CN115839522B - 一种高效低阻空气过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效低阻空气过滤器，包含金属框架、纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯、消毒液；纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯设置在金属框架内；消毒液用于对空气过滤滤芯表面进行喷洒或对纳米静电纤维纺丝膜进行消毒液浸没式或喷洒式处理。本发明采用纳米静电纤维纺丝膜亚高效物理阻隔式滤芯空气过滤滤芯，过滤空气中的颗粒物，材料价格低，阻力小，过滤效率高，没有电气安全隐患，不会产生二次污染；采用消毒液对滤芯进行处理，使所述高效低阻空气过滤器具备灭活病毒和杀灭细菌的功能；本发明提供的高效低阻空气过滤器能够安装于风机盘管的进风口，阻力小，使空气过滤效率与病毒细菌灭活率(或杀灭率)更高。

Description

一种高效低阻空气过滤器

技术领域

本发明涉及空气调节和净化设备领域，具体涉及一种高效低阻空气过滤器。

背景技术

风机盘管是国内空调系统中适用最广的一种末端设备，风机盘管机组广泛应用于旅馆、办公建筑、医院和学校建筑中，根据GB/T19232-2019《风机盘管机组》标准，风机盘管机组分为低静压风机盘管机组和高静压风机盘管机组，低静压风机盘管机组是指在额定风量或名义风量时，出口静压为0Pa或12Pa的机组，其中带风口和过滤器的机组出口静压为0Pa；高静压风机盘管机组是指在额定风量或名义风量时，出口静压不小于30Pa的机组，包括30Pa，50Pa两种机组。

由于机组的余压较低，GB/T19232-2019给出的风机盘管过滤器定义为：尼龙网或铝合金网，而GB51039-2014《综合医院建筑设计规范》第7.1.11条规定：集中空调系统和风机盘管系统的回风口必须设初阻力小于50Pa、微生物和颗粒物一次通过率不大于 10％，一次计重通过率不大于5％的过滤设备。

因为国内现行的能够达到GB51039-2014《综合医院建筑设计规范》第7.1.11条规定要求的纤维过滤器的空气阻力远超过了这一规定，所以，近十几年国内推出的风机盘管空气过滤器主要是高压静电过滤器(包括等离子、负离子和静电除尘)，其优点是空气阻力小，当超过一定的电压(>12kV)时对空气中的有害气体具有一定的分解清除作用，对颗粒物也有一定的沉积效果，过滤效率可以达到中效过滤器水平(Z3，对0.5μ m细颗粒物过滤效率为60％～70％)，但是这种空气过滤器可能产生臭氧、氮氧化物等二次污染，同时可能产生电磁干扰和出现电火花，所以GB50333-2013《医院洁净手术建筑技术规范》第8.3.5条规定：非阻隔式空气净化装置(静电过滤器属于非阻隔式空气净化装置)不得作为末级净化设施，末级净化设施不得产生有害气体和物资，不得产生电磁干扰，不得有促使微生物并已的作用，第8.3.5条规定指出：“静电空气净化装置不得作为净化空调系统的净化设施”。在国际上，目前高压静电过滤器尚无标准可依，同时应用范围受到很大的限制，另一方面，沉积在电极板上的粉尘很难清理。

现有技术也有采用纤维过滤器的风机盘管，包括玻璃纤维、无纺布、熔喷驻极体静电材料)，其中玻璃纤维滤料和无纺布滤料按国家标准规定，如果要达到国家标准规定的：颗粒物一次计重通过率不大于5％的要求(即效率>95％)，其空气阻力将超过120Pa。熔喷驻极体静电材料虽然过滤效率可以达到亚高效效率，阻力也较低，但是根据国家标准这种过滤器的实际效率必须在消除静电后进行测试，此时效率将降低到粗效过滤器水平，不适合使用。

为了降低普通纤维过滤器的空气阻力，目前通常的做法是将空气过滤器置于风机盘管进风口和吊顶回风口之间，增加过滤面积，通过这种方式可以将风机盘管机组常用的1.7m/s的进风速度降低到0.5m/s，其缺点是需要加大吊顶回风口面积，或者是增加吊顶的高度，过滤器成本增加，应用范围受到限值。

传统的采用尼龙网或铝合金网的风机盘管空气过滤器对病毒和细菌无任何灭杀作用，纤维过滤器对病毒和细菌的阻断作用甚微，高压静电过滤虽然对细菌有一定的灭杀作用，但是对病毒，尤其是新冠病毒有无灭杀作用，未见文献报道，且不适合于有人空间使用。

迄今为止，对于风机盘管尚无一种可以同时灭活病毒，杀灭细菌，又能低阻力净化空气中颗粒物，并且能够安装在风机盘管进风口的空气过滤器。

用于抗疫的消毒液基本上均为单一化合物，病毒灭活率和细菌杀灭率效果有限；或是存在对人体有害、有异味、有腐蚀性的缺陷。

因此，对于空气净化器需要开发病毒灭活和细菌杀灭效率高的材料或方法。

综上，开发空气阻力低、空气净化效率高、病毒灭活率及细菌杀灭率高、性能更优、价格更低、安全绿色环保，且能安装于风机盘管进风口的多功能性空气净化器已是当务之急。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了一种高效低阻空气过滤器，可同时灭活病毒和杀灭细菌，并能消除空气中颗粒物，空气过滤效率高，阻力低，没有电气安全隐患，不会产生二次污染，安全、绿色、环保，价格低；该高效低阻空气过滤器可安装于风机盘管进风口，空气过滤效率更高，病毒和细菌灭活(或杀灭)效果更好。

本发明的构思在于，采用物理阻隔式滤芯，对滤芯表面进行消毒液喷洒，在高效净化空气中细颗粒物同时，对空气中的病毒进行灭活，并对空气中的细菌进行杀灭。

具体的，本发明采用纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯，在制造空气过滤器前对滤芯表面进行消毒液喷洒，或在空气过滤器运行过程中对滤芯表面进行消毒液喷洒；纳米静电纤维纺丝膜滤芯属于物理阻隔式滤芯，用于空气中细颗粒物的过滤，具有高比表面积，高孔隙率，因此材料成本低，过滤效率高，阻力小，安全、绿色、环保；消毒液用于灭活病毒，杀灭细菌。

结合以上构思，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种高效低阻空气过滤器，包括金属框架、纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯、消毒液；所述纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯设置在金属框架内；所述消毒液用于对纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯表面进行喷洒。

进一步的，所述纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯是折叠置于所述金属框架内；折叠的纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯中设有分隔物。

进一步的，所述纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯的折间距为2～3mm，折高为50～90mm。

进一步的，所述分隔物为热熔胶。

进一步的，所述消毒液对所述高效低阻空气过滤器的纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯表面进行喷洒处理；或对纳米静电纤维纺丝膜进行消毒液浸没式或喷洒式处理。

进一步的，所述消毒液为双戊烯与氯化十六烷基吡啶的混合溶液。

进一步的，所述纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯为纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜。

第二方面，本发明提供了第一方面高效低阻空气过滤器的应用，所述高效低阻空气过滤器应用于风机盘管或消毒装置。

进一步的，所述高效低阻空气过滤器应用于风机盘管，直接安装在风机盘管的进风口处。

进一步的，所述消毒装置为消毒机器人。

经检测，本发明提供的高效低阻空气过滤器，过滤效率达到95％，初始阻力仅为12Pa～15Pa，对新冠病毒的灭活率为>99.9％，对流感病毒的灭活率为>99.9％，对细菌的抑菌率(杀灭率)>99.99％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种高效低阻空气过滤器，包含金属框架、纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯、消毒液；纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯设置在金属框架内；所述消毒液对所述高效低阻空气过滤器的纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯进行消毒液喷洒处理，或对纳米静电纤维纺丝膜滤材进行消毒液浸没式或喷洒式处理。

本发明提供的高效低阻空气过滤器同时具备空气过滤和灭活病毒和杀灭细菌的功能。本发明采用纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯，属于物理阻隔式滤芯，过滤空气中的颗粒物，材料成本低，阻力小，过滤效率高，没有电气安全隐患，不会产生二次污染，安全、绿色环保；本发明采用消毒液对纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯进行喷洒或对纳米静电纤维纺丝膜滤材进行消毒液浸没式或喷洒式处理，使所述高效低阻空气过滤器具备灭活病毒和杀灭细菌的功能。

本发明提供的高效低阻空气过滤器能够安装于风机盘管的进风口，将风机盘管Z3中效过滤器的效率大幅度提升到亚高效水平，空气阻力小，空气过滤效率更好，病毒灭活率更高，细菌杀灭性更好，创新地填补了高效低阻风机盘管过滤器的空白，适用于医院或其他医疗场所。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1高效低阻空气过滤器结构图；

附图标记名称：

1、金属框架；2、纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯；3、消毒液。

具体实施方式

下面结合附图1，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1一种高效低阻空气过滤器

本发明实施例1提供了一种高效低阻空气过滤器，如图1所示，包括金属框架1、纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯2、消毒液3；所述纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯2设置在金属框架1内；所述消毒液3对所述高效低阻空气过滤器的纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯表面进行喷洒处理或对纳米静电纤维纺丝膜进行消毒液浸没式或喷洒式处理。

所述纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯2折叠置于所述金属框架内；折叠的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯2中设有热熔胶分隔物。

折叠的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯2的折间距为2～3mm，折高为50～90mm。

优选的，折叠的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯2的折间距为2mm，折高为70mm。

对纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯2进行折叠，其目的是减小滤芯的空气阻力。

高效低阻空气过滤器的过滤效率和空气阻力与空气过滤滤芯密切相关，本发明采用纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯，材料价格低；具有高比表面积，高孔隙率，空气过滤效率高，阻力小；没有电气安全隐患，不会产生二次污染，安全、绿色、环保。

所述消毒液3为双戊烯与氯化十六烷基吡啶的混合溶液。

实施例2高效低阻空气过滤器的过滤效率与空气阻力检测

空气中的颗粒物的净化效果是空气净化器国家标准中主要性能指标之一，对空气过滤器采用的滤芯，空气阻力是重要的检测指标。

依据GB/T 14295-2019《空气过滤器》国家标准，对实施例1中的高效低阻空气过滤器的过滤效率与空气阻力进行检测，检测结果见表1。

表1高效低阻空气过滤器的过滤效率与空气阻力检测结果

由过滤效率与空气阻力检测结果可知，高效低阻空气过滤器的过滤效率在1.5m/s～ 1.75m/s范围内，0.5μm细颗粒物过滤效率达到95％，在此风速范围下的的初阻力只有12Pa～15Pa，过滤效率高，阻力小。

按照终阻力为初阻力的2倍考虑，高效低阻空气过滤器可适用于目前广泛使用的30Pa，50Pa余压的两种风机盘管机组。

与此同时，高效低阻空气过滤器对0.5μm细颗粒物过滤效率达到95％，将该高效低阻空气过滤器应用于风机盘管，将现有的风机盘管Z3中效过滤器的效率大幅度提升到亚高效水平，创新地填补了高效低阻风机盘管过滤器的空白。

实施例3经过消毒液处理后的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯的抗菌性能与抗病毒活性检测

本发明采用了最新的空气过滤器消毒液处理方法，采用消毒液进行处理可以是在制造空气过滤器前对纳米静电纤维纺丝膜进行消毒液浸没式或喷洒式处理，也可以在空气过滤器形成产品运行过程中对所述高效低阻空气过滤器的纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯表面进行喷洒处理。

本发明采用双戊烯与氯化十六烷基吡啶的混合溶液作为消毒液对纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜滤芯进行处理，形成对病毒和细菌具有高效杀灭功能的亚高效过滤器。

依据GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》标准，对喷洒消毒液后的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯的细菌杀灭率进行检测。依据ISO 18184：2019(E)《纺织品抗病毒活性测定》国际标准，对喷洒消毒液后的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯的病毒杀活率进行检测。检测结果详见表2。

表2喷洒消毒液后的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯的抗菌性能与抗病毒活性检测结果

病原微生物	灭活率％
		新冠病毒	>99.9％
流感病毒	>99.9％
		细菌	>99.99％

由表2的检测结果可知，喷洒消毒液后的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯对新冠病毒的灭活率为>99.9％，对流感病毒的灭活率为>99.9％，对细菌的抑菌率(杀灭率)>99.99％。检测结果表明，经消毒液处理后的纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯具有高效的灭活病毒和杀灭细菌的性能。

消毒液中的双戊烯与氯化十六烷基吡啶的混合溶液，在空气净化过程中，细菌和病毒首先被纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯拦截，然后经双戊烯与氯化十六烷基吡啶的混合溶液功能化的纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯释放活性氯灭活病原体。

将双戊烯与氯化十六烷基吡啶的混合溶液处理到纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯或滤材上之后，双戊烯与氯化十六烷基吡啶发挥联合作用，能够高效灭活病毒和杀灭细菌。

以上对本发明进行了详细介绍，本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于新型冠状病毒消杀的高效低阻空气过滤器，其特征在于，

包括金属框架、纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯、消毒液；所述纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯设置在金属框架内；所述消毒液用于对纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯表面进行喷洒或对纳米静电纤维纺丝膜进行消毒液浸没式或喷洒式处理；所述消毒液为双戊烯与氯化十六烷基吡啶的混合溶液。

2.如权利要求1所述的高效低阻空气过滤器，其特征在于，

所述纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯是折叠置于所述金属框架内；折叠的纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯中设有分隔物。

3.如权利要求2所述的高效低阻空气过滤器，其特征在于，

纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯的折间距为2～3mm，折高为50～90mm。

4.如权利要求2所述的高效低阻空气过滤器，其特征在于，

所述分隔物为热熔胶。

5.如权利要求1所述的高效低阻空气过滤器，其特征在于，

所述纳米静电纤维纺丝膜亚高效空气过滤滤芯为纳米二氧化硅静电纤维纺丝膜。

6.一种高效低阻空气过滤器的应用，其特征在于，

将权利要求1至5任一项所述的高效低阻空气过滤器应用于风机盘管或消毒装置。

7.如权利要求6所述的高效低阻空气过滤器的应用，其特征在于，

所述高效低阻空气过滤器应用于风机盘管，直接安装在风机盘管的进风口处。

8.如权利要求6所述的高效低阻空气过滤器的应用，其特征在于，

所述消毒装置为消毒机器人。