CN204786956U - 一种低氧训练室和富氧室空气的制取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低氧训练室和富氧室空气的制取装置,主要由空气压缩模块、空气处理模块、膜分离制氮模块、新风处理机、空气处理机和控制系统组成，其特征在于：空气管道依次连接空气压缩模块、空气处理模块、膜分离制氮模块进口，膜分离制氮模块的富氮出口管道与新风处理机送风管道并联后通入低氧训练室；膜分离制氮模块废气侧的富氧出口管道与室外新风管道分别连接空气处理机进风口，经空气处理机送风管道通入富氧室；控制系统包括氧含量检测装置和PLC控制系统。本装置不仅可以获得洁净的高浓度富氮空气，与洁净、恒温恒湿的新风相结合，形成12-21%浓度可调的低氧空气通入低氧训练室，维持室内微正压，用来模拟高原训练的低氧高氮的真实环境，解决了受训人员长时间在训练室内形成空气质量差的问题，还可以利用其排出的氧气浓度为30%~40%的富氧废气，与新风混合后进行净化处理和维持恒温恒湿，作为保健氧使用安全性能更高，达到一机多用的效果。

Description

一种低氧训练室和富氧室空气的制取装置

技术领域

本实用新型涉及一种模拟不同环境来提供运动员体育训练的装置，具体涉及一种低氧训练室和富氧室空气的制取装置。

背景技术

大量的实验研究和运动实践证明，在高原缺氧环境下进行运动训练有利于提高机体的抗缺氧能力，产生某些生理学上的优势，但同时也带来许多相应的弊端，如寻求环境比较困难、花费昂贵、训练效果难于巩固等一系列难题。目前模拟高原低氧环境的主要器材有两种：①低压舱：是利用气压降低的同时，氧分压也下降的原理来控制含氧量，模拟的气压环境接近高原环境；②低氧发生装置：气压基本不变，通过降低空气中氧的容积百分比从而获得额定低氧混合气体的一种仪器。供气方式采用个人面罩式或将低氧气体直接通入室内。但以上方法都存在不足，如低压舱，低压因素在激励人体生理机能方面属于负激励因素，而且密封性要求很高，造价昂贵，舱内累积的有害气体不易挥发；而低氧发生装置，采用个人面罩式供气，受试者不能自主呼吸，面罩需要定时更换和清洗消毒，吸气导管、鼻塞要随时注意检查有无分泌物堵塞，易发生交叉感染和安全隐患，而且低氧气体直接通入室内，长时间会造成室内人员呼出二氧化碳浓度过高，空气污浊，不利于训练。

另一方面，经调查发现90%的都市人缺氧，主要是因工业污染日益严重和汽车尾气排放量急增，同时城市绿地减少，致使空气中氧气越来越少。目前市场上出现许多制氧机，只能提供制取富氧空气的单一功能，而且无法维持富氧空气的恒温恒湿。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，通过本装置不仅可以获得洁净的高浓度富氮空气，与洁净、恒温恒湿的新风相结合，形成12-21%浓度可调的低氧空气通入低氧训练室，维持室内微正压，用来模拟高原训练的低氧高氮的真实环境，解决了受训人员长时间在训练室内形成空气质量差的问题，还可以利用其排出的氧气浓度为30%~40%的富氧废气，与新风混合后进行净化处理和维持恒温恒湿，作为保健氧使用安全性能更高，达到一机多用的效果。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：主要由空气压缩模块、空气处理模块、膜分离制氮模块、新风处理机、空气处理机和控制系统组成，其特征在于：空气管道依次连接空气压缩模块、空气处理模块、膜分离制氮模块进口，膜分离制氮模块的富氮出口管道与新风处理机送风管道并联后通入低氧训练室；膜分离制氮模块废气侧的富氧出口管道与室外新风管道分别连接空气处理机进风口，经空气处理机送风管道通入富氧室；控制系统包括氧含量检测装置和PLC控制系统。

所述的膜分离制氮模块的富氮出口管设减压阀和流量控制器，调节富氮空气的出口压力和流量，并在减压阀和流量控制器的管道之间设排气阀。

所述的膜分离制氮模块废气侧的富氧出口管依次设空气流量计、正压送风机和电动阀，正压送风机用以加压输送富氧废气，并在正压送风机和电动阀的管道之间设排气阀。

所述的新风处理机和空气处理机主要由送风机、排风机、高性能HEPA过滤器、表冷器、加湿器、加热器及全热交换器组成，调节新风和富氧空气的温湿度及洁净度，和来自室内排出的废气进行热交换减少系统能量消耗，其中排风机风量是送风机风量的85%，维持室内微正压，利于室内氧气浓度的恒定，其送风管上均设电动阀。

所述的控制系统包括氧浓度控制检测装置和PLC控制系统。

（1）可以实现同时或单独制取低氧训练室和富氧室空气的三种运行模式：同时制取模式时，关闭所有排气阀，打开所有设备和其余阀门；单独制取低氧训练室空气时，关闭富氧管道上的电动阀、正压通风机和空气处理机，打开富氧侧排气阀，将富氧空气排往室外；单独制取富氧室空气时，关闭富氮管道上的流量控制器、新风处理机及其送风出口的电动阀，打开富氮侧的排气阀，将富氮空气排往室外。

（2）可以控制低氧训练室和富氧室的氧气浓度，一是通过新风处理机和空气处理机的送排风系统维持室内微正压，防止室外空气进入室内，维持室内氧气浓度的恒定；二是设氧浓度控制检测装置，检测室内空气中的氧含量，PLC控制系统接收其反馈的氧浓度数据，与设定的氧浓度数据进行对比分析，对所有受控制元件发出指令。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下优势：

（1）本装置占用空间少、功能多、能耗低、可长期运行，无需更换；

（2）本装置可单独或同时模拟低氧训练室与富氧室空气的运行模式，并可以控制低氧训练室和富氧室内的氧气浓度，一机两用，控制灵活，综合投资省，运行费用低；

（3）本装置采用全热回收送排风循环系统，可回收大约50～70%的冷量与热量，并最大限度的保持室内空气的微粒类物质含量，以及室内二氧化碳的有毒有害气体的含量在最低的舒适要求水平，安全节能。

附图说明

附图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图。

图中：1空气压缩模块2空气处理模块3膜分离制氮模块4减压阀5流量控制器6排气阀7空气流量计8正压送风机9电动阀10新风处理机11空气处理机12氧浓度控制检测装置13PLC控制系统14新风处理机进风口15新风处理机排风口16空气处理机进风口17空气处理机排风口。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

如图1，本系统主要由空气压缩模块1、空气处理模块2、膜分离制氮模块3、新风处理机10、空气处理机11、氧浓度控制检测装置12和PLC控制系统13组成，空气管道依次连接空气压缩模块、空气处理模块、膜分离制氮模块进口，从膜分离制氮模块3产生洁净的95%高浓度富氮空气，温度在25℃左右，同时室外新风进入新风处理机进风口14，经新风处理机10处理后形成洁净、恒温恒湿的新风，经处理后的新风与高浓度富氮空气混合形成浓度可调的12%～20%低氧空气，通入低氧训练室；膜分离制氮模块3废气侧产生30%-40%富氧空气，与室外新风分别进入空气处理机进风口16，经空气处理机11混合处理后形成清新、恒温恒湿的23%富氧空气，通入富氧室；室内污浊空气分别经新风处理机排风口15和空气处理机排风口17排出室外，维持室内微正压。通过引入新风可保持低氧训练室和富氧室内空气的微粒类物质含量，以及室内二氧化碳的有毒有害气体的含量在最低的舒适要求水平，同时新风处理机7和空气处理机8内设全热交换器，新风和来自室内排出的废气进行热交换，可以回收大约50～70%的冷量与热量，最大限度的减少系统能量消耗。

本装置通电后，空气依次经过空气压缩模块1、空气处理模块2和膜分离制氮模块3，经膜分离制氮模块3分别产生95%高浓度富氮空气和30%-40%富氧空气。同时制取模式时，关闭所有排气阀6，打开所有设备和其余阀门；单独制取低氧训练室空气时，关闭富氧管道上的电动阀9、空气流量计7、正压通风机8和空气处理机11，打开富氧侧排气阀6，将富氧空气排往室外；单独制取富氧室空气时，关闭富氮管道上的流量控制器5、新风处理机10及其送风出口的电动阀9，打开富氮侧的排气阀6，将富氮空气排往室外。

对于控制低氧训练室和富氧室的氧气浓度的方法，一是通过新风处理机和空气处理机的送排风系统维持室内微正压，防止室外空气进入室内，维持室内氧气浓度的恒定；二是设氧浓度控制检测装置12，检测室内空气中的氧含量，PLC控制系统13接收其反馈的氧浓度数据，与设定的氧浓度数据进行对比分析，对所有受控制元件发出指令。

对于控制低氧训练室氧气浓度，通过PLC控制系统调节流量控制器5，适当增大或减少高浓度富氮空气的流量，与定量新风混合后达到低氧训练室所要求设定的低氧浓度，用以模拟不同海拔高度下的低氧环境。当检测室内氧气浓度低于设定值的下限，超标报警，PLC控制系统13关闭富氮管道上的流量控制器5并打开排气阀6，将富氮空气排往室外；当氧气浓度上升至设定值的上限，打开流量控制器5，关闭富氮侧排气阀6。

对于控制富氧室氧气浓度，通过检测室内氧气浓度，超过设定值的上限，超标报警，PLC控制系统13关闭富氧管道上的电动阀9，持续打开正压通风机8，打开富氧侧排气阀6，将富氧空气通往室外；低于设定值的下限，PLC控制系统13关闭空气处理机11的新风机，持续打开正压通风机8和富氧管道上的电动阀9，关闭富氧侧排气阀6，直接将30%-40%富氧空气通入富氧室。

Claims (2)

1.一种低氧训练室和富氧室空气的制取装置，主要由空气压缩模块、空气处理模块、膜分离制氮模块、新风处理机、空气处理机和控制系统组成，其特征在于：空气管道依次连接空气压缩模块、空气处理模块、膜分离制氮模块进口，膜分离制氮模块的富氮出口管道与新风处理机送风管道并联后通入低氧训练室；膜分离制氮模块废气侧的富氧出口管道与室外新风管道分别连接空气处理机进风口，经空气处理机送风管道通入富氧室；控制系统包括氧含量检测装置和PLC控制系统。

2.根据权利要求1所述的低氧训练室和富氧室空气的制取装置，其特征在于：膜分离制氮模块的富氮出口管道上设减压阀和流量控制器，并在减压阀和流量控制器的管道之间设排气阀。

3.根据权利要求1所述的低氧训练室和富氧室空气的制取装置，其特征在于：膜分离制氮模块废气侧的富氧出口管道上设空气流量计、正压送风机和电动阀，并在正压送风机和电动阀的管道之间设排气阀。

4.根据权利要求1所述的低氧训练室和富氧室空气的制取装置，其特征在于：新风处理机和空气处理机送风管道上均设电动阀。