。为了避免臭氧或者氮氧化物浓度超标，大部分净化器只能降低等离子体的功率密度，这就牺牲了等离子体灭菌、除尘、分解甲醛和TVOC的效率。

我国南方地区湿度大，造成冬季湿冷，夏季霉潮，不利于人体舒适健康。目前大部分除湿设备无法回收利用空气中冷凝下来的水，造成能量和资源的白白浪费，同时，空气中的水蒸气冷凝类似降雨的过程，有一定的除尘效果，如果能将除湿与空气净化功能集成在一台设备上，不仅提高了空气净化效率，同时冷凝水可以作为直饮水源，大大提高了能源利用率，符合低碳生活的理念。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无源直饮水和空气净化集成设备，在不改变等离子体功率的前提下，降低臭氧和氮氧化物等副产物产生，提高等离子体空气净化效率，很好地解决了等离子体空气净化效率与臭氧和氮氧化物浓度超标之间的矛盾，同时可以为人们提供无源直饮水。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无源直饮水和空气净化集成设备，包括空气净化系统和直饮水系统；

所述空气净化系统包括依次相连通的等离子体净化室、光氧催化净化室、冷凝除尘室、负氧离子室；所述等离子体净化室设置有进风口和等离子体发生器；所述光氧催化净化室内设置有紫外灯；所述光氧催化净化室与冷凝除尘室之间设置有制冷装置，所述制冷装置包括位于光氧催化净化室内的热端散热片和冷凝除尘室内的冷端散热片；所述负氧离子室内设置有与负氧离子发生器连接的放电设备；

所述直饮水系统包括依次经管道连通的蓄水槽、过滤装置、水箱；所述蓄水槽设置于冷端散热片的下方；

所述等离子体净化室和负氧离子室中的至少一个设置有喷雾管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在等离子体净化室和负氧离子室中的至少一个设置喷雾管，控制放电过程中等离子体净化室和负氧离子室的湿度，可以在放电的同时产生更多的-OH自由基/负氧离子，提高净化效率的同时有效减少臭氧和氮氧化物等副产物的产生。另一方面，通过收集制冷装置冷端散热片凝结的液态水，经过滤之后，可提供无源直饮水。

进一步的，所述等离子体发生器包括变压装置、中心电极、外电极、石英介质层；所述中心电极和外电极皆与变压装置电性连接；所述石英介质层与外电极紧贴，石英介质层与中心电极之间设有供空气流通的通道。

进一步的，所述中心电极采用多针电极设计。

进一步的，所述进风口设置有过滤网。

进一步的，所述热端散热片的表面涂覆有TiO2催化剂，

进一步的，所述冷端散热片的表面做亲水处理。

进一步的，所述过滤装置包括活性炭过滤器和反渗透膜过滤器。

进一步的，所述反渗透膜过滤器与蓄水槽之间设置有废水回流管。

进一步的，所述蓄水槽内设置有液位传感器。

进一步的，所述喷雾管与水箱连通，所述水箱内设置有水雾发生器，设置有喷雾管的等离子体净化室和/或负氧离子室内设置有湿度传感器，当湿度传感器检测到湿度低于第一设定阈值时，水雾发生器开始工作，往等离子体净化室和/或负氧离子室内内喷水雾，当湿度传感器检测到湿度高于第二设定阈值时，增大制冷装置的功率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图中：1、等离子体净化室；11、进风口；12、过滤网；13、第一喷雾管；14、等离子体发生器；141、变压装置；142、中心电极；143、石英介质层；144、外电极；21、光氧催化净化室；211、紫外灯；212、第一引流风扇；22、冷凝除尘室；3、负氧离子室；31、放电设备；32、第二喷雾管；33、第二引流风扇；34、负氧离子发生器；4、制冷装置；41、半导体制冷片；42、冷端散热片；43、热端散热片；5、蓄水槽；51、集水装置；52、管道；521、水泵；53、废水回流管；6、过滤装置；61、活性炭过滤器；62、反渗透膜过滤器；7、水箱；71、水雾发生器；72、第三引流风扇；8、三通阀。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种无源直饮水和空气净化集成设备，包括空气净化系统和直饮水系统。

所述空气净化系统包括依次相连通的等离子体净化室1、光氧催化净化室21、冷凝除尘室22、负氧离子室3。

所述等离子体净化室1设置有进风口11和等离子体发生器14。所述进风口11位于等离子体净化室1的侧上方，进风口11处设置有可更换的过滤网12。所述过滤网12具体为粗颗粒过滤器，可防止粗颗粒进入等离子体发生器14，造成电极短路产生火花危险，同时保留部分细颗粒用于在冷凝除尘室10中作为凝结核，加速水分析出。值得一提的是，所述过滤网12可过滤粒径大于1μm的粗颗粒，保证了残留在直饮水的颗粒物符合饮用水标准。

所述等离子体发生器14位于等离子体净化室1的中段，包括绝缘外壳、变压装置141、中心电极142、石英介质层143以及外电极144。中心电极142采用多针电极设计，可同时发生电晕放电，降低起始放电电压、提高电子密度；石英介质层143与外电极144紧贴没有空隙，石英介质层143与中心电极142之间设有供空气流通的通道。其绝缘外壳看作为导流挡板，引导进风口空气完全进入介质阻挡等离子体发生器14净化。为了达到控制等离子体净化室1内空气湿度的目的，在所述等离子体净化室1的顶部设置第一喷雾管13用以喷出干净湿空气，提高介质阻挡等离子体发生器空气湿度，可在放电时产生更多-OH等自由基，提高VOCs等污染物净化效率，并杀灭细菌等微生物，同时可以减少臭氧和氮氧化物等副产物的产生。

所述等离子体净化室1的底部与光氧催化净化室21底部导通，并设置有第一引流风扇212加快空气流通速率。所述光氧催化净化室21内的顶部设置有紫外灯211用以消毒灭菌，优选的，所述紫外灯211为紫外灯管阵列。

所述光氧催化净化室21与冷凝除尘室22之间设置有制冷装置4，所述制冷装置4为半导体制冷装置，包括半导体制冷片41及半导体制冷片41两侧延伸至光氧催化净化室21内的热端散热片43和延伸至冷凝除尘室内22的冷端散热片42。所述半导体制冷片41将光氧催化净化室21与冷凝除尘室22隔开，仅顶部相通，所述半导体制冷片41表面附有绝缘层。

热端散热片43平行布设，表面涂覆TiO2催化剂，将光氧催化净化室21分隔成数个过风通道；同理，所述冷端散热片42平行布设,表面作亲水处理，将冷凝除尘室22分隔成数个过风通道。在光氧催化净化室21内，经等离子体净化室1初步净化，加湿的高湿空气自下而上通过热端散热片43之间的过风通道，在紫外光和TiO2催化剂的作用下，VOCs等污染物进一步氧化矿化无害物质，同时未完全反应的自由基可以再生催化剂，而臭氧等副产物则完全被分解。而在冷凝除尘室22内，净化后的高湿空气，自上而下通过冷端散热片42之间的过风通道，水蒸气在遇冷，在细颗粒物和冷端散热片42表面凝结析出，干净的空气经冷凝除尘室22下方过风口和第二引流风机33进入负氧离子室3。

所述负氧离子室3内设置有与负氧离子发生器34连接的放电设备31，具体为电晕负氧离子发生电极。同时，为了达到控制负氧离子室3内的空气湿度的目的，所述负氧离子室3内设置有第二喷雾管32。负氧离子发生器34通过放电电路，由电晕负氧离子发生电极放电产生负氧离子，并在第二引流风机33的作用下与净化空气混合，由上方出风口(图中未画出)排出。

值得一提的是，第一喷雾管13与第二喷雾管32可任选一个设置，也可选择同时设置。

为了收集冷凝除尘室22析出的液态水并将其转为直饮水，本方案中，所述直饮水系统包括依次经管道52连通的蓄水槽5、过滤装置6、水箱7。值得一提的是，为了实现管道52内水的流通，所述管道52上设置有水泵521。

所述蓄水槽5设置于冷端散热片42的正下方，用于收集冷凝水，为了提高收集效果，所述；蓄水槽5与冷端散热片42之间设置有漏斗形的集水装置51用以连接两者。蓄水槽5内设置有液位传感器，当检测到蓄水槽5内的水位达到阈值时，启动水泵521，污水将进入过滤装置6进行过滤。同时，为了避免蓄水槽5内液位过低，还设置有外部水源，当液位传感器检测到液位过低时，将外部水源引入蓄水槽5内，以避免影响后端水雾的产生导致设备空转。

所述过滤装置6包括依次连接的活性炭过滤器61和反渗透膜过滤器62，依次对污水进行过滤，过滤后的纯净水进入水箱7内作为直饮水。同时，所述反渗透膜过滤器62与蓄水槽5之间设置有废水回流管53，用以将反渗透膜过滤器62产生的废水导回至蓄水槽5内。

所述水箱7内设置有水雾发生器71和第三引流风扇72，水箱7顶部开口经管道与第一喷雾管13和/或第二喷雾管32连接，为其提供充足的水雾。当第一喷雾管13和第二喷雾管32同时存在时，经三通管8相连，控制水雾的传输通路。值得一提的是，第一喷雾管13和第二喷雾管32的开启时机由对应腔室内的湿度决定。以等离子体净化室1为例，当等离子体净化室1内的湿度低于设定的第一设定阈值时，控制水雾发生器71工作通过第一喷雾管13为等离子体净化室1提供纯净的水雾，增加其湿度；另一方面，当等离子体净化室1内的湿度高于设定的第二设定阈值，意味着湿度过高，此时需要增大制冷装置的功率；负氧离子室3中的二喷雾管32亦同理，在此不再赘述。

另外，为了实现装置的可视化操作，设置有显示面板，可实时显示各系统工作状态，空气湿度、悬浮颗粒物浓度、VOCs浓度等等(相应位置设置有对应的检测传感器)，同时相关数据通过物联网模块传送到移动设备APP端。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，包括空气净化系统和直饮水系统；

所述空气净化系统包括依次相连通的等离子体净化室、光氧催化净化室、冷凝除尘室、负氧离子室；所述等离子体净化室设置有进风口和等离子体发生器；所述光氧催化净化室内设置有紫外灯；所述光氧催化净化室与冷凝除尘室之间设置有制冷装置，所述制冷装置包括位于光氧催化净化室内的热端散热片和冷凝除尘室内的冷端散热片；所述负氧离子室内设置有与负氧离子发生器连接的放电设备；

所述直饮水系统包括依次经管道连通的蓄水槽、过滤装置、水箱；所述蓄水槽设置于冷端散热片的下方；

所述等离子体净化室和负氧离子室中的至少一个设置有喷雾管。

2.根据权利要求1所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述等离子体发生器包括变压装置、中心电极、外电极、石英介质层；所述中心电极和外电极皆与变压装置电性连接；所述石英介质层与外电极紧贴，石英介质层与中心电极之间设有供空气流通的通道。

3.根据权利要求2所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述中心电极采用多针电极设计。

4.根据权利要求1所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述进风口设置有过滤网。

5.根据权利要求1所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述热端散热片的表面涂覆有TiO2催化剂。

6.根据权利要求1或5所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述冷端散热片的表面做亲水处理。

7.根据权利要求1所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述过滤装置包括活性炭过滤器和反渗透膜过滤器。

8.根据权利要求7所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述反渗透膜过滤器与蓄水槽之间设置有废水回流管。

9.根据权利要求1或8所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述蓄水槽内设置有液位传感器。

10.根据权利要求1所述的无源直饮水和空气净化集成设备，其特征在于，所述喷雾管与水箱连通，所述水箱内设置有水雾发生器，设置有喷雾管的等离子体净化室和/或负氧离子室内设置有湿度传感器，当湿度传感器检测到湿度低于第一设定阈值时，水雾发生器开始工作，往等离子体净化室和/或负氧离子室内内喷水雾，当湿度传感器检测到湿度高于第二设定阈值时，增大制冷装置的功率。

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