CN1584425A

CN1584425A - 一种集中式空调空气质量控制系统

Info

Publication number: CN1584425A
Application number: CN 200410009154
Authority: CN
Inventors: 刘应书; 崔红社; 刘文海; 杜雄伟; 赵华; 张德鑫
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-02-23

Abstract

一种集中式空调空气质量控制系统，特别涉及一种通过集中式空调调节控制室内空气质量的控制技术。本系统由组合式空调机组(2)、空调房间(4)、排风阀(5)、新风阀(6)组成，其特征在于该系统增加了制氧装置(1)、空气净化系统(3)、变送器(7)、氧气浓度检测仪(8)；空气经组合式空调机组(2)处理到合适的温度和湿度，然后和制氧装置(1)制备的氧气混合后送入空调房间(4)；制氧装置采用PSA、VSA以及VPSA等变压吸附制氧装置及膜分离空气制氧装置，制氧装置产生的氧气浓度为30％－96％。利用本发明的集中式空调空气调节控制系统，能够维持室内空气中的氧气浓度在正常值，同时可以有效降低集中式空调系统中室内空气污染物的浓度。

Description

一种集中式空调空气质量控制系统

技术领域

本发明属于环保领域，特别涉及一种通过集中式空调调节控制室内空气质量的控制技术。

背景技术

室内空气质量的好坏直接影响人们的身心健康以及工作效率。清新的空气使人精神爽快、身心舒畅、不易疲倦，工作效率提高。而不洁的空气不但危害人体健康，还引起生态系统的破坏和财产损失等。随着空调的日益普及以及大量新型建筑装饰材料的广泛应用，导致室内空气污染进一步加剧，室内空气品质问题变得更加突出。从节能的角度考虑，采用空调系统建筑物的密闭性越来越好，尽管在有些空调系统中通过补充一定量的新风来满足室内人员的需要以及起到稀释室内空气污染物的目的。但这部分新风量远远不能满足实际需要。并且在有些情况下，室外空气中的污染同样很严重，这时采用增大新风的方法不能有效降低室内有害污染物的浓度。目前在采用空调的建筑物室内普遍存在以下问题：(1)由于新风量不足以及室内人员的耗氧，室内空气中的氧气含量低于正常值。(2)室内空气中存在一定浓度的气态有害污染物，其中包括CO、CO₂、甲醛、NH₃、NO_x，SO_x以及一些低浓度的可挥发性有机物(VOCs)等。(3)漂浮在空气中的一些悬浮颗粒物，一般为直径小于10μm的粒子，其中包括香烟、尘埃、细菌和花粉等。要让室内的各种空气污染物浓度降低，获得健康的室内空气品质，通常有两种方法。一种是用大量新鲜的室外空气来补充室内氧气并稀释室内空气中污染物的浓度。但由于城市环境污染的日趋严重，特别是在繁华的街道附近，由于汽车尾气的大量排放，室外空气本身污染很严重，若这些并不新鲜的“新风”不加任何处理直接送入室内，反而加剧了室内空气品质的恶化；另外，处理大量的新风需要耗费大量的冷量(热量)和空气输送能量。另一种是在组合式空调机组上装粗效和中效过滤器，对新风和回风进行过滤处理。但目前普遍采用的过滤器仅对一定大小直径的悬浮颗粒污染物具有过滤作用，而对室内或室外空气中的气态污染物没有任何清除作用。因此开发一种集中式空调系统的室内空气质量技术具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于解决集中式空调系统中的室内空气污染问题，改善室内空气质量，为人们提供一个良好的室内环境。

一种集中式空调质量控制系统，由组合式空调机组2、空调房间4、排风阀5、新风阀6组成，其特征在于该系统增加了制氧装置1、空气净化系统3、变送器7、氧气浓度检测仪8。

对于集中式空气调节系统，室内回风一部分排到室外，另一部分与新风混合后经组合式空调机组2处理到合适的温度和湿度，然后进入空气净化系统3，经空气净化器3处理后的空气和由制氧装置1获得的氧气混合后送入空调房间4。

本发明在空调系统中增加的制氧装置1，是采用变压吸附制氧装置或膜分离装置，分离空气获得浓度大于30％以上的氧气，从空气中分离出来的氧气与经过净化系统3处理的空气混合后送入空调房间，保证室内空气中的含氧量维持在正常的水平。利用室内氧气浓度检测仪8可以检测室内空气中的氧气浓度，当室内氧气浓度低于规定值时，制氧装置启动，通过空调系统向房间内增氧。当室内氧气浓度高于一定值，制氧装置停止运行或在低负荷状态下运行，使室内空气中的氧气浓度维持在一定范围内。在空调系统中增加空气净化系统3，目的是清除空气中的气态污染物，包括CO、CO₂、甲醛、NH₃、NO_x，SO_x以及一些低浓度的可挥发性有机物(VOCs)等。

利用本发明的集中式空调空气调节控制系统，能够维持室内空气中的氧气浓度在正常值，同时可以有效降低集中式空调系统中室内空气污染物的浓度。从而有效避免与室内空气质量有关的病态建筑物综合症的出现。

附图说明

图1为集中式空调质量控制系统示意图。

其中：1-制氧装置，2-组合式空调机组，3-空气净化系统，4-空调房间，5-排风阀，6-新风阀，7-变送器，8-氧气浓度检测仪。

图2为PSA(有压吸附常压解析的变压吸附系统)制氧装置

其中：9-空气压缩机，10-干燥过滤器，11-空气储罐，12、13-吸附塔，14-氧气储罐，15、16-控制阀组，17-控制阀，18-流量计，19-截止阀。

图3为VSA(常压或微正压吸附真空解析系统)制氧装置

其中：20-鼓风机，21-过滤器，22-空气储罐，23、24-吸附塔，25-氧气储罐，26、27-控制阀组，28-控制阀，29-流量计，30-截止阀，31-真空泵。

图4为VPSA(有压吸附真空解析系统)制氧装置

其中：32-空气压缩机，33-干燥过滤器，34-空气储罐，35、36-吸附塔，37-氧气储罐，38、39-控制阀组，40-控制阀，41-流量计，42-截止阀，43-真空泵。

图5为膜制氧装置

其中：44-空气压缩机，45-油水分离器，46-干燥器，47-空气储罐，48-二级过滤器，49-稳压器，50-膜分离器，51-流量计。

具体实施方式

实施例1

在图1所示的空调系统中，经组合式空调机组2处理到合适的温度和湿度，然后和制氧装置1制备的氧气混合后送入空调房间4。系统中的制氧装置采用PSA、VSA以及VPSA等变压吸附制氧装置，利用沸石分子筛作为吸附剂。制氧装置产生的氧气浓度为40％-96％。

实施例2

在图1所示的空调系统中，制氧装置采用图2所示的PSA变压吸附制氧装置，利用沸石分子筛作为吸附剂。空气经压缩机9压缩、干燥过滤器10过滤进入空气储罐11、在吸附塔12及13中分离出氧气、氧气经氧气储罐14、流量计18、截止阀19进入空调风道，制氧装置的运转依靠测氧仪8、变送器7控制，制氧装置产生的氧气浓度为40％-96％。系统中可以加装空气净化系统3，该系统采用的净化技术包括纤维过滤、活性碳吸附、非平衡等离子体净化、光催化技术、负离子净化以及臭氧净化等技术或其复合技术。

实施例3

在图1所示的空调系统中，制氧装置采用图3所示的VSA变压吸附制氧装置，利用沸石分子筛作为吸附剂。空气经鼓风机20加压、过滤器21过滤进入空气储罐22(可无)、在吸附塔23及24中分离出氧气、氧气经氧气储罐25、流量计29、截止阀30进入空调风道，吸附塔23及24解吸时，通过真空泵31在负压下解吸。制氧装置的运转依靠测氧仪8、变送器7控制，制氧装置产生的氧气浓度为40％-96％。系统中可以加装空气净化系统3，该系统采用的净化技术包括纤维过滤、活性碳吸附、非平衡等离子体净化、光催化技术、负离子净化以及臭氧净化等技术或其复合技术。

实施例4

在图1所示的空调系统中，制氧装置采用图4所示的VPSA变压吸附制氧装置，利用沸石分子筛作为吸附剂。空气经压缩机32压缩、过滤器33过滤进入空气储罐34(可无)、在吸附塔35及36中分离出氧气、氧气经氧气储罐37、流量计41、截止阀42进入空调风道，吸附塔35及36解吸时，通过真空泵43在负压下解吸。制氧装置的运转依靠测氧仪8、变送器7控制，制氧装置产生的氧气浓度为40％-96％。系统中可以加装空气净化系统3，该系统采用的净化技术包括纤维过滤、活性碳吸附、非平衡等离子体净化、光催化技术、负离子净化以及臭氧净化等技术或其复合技术。

实施例5

在图1所示的空调系统中，制氧装置采用膜分离空气制氧装置，制备的氧气浓度为30％-50％。空气经压缩机44压缩、油水分离器45和干燥器46对空气除水过滤、进入空气储罐47，再经过二级过滤器48、稳压器49进入膜分离器50，分离出氧气，氧气经流量计51进入空调风道，制氧装置的运转依靠测氧仪8、变送器7控制。系统中可以加装空气净化系统3，该系统采用的净化技术包括纤维过滤、活性碳吸附、非平衡等离子体净化、光催化技术、负离子净化以及臭氧净化等技术或其复合技术。制氧装置产生的氧气与经过空气净化机处理后的空气混合后送入空调房间，从而起到去除室内空气污染物以及提高空气中氧气浓度的目的。

Claims

1、一种集中式空调空气质量控制系统，由组合式空调机组(2)、空调房间(4)、排风阀(5)、新风阀(6)组成，其特征在于该系统增加了制氧装置(1)、空气净化系统(3)、变送器(7)、氧气浓度检测仪(8)；空气经组合式空调机组(2)处理到合适的温度和湿度，然后和制氧装置(1)制备的氧气混合后送入空调房间(4)；制氧装置采用PSA、VSA以及VPSA等变压吸附制氧装置及膜分离空气制氧装置，制氧装置产生的氧气浓度为30％-96％。

2、如权利1要求所述的集中式空调空气质量控制系统，其特征在于本发明制氧装置(1)采用PSA变压吸附制氧装置，利用沸石分子筛作为吸附剂，空气经压缩机(9)压缩、干燥过滤器(10)过滤进入空气储罐(11)、在吸附塔(12)及(13)中分离出氧气，氧气经氧气储罐(14)、流量计(18)、截止阀(19)进入空调风道，制氧装置的运转依靠测氧仪(8)、变送器(7)控制，制氧装置产生的氧气浓度为40％-96％。

3、如权利1要求所述的集中式空调空气质量控制系统，其特征在于本发明制氧装置(1)采用VSA变压吸附制氧装置，利用沸石分子筛作为吸附剂，空气经鼓风机(20)加压、过滤器(21)过滤进入空气储罐(22)，在吸附塔(23)及(24)中分离出氧气，氧气经氧气储罐(25)、流量计(29)、截止阀(30)进入空调风道，吸附塔(23)及(24)解吸时，通过真空泵(31)在负压下解吸；制氧装置的运转依靠测氧仪(8)、变送器(7)控制，制氧装置产生的氧气浓度为40％-96％。

4、如权利1要求所述的集中式空调空气质量控制系统，其特征在于本发明制氧装置(1)采用VPSA变压吸附制氧装置，利用沸石分子筛作为吸附剂，空气经压缩机(32)压缩、过滤器(33)过滤进入空气储罐(34)，在吸附塔(35)及(36)中分离出氧气，氧气经氧气储罐(37)、流量计(41)、截止阀(42)进入空调风道，吸附塔(35)及(36)解吸时，通过真空泵(43)在负压下解吸；制氧装置的运转依靠测氧仪(8)、变送器(7)控制，制氧装置产生的氧气浓度为40％-96％。

5、如权利1要求所述的集中式空调空气质量控制系统，其特征在于本发明制氧装置(1)采用膜分离空气制氧装置，制备的氧气浓度为30％-50％，空气经压缩机(44)压缩、油水分离器(45)和干燥器(46)对空气除水过滤，进入空气储罐(47)，再经过二级过滤器(48)、稳压器(49)进入膜分离器(50)分离出氧气，氧气经流量计(51)进入空调风道，制氧装置的运转依靠测氧仪(8)、变送器(7)控制。