CN1328551C

CN1328551C - 床头柜式空气净化调温清新器

Info

Publication number: CN1328551C
Application number: CNB200510096213XA
Authority: CN
Inventors: 张宗权
Original assignee: Shaanxi Normal University
Current assignee: Shaanxi Normal University
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: CN1749661A

Abstract

一种床头柜式空气净化调温清新器，壳体内制作有净化腔、制冷腔、出气腔和两个电气设备腔，一个电气设备腔内设负离子发生器电源和半导体制冷器电源、另一个电气设备腔内设调速电机，在净化腔内上部设制冷器冷端换热器、中部设活性炭滤网和紫外灯以及冷凝水回流管，紫外灯下设光催化网，在净化腔内下部设净化液和净化液紫外灯以及光催化风轮，在制冷腔内设水容器和制冷器，制冷器的一侧设导热块、另一侧设导热片，在出气腔内设轴流风机，壳体的侧面设进风管百叶、加水口盖和放水阀、与出气腔相联通的出风管、与净化腔的下部相联通的净化液加液阀和净化液放液阀，出风管内设负离子发生器、端部设出风管百叶。可在病房、宾馆、家庭等场所使用。

Description

床头柜式空气净化调温清新器

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及到床头柜式空气净化调温清新器。

技术背景

室内空气污染对健康的危害已人所共知，特别是对少年儿童和老弱病患者的影响更严重。因室内大规模装修人类已经进入室内污染时期。室内空气污染相对于大气污染有其特殊性，室内污染物包括飘尘、病毒、病菌等颗粒污染物，还有因室内装修装饰材料中散发出的甲醛、氨气等有害气体。由于甲醛略重于空气，人们在晚上休息时，甲醛气体会逐渐下沉到低处。据报道，当人们沉睡一个晚上后，距地面1米内，甲醛气体浓度明显高于1米以上空间，而床高一般在0.5米左右，说明人们晚上一直休息在甲醛浓度较高的环境中，而且悬浮于空气中较大颗粒飘尘的病毒病菌载体，也在陆续沉降，因此人们在睡觉中受有害物质侵害被白天更为严重。

目前市场上销售的室内空气净化的产品很多，向中国专利局提交的专利申请已达几百件。这些室内空气净化产品和专利，其结构仍以传统的过滤、活性炭吸附、紫外线杀菌、臭氧杀菌、静电集尘为主。上述室内空气净化产品和专利普遍存在效率低、能耗高，只对空气污染物的部分成分有作用，以及从在二次污染的问题。

专利号为ZL03209081、ZL0320115259、ZL02121329的中国专利，采用不同形状和结构的光催化构件——平面网、三维网、蜂窝网等构成纳米光催化净化器取得了一定净化效果。但作为动态工作的空气净化器，气流速度较快，室内污染物浓度较低，污染物与光催化剂接触率小、时间短，因此这些空气净化器的净化效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述室内空气净化产品和专利的缺点，为卧室内提供一种设计合理、结构简单、净化速度快、效率高、无二次污染、同时能清新空气、并能调节输出气流温度的床头柜式空气净化调温清新器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在壳体内制作有净化腔、制冷腔、出气腔和两个电气设备腔，一个电气设备腔内设置有负离子发生器电源和半导体制冷器电源、另一个电气设备腔内设置有调速电机，在净化腔内的中部设置有活性炭滤网和紫外灯，在紫外灯下设置有光催化网，在净化腔内下部设置有由H₂O₂和纯净水配制成浓度为1～2％的H₂O₂水溶液和净化液紫外灯以及通过传动机构与调速电机相联的光催化风轮，在出气腔内设置有轴流风机，在壳体的侧面设置有进风管百叶、加水口盖和放水阀、与出气腔相联通的出风管、与净化腔的下部相联通的净化液加液阀和净化液放液阀，在出风管的端部设置有出风管百叶，在制冷腔内设置有水容器和半导体制冷器，半导体制冷器的一侧设置有导热块、另一侧设置有导热片，在净化腔内的上部设置有与导热片相联的冷端换热器，在制冷器冷端换热器的下部设置有冷凝水回流管，在出风管内管口处设置有通过导线与负离子发生器电源相连的负离子发生器。上述的光催化风轮为：在转动轴的径向设置有6～12个等分圆周的骨架，在每个骨架上设置有风轮光催化网，转动轴通过传动机构与调速电机相联。

本发明的风轮光催化网为表面镀有锐钛矿晶型的纳米TiO₂的40或50或60目不锈钢网。

本发明的紫外灯和净化液紫外灯的波长为365nm。

本发明采用了光催化风轮、含有H₂O₂的净化液，并在净化液中设置净化液紫外灯，光催化风轮的下半部风轮光催化网浸入净化液中，风轮光催化网在光催化净化和过滤空气污染物的同时，表面吸附的净化液，对颗粒状污染物和有害气体分别起到强烈的粘附和吸附作用，并将捕集到空气中的污染物迅速转移到净化液中，在光催化风轮的风轮光催化网光催化降解水中污染物的同时，净化液中的H₂O₂和净化液紫外灯发出的紫外光对净化液中收集的污染物进行快速杀除和降解。本发明采用了紫外灯、光催化网、活性炭滤网，对穿过光催化风轮的极少量污染物进一步进行杀除、降解和吸附。本发明采用了半导体制冷器，对净化后的空气进行调温，实现了整个装置净化效率高、速度快，同时又能清新空气。本发明还采用了负离子发生器，负离子发生器能产生空气负离子，空气负离子对人有生物学效应，人吸入一定量的空气负离子对呼吸系统、循环系统、神经系统功能有不同程度的改善。本发明具有设计合理、结构简单、净化速度快、效率高、无二次污染、并能清新空气等优点，可在医院病房、宾馆、家庭等场所推广使用。

附图说明

图1本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1中光催化风轮23的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的床头柜式空气净化调温清新器是由壳体1、水杯2、导热块3、半导体制冷器4、竖隔板5、导热板6、制冷器冷端换热器7、活性炭滤网8、轴流风机9、冷凝水回流管10、横隔板11、出风管12、负离子发生器13、出风管百叶14、负离子发生器电源15、半导体制冷器电源16、调速电机17、皮带18、光催化网19、紫外灯20、净化液紫外灯21、净化液22、光催化风轮23、标尺24、净化液加液阀25、净化液放液阀26、进风管百叶27、放水阀28、保温层29、加水口盖30联接构成。

壳体1内安装有3块横隔板11和2块竖隔板5，3块横隔板11和2块竖隔板5将壳体1内分割成左侧上为制冷腔、中部和左侧下为净化腔、右侧上为出气腔、右侧中和右侧下为两个电气设备腔。在上面一个电气设备腔内用螺纹紧固联接件固定联接有负离子发生器电源15和半导体制冷器电源16，在下面一个电气设备腔内用螺纹紧固联接件固定联接有调速电机17。

在壳体1的左侧中部安装有进风管百叶27，室内的污染空气可从进风管百叶27进入净化腔。在净化腔内的上部安装有制冷器冷端换热器7，制冷器冷端换热器7对经过净化后的空气起除湿和降温作用。在制冷器冷端换热器7下安装有活性炭滤网8和5支紫外灯20以及冷凝水回流管10，制冷器冷端换热器7的冷凝水从冷凝水回流管10流到壳体1的下部。活性炭滤网8可进一步吸附气流中污染物，紫外灯20的波长为365nm，紫外灯20电源接通后可发出紫外光。在上面两个紫外灯20下安装有光催化网19，光催化网19为40目表面镀有锐钛矿晶型的纳米TiO₂的不锈钢网，紫外灯20所发出的紫外光给光催化网19上纳米TiO₂提供激发光，同时辐射杀除空气中浮游病菌，在净化腔内紫外灯20下部安装有光催化风轮23，光催化风轮23通过皮带18与调速电机17相联，也可通过机械设计中常规的传动机构与调速电机相联，如链轮链条机构，齿轮变速箱传动机构。

本实施例的光催化风轮23是由转动轴23-1、骨架23-2、风轮光催化网23-3联接构成。在转动轴23-1的径向用螺纹紧固联接件均布固定安装有8个骨架23-2，每个骨架23-2上固定安装有风轮光催化网23-3，骨架23-2和风轮光催化网23-3构成光催化风轮23的风轮叶片，风轮光催化网23-3是60目表面镀有锐钛矿晶型的纳米TiO₂的不锈钢网，风轮光催化网23-3用于过滤和净化空气污染物。壳体1内光催化风轮23上部制作有圆弧，圆弧的弦长为相邻两风轮叶片外边沿距离的1.2倍，风轮叶片的外边沿与壳体1内之间的距离为0.5mm。光催化风轮23正好位于紫外灯20下，紫外灯20所发出的紫外光给风轮光催化网23-3上纳米TiO₂提供激发光，同时辐射杀除从进风管进入的室内空气中浮游病菌。

在壳体1的净化腔内的下部装有净化液22，本实施例的净化液22是由H₂O₂和纯净水配制成浓度为1.5％的H₂O₂水溶液，净化液22的液面高度应将光催化风轮23的转动轴23-1下的风轮叶片浸没，光催化风轮23旋转时，将风轮光催化网23-3上吸附的污染物带入净化液22中，转出液面的风轮光催化网23-3表面吸附的净化液使其粘附颗粒状污染物和吸附有害气体的能力显著增强，同时风轮光催化网23-3吸附的净化液22中的H₂O₂，能有效俘获纳米TiO₂表面的光生电子，抑制光生电子与空穴的简单复合，提高其量子效率，使本发明净化空气的能力显著增强。净化液22中的H₂O₂对进入净化液22中的污染物进行杀菌和降解。在壳体1内的净化腔下部侧壁固定安装有净化液紫外灯21，净化液紫外灯21浸在净化液22中，净化液紫外灯21的波长为365nm，用于发出紫外光，所发出的紫外光线给浸在净化液22中的风轮光催化网23-3上纳米TiO₂提供激发光。

在壳体1的左侧下安装有净化液加液阀25和净化液放液阀26，净化液加液阀25和净化液放液阀26与净化腔内相联通，净化液加液阀25用于向净化腔内加入净化液22以及加清洗用水，净化液放液阀26用于将净化腔内用脏的净化液22和清洗后的脏水放出。

在壳体1内的制冷腔内固定联接有水杯2和制冷器，本实施例的制冷器为半导体制冷器4，半导体制冷器4通过导线与半导体制冷器电源16相连接，水杯2内可盛放冷水或冰块，用于为半导体制冷器4散热，水杯2外装有保温层29，半导体制冷器4用于调节经本发明净化后空气的温度，在半导体制冷器4与水杯2之间放置有导热块3，半导体制冷器4与制冷器冷端换热器7之间放置有导热板6，导热块3和导热板6用于传热。在壳体1的左侧上安装有加水口盖30和放水阀28，放水阀28与水杯2内相联通，水或冰加入水杯2后，可将加水口盖30盖在加水口上，水或冰块吸收半导体制冷器4的热量变为热水可从放水阀28放出，再重新加入冷水或冰块。半导体制冷器4对净化后的气流进行降温和除湿，对人睡觉空间进行局部调温。

在壳体1的右侧上安装有出风管12，出风管12与出气腔内相联通，壳体1内的出气腔内安装有轴流风机9，轴流风机9旋转，使得室内的污染空气从进风管百叶27进入在净化腔内经杀菌净化调温后从出风管12流到室内。在出风管12内安装有负离子发生器13，负离子发生器13通过导线与负离子发生器电源15相连，负离子发生器13产生的空气负离子对人具有生物学效应，人吸入一定量的空气负离子对呼吸系统、循环系统、神经系统功能有不同程度的改善，临床证明空气负离子对防治急慢性支气管炎、哮喘、高血压、高血脂、冠心病、神经衰弱均有一定的疗效，对健康人消除疲劳、改善睡眠质量有显著作用。在出风管12的出口处安装有出风管百叶14，调整出风管百叶14的角度，可改变出风管12出口气流的方向。

实施例2

在本实施例中，光催化网19是40目表面镀有锐钛矿晶型的纳米TiO₂的不锈钢网。光催化风轮23是在转动轴23-1的径向用螺纹紧固联接件均布固定安装有6个骨架23-2，在每个骨架23-2上固定安装有风轮光催化网23-3，骨架23-2和风轮光催化网23-3构成光催化风轮23的风轮叶片，风轮光催化网23-3是40目表面镀有锐钛矿晶型的纳米TiO₂的不锈钢网。在壳体1内的底部装有净化液22，净化液22是由H₂O₂和纯净水配制成浓度为1％的H₂O₂水溶液。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例3

在本实施例中，光催化网19是50目表面镀有锐钛矿晶型的纳米TiO₂的不锈钢网。左光催化风轮23是在转动轴23-1的径向用螺纹紧固联接件均布固定安装有12个骨架23-2，在每个骨架23-2上固定安装有风轮光催化网23-3，骨架23-2和风轮光催化网23-3构成光催化风轮23的风轮叶片，风轮光催化网23-3是50目表面镀有锐钛矿晶型的纳米TiO₂的不锈钢网。在壳体1内的底部装有净化液22，净化液22是由H₂O₂和纯净水配制成浓度为2％的H₂O₂水溶液。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

为了验证本发明的有益效果，申请人采用本发明实施例1制作的床头柜式空气净化调温清新器委托试验单位进行了室内净化实验，各种试验情况如下：

一、测试内容与依据

纳米光催化空气净化器，目前还无国家标准，床头柜式空气净化调温清新器的净化效能检测，参照GB/T18883-2002《室内空气质量标准》、GB/T17093-1997《室内空气中细菌总数卫生标准》，并参考GB/T18801-2002《空气净化器》，采用现场人工模拟污染环境和实际使用环境，检测其净化率。

二、测试环境与净化装置工作参数

12m²新装修7天后的卧室，床置于卧室中部，床头靠墙，配有新置的衣柜。本发明的出风管12联接安装在床靠背中部，室内温度为22～27℃，相对湿度为24～25％；本发明出风量为20m³/h，其风向用出风管百叶14调整为与床平行；本发明的光催化风轮23的转速为3转/分钟；净化液22是由H₂O₂和纯净水配制成浓度为1.5％的H₂O₂水溶液，负离子发生器13的工作电压为6.8kv，半导体制冷器4的功率为50W

三、实验仪器与设备

P-5L2C型微电脑粉尘测定仪，由北京绿达宾创公司生产；4160型便携式甲醛分析测定仪，由美国INTERSCAN公司生产；9cm普通营养琼脂平板，恒温箱，市售；DLY-2型空气离子测定仪，由漳州市连腾电子有限公司生产；数显式温度计，市场销售产品。

四、净化效果计算方法

由于试验测试时段较短，忽略自然衰减率，净化率按下式计算：

净化率＝(启动前污染物浓度-运行后残留污染物浓度)/启动前污染物浓度×100％。

五、检测方法与结果

1、本发明对室内烟尘污染空气净化效果检测

检测方法：将12m²的房间地面清洁后，然后将本发明置于床边，出风管12联接安装在床靠背中部，关闭门窗静置12小时。采用燃烧香烟法发生烟尘，撤去燃烧物，启动循环风扇搅拌5分钟，待烟尘分布均匀，用P-5L2C型微电脑粉尘测定仪测定室内空气中烟尘浓度达到2.31mg/m³，然后启动本发明，在室内对角线上距四角0.5m且距地面1m高处设置4个测试点，在床的对角线中心距床面0.5m高处设置1个测试点，每间隔20分钟用P-5L2C型微电脑粉尘测定仪测定空气中烟尘的浓度，计算空气中平均烟尘浓度，并计算室内烟尘的净化率。

测试结果：测试结果见表1。

表1 用本发明净化室内烟尘污染空气检测结果表

本发明运行时间(min)		0	20	40	60
本发明运行时间(min)		0	20	40	60	烟尘浓度	床上部测试点	2.31	0.82	0.34	0.07
卧室四角测试平均值	2.31	2.03	1.06	0.14			床上部测试点	2.31	0.82	0.34	0.07
卧室四角测试平均值	2.31	2.03	1.06	0.14	床上部烟尘净化率(％)		0	64.50	85.28	96.97

2、本发明对室内甲醛气体污染空气净化效果检测

检测方法：将12m²的房间地面清洁后，然后将本发明置于床边，出风管12联接安装在床靠背中部，关闭门窗静置12小时。用4160型便携式甲醛分析测定仪测定空气中甲醛浓度为0.96mg/m³。然后启动本发明，在室内对角线上距四角0.5m且距地面1m高处设置4个检测点，在床的对角线中心距床面0.5m高处设置1个检测点，每间隔20分钟测定空气中甲醛的浓度，并计算对甲醛气体的净化率。

检测结果：检测结果见表2。

表2用本发明净化室内甲醛污染空气检测结果表

本发明运行时间(min)		0	20	40	60
本发明运行时间(min)		0	20	40	60	甲醛浓度(mg/m³)	床上部测试点	0.96	0.35	0.19	0.04
卧室四角测试平均值	0.96	0.85	0.42	0.19			床上部测试点	0.96	0.35	0.19	0.04
卧室四角测试平均值	0.96	0.85	0.42	0.19	床上部甲醛气体净化率(％)		0	63.54	80.21	95.83

3、本发明对室内空气中细菌杀除效果检测

检测方法：在12m²的房间内，将本发明置于床边，出风管12联接安装在床靠背中部，将门窗关闭静置12小时。在室内对角线上距四角0.5m且距地面1m高处设置4个检测点，在床的对角线中心距床面0.5m高处设置1个检测点，用9cm普通营养琼脂平板暴露5分钟采样，在37℃恒温箱中培养48小时，菌落数平均值为48个/皿。在本发明运行后每间隔20分钟，用普通营养琼脂平板采样，求菌落数平均值，计算对床上部细菌的杀除率。

检测结果：检测结果见表3。

表3 用本发明对室内空气中细菌杀除检测结果表

本发明运行时间(min)		0	20	40	60
本发明运行时间(min)		0	20	40	60	菌落数(个/皿)	床上部测试点	48	18	8	2
卧室四角测试平均值	48	41	37	21			床上部测试点	48	18	8	2
卧室四角测试平均值	48	41	37	21	床上部细菌杀除效率(％)		0	62.50	83.33	95.83

4、本发明产生空气负离子浓度检测

检测方法：将12m²房间的地面清洁后。在室内对角线上距四角0.5m且距地面1m高处设置4个检测点，净化器运行60分钟后，检测负离子浓度。用DLY-2型空气离子测定仪测量房间4角检测点负离子浓度平均值为：750个/cm3。在净化器出风口与床平行的中垂线上，从出风口开始检测负离子浓度分布。

检测结果：检测结果见表4。

表4床上部空气中负离子浓度检测结果表

测试距离(m)	负离子浓度(×10⁵个/cm³)
测试距离(m)	负离子浓度(×10⁵个/cm³)	0.3	15.20
1.0	4.30	0.3	15.20
1.0	4.30	1.5	1.60
2.0	0.50	1.5	1.60

5、本发明调温效果检测

在本发明运行60分钟后用数显式温度计检测各检测点温度与净化器运行前温度差。

四角检测点平均温度低于净化器运行前温度：1.2℃；

床中心上部温度低于净化器运行前温度：6.2℃。

六、结论

由检测结果看出：在12m²的房间内，本发明运行60分钟，对床上部烟尘的净化率达到96.97％，对甲醛的净化率达到95.83％，对细菌的杀除率达到95.83％，在床上部的中心部位形成的空气负离子的浓度达到4.30×10⁵/cm³和低于室内温度6.2℃的小区域。室内空气中的污染物含量明显小于GB/T18883-2002《室内空气质量标准》、GB/T17093-1997《室内空气中细菌总数卫生标准》中的限定值(可吸入颗粒≤0.15mg/m³、甲醛浓度≤0.1mg/m³、细菌总数≤45个/皿)。

Claims

1、一种床头柜式空气净化调温清新器，在壳体(1)内制作有净化腔、制冷腔、出气腔和两个电气设备腔，一个电气设备腔内设置有负离子发生器电源(15)和半导体制冷器电源(16)、另一个电气设备腔内设置有调速电机(17)，在净化腔内的中部设置有活性炭滤网(8)和紫外灯(20)，在紫外灯(20)下设置有光催化网(19)，在净化腔内下部设置有净化液(22)和净化液紫外灯(21)以及通过传动机构与调速电机(17)相联的光催化风轮(23)，在出气腔内设置有轴流风机(9)，在壳体(1)的侧面设置有进风管百叶(27)、加水口盖(30)和放水阀(28)、与出气腔相联通的出风管(12)、与净化腔的下部相联通的净化液加液阀(25)和净化液放液阀(26)，在出风管(12)的端部设置有出风管百叶(14)，其特征在于：在制冷腔内设置有水容器和半导体制冷器(4)，半导体制冷器(4)的一侧设置有导热块(3)、另一侧设置有导热片(6)，在净化腔内的上部设置有与导热片(6)相联的冷端换热器(7)，在制冷器冷端换热器(7)的下部设置有冷凝水回流管(10)，在出风管(12)内管口处设置有通过导线与负离子发生器电源(15)相连的负离子发生器(13)；所说的光催化风轮(23)为：在转动轴(23-1)的径向设置有6～12个等分圆周的骨架(23-2)，在每个骨架(23-2)上设置有风轮光催化网(23-3)，转动轴(23-1)通过传动机构与调速电机(17)相联；所说的净化液(22)是由H₂O₂和纯净水配制成浓度为1～2％的H₂O₂水溶液。

2、按照权利要求1所述的床头柜式空气净化调温清新器，所说的风轮光催化网(23-3)为表面镀有锐钛矿晶型的纳米TiO₂的40或50或60目不锈钢网。

3、按照权利要求1所述的床头柜式空气净化调温清新器，其特征在于所说的紫外灯(20)和净化液紫外灯(21)的波长为365nm。