CN206176599U - 低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置 - Google Patents
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Abstract
低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置，包括分布式光伏发供电系统、核心过滤供给部分和自动监测控制部分，分布式光伏发供电系统通过供电线路分别与核心过滤供给部分和自动监测控制部分连接，自动监测控制部分通过控制线路与核心过滤供给部分连接；本实用新型利用光伏发电技术可以有效降低系统能耗，并可根据太阳能光线进行调整，充分提高光电转化效率，从根本上减少大气污染物的排放；系统能有效滤除空气中的粉尘，尤其是PM2.5等小颗粒粉尘；可以实现人工调节室内空气温度、湿度及氧气浓度，并对室内空气进行臭氧杀毒；可对室内空气质量进行实时监控，并通过PLC可编程控制器实现遥控控制。
Description
技术领域
本实用新型属于室内空气净化技术领域，尤其涉及一种低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，能源消耗量明显上升，机动车保有量急剧增加，城市建设呈蔓延式发展，空气污染形势发生了巨大转变，灰霾污染问题日益凸现，导致了诸如SARS等传染性呼吸疾病的发生，常见的哮喘等其它呼吸类疾病患病人数也急剧上升，这些均与环境空气质量密切相关，污浊空气是很多疾病的致病罪魁祸首，给人们生产生活造成了一定的影响，同时也带来巨大的经济损失。
大气污染严重，室内空气质量同样不容乐观，甚至更为严重。室内由于使用了大量的装修装饰材料、人员密集、环境封闭，其空气污染物相比室外空气污染物来源广泛、影响范围大、接触时间长、污染物浓度高、污染种类多、排放周期长，室内空气污染程度通常是室外的5~10倍，对人身的危害性远高于大气污染。
目前净化室内空气主要靠通风、空调系统、空气净化器等来实现，但这些装置和方法都不同程度的存在一定的缺陷。这些缺陷主要体现在：①传统通风方法如开窗自然通风、换风扇通风等，受季节和天气的影响，供风量不稳定，且若室外空气不清新，无法有效阻挡室外的噪音及灰尘等，而换气扇通风等装置采用负压通风，尽管瞬时排风量大，但无法连续有效排除室内有害气体，且有使用寿命短、噪音大等缺点。②空调系统作为现代化建筑的呼吸系统，新风风量通常只占空调总风量的15%~30%，其余均是回风（即循环风），所以室内大量的细菌、病毒、霉菌、甲醛、苯、氨、氡等有毒有害气体，以及大量的尘埃和烟雾等悬浮粒子，无法有效、快速净化，直接威胁人体健康。空调系统的新风来自通风系统室外入口处，若室外大气污染携带大量PM2.5、汽车尾气等直接进入空调系统与室内的空气进行交换，风道中长期未清洗，易积聚了大量的细菌、病毒、霉菌等污染物。各种污染物在空调系统中不断交错循环、形成了源源不断的二次污染。这些室内空气污染物严重威胁着生活在室内人们的健康，轻则引发呼吸系统疾病，重则引发公共疫情。同时，太多的污染物聚集在空调系统中，大大降低空调能效、增加系统负荷。③空气净化器由于大多采用风机+滤网的模式进行空气净化，只能在空气净化器周围产生一定的净化效果，很长时间才能将室内空气全部过滤一遍，很难对整个室内环境的净化产生效果。而空气污染物中对人危害最大的就是直径小于2.5微米的细颗粒物（即PM2.5），能轻易透过滤网、活性炭等物质，重新进入空气中危害人体健康。
现有的室内空调系统和空气净化系统等能耗高，无法有效保证室内空气质量，且无法同时满足恒温、恒湿、恒氧、正压的要求，而这些要求正是很多时候我们生活所需要的。譬如，由于季节的变化及早晚温差的变化，室内空气在温度、湿度等物性方面变化较大，对于皮肤敏感的人而言，可能会引起皮肤过敏、诱发皮肤病等，对身体造成较大伤害；对体制较弱的老人、幼儿、病人等，对氧气的供给有一定的要求，而空气中的氧气由于环境污染等，使其浓度也发生一定的波动，对幼儿等人群有一定的影响；对于青藏高原等海拔较高、氧气浓度较低的地区，一般人难以适应其低氧环境，会导致高原反应、缺氧症等，对人身也有一定的伤害。
基于上述原因，如何提供恒温、恒湿、恒氧、正压，且保证能耗较低的室内空气供给系统，就显得尤为迫切，对于提高室内空气质量、满足特定人群需求等均具有十分重要的意义。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种集室内恒定供氧、恒温、恒湿、正压于一体，改良空气质量效果明显、节能降耗的低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置，包括分布式光伏发供电系统、核心过滤供给部分和自动监测控制部分，分布式光伏发供电系统通过供电线路分别与核心过滤供给部分和自动监测控制部分连接，自动监测控制部分通过控制线路与核心过滤供给部分连接；
分布式光伏发供电系统包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流防雷汇流箱、直流防雷配电柜、并网逆变器、光伏发电计量表、交流防雷配电柜和双向智能计量表；光伏电池组件设置在光伏方阵支架上，光伏电池组件、直流防雷汇流箱、直流防雷配电柜、并网逆变器、光伏发电计量表和交流防雷配电柜依次通过第一导线连接，国家电网交流电、双向智能计量表和交流防雷配电柜依次通过第二导线连接；
核心过滤供给部分包括变频风机、初级过滤装置、循环水过滤装置、加热/制冷装置、除湿/增湿装置、分子筛制氧装置和空气消毒装置，变频风机的出风口与初级过滤装置的进风口连接，初级过滤装置的出风口与循环水过滤装置的进风口连接，循环水过滤装置的出风口与加热/制冷装置的进风口连接，加热/制冷装置的出风口与除湿/增湿装置的进风口连接，除湿/增湿装置的出风口与分子筛制氧装置的进风口连接，分子筛制氧装置的出风口与空气消毒装置的进风口连接；
自动监测控制部分包括PLC可编程控制器、氧气浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、数字显示装置和遥控接收装置。
循环水过滤装置连接有药物香精添加装置和过滤水循环过滤装置。
分布式光伏发供电系统包括太阳能光电板，光伏方阵支架包括框架，框架顶部左侧设有支座，太阳能光电板的左侧边沿通过铰链转动连接在支座上，太阳能光电板的下表面右侧与框架顶部右侧之间设有电动支撑调节机构。
电动支撑调节机构包括安装座、连接耳、连接板、支撑杆、方管、压力轴承、丝杆、主动齿轮、从动齿轮和驱动电机，连接耳固定设在太阳能光电板下表面右侧，连接板铰接在连接耳上，支撑杆上端与连接板固定连接；安装座固定设在框架顶部右侧， 方管左侧设有支撑块，支撑块铰接在安装座顶部，方管内滑动设有四棱柱形状的导柱，支撑杆下端与导柱上端同轴向固定连接，方管下侧固定连接有支撑架，驱动电机固定设在支撑架上，驱动电机的主轴与支撑杆平行，导柱下端部设有凹槽，压力轴承设在凹槽内且压力轴承的外圈与凹槽内侧壁过盈配合，丝杆和支撑杆具有同一条中心线，丝杆上部为光杆结构，丝杆上端伸入到压力轴承的内圈当中且与压力轴承的内圈过盈配合，导柱下端设有用于限定压力轴承位置的压盖，从动齿轮的中心孔开设有上下通透的螺纹孔，丝杆伸入并螺纹连接在螺纹孔内，主动齿轮同轴向固定设在驱动电机的主轴上，主动齿轮与从动齿轮啮合，支撑架上设有限位块，限位块上朝向从动齿轮一侧开设有与从动齿轮的厚度相当的限位槽，从动齿轮的一侧伸入在限位槽内。
支撑杆上部与连接板之间设有上加强筋，支撑杆下部与导柱上端面之间设有下加强筋。
采用上述技术方案，本实用新型的工作原理及有益效果如下：
1、在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能光电板阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给核心过滤供给系统的自身负载，多余或不足的电力通过联接国家电网来调节。
2、通过变频风机将室内及室外的空气吸入该装置内，通过初级过滤装置中的滤网过滤掉空气中的大颗粒粉尘，并通过活性炭消除异味，而后通过循环水过滤装置中的水体对空气中的小颗粒粉尘（PM2.5等）进行过滤，同时，在循环水过滤装置中可加入中药、香精等添加物，改善空气味道；经初级过滤装置过滤后的空气进入加热/制冷装置、除湿/增湿装置，通过空气湿度传感器和温度传感器对室内温度、湿度实时监测，并将监测结果传输至PLC可编程控制器，由PLC可编程控制器分析监测结果后控制加热/制冷装置、除湿/增湿装置运行，从而使空气温度和湿度达到设定要求；氧气浓度传感器监测到室内实时氧气浓度过低时，发信号传输至PLC可编程控制器进行分析并控制分子筛制氧装置运行，直至氧气浓度达到所需要求；通过PLC可编程控制器分析控制空气消毒装置，空气消毒装置采用臭氧消毒的原理对过滤后的空气进行消毒；消毒后的空气经室内机出风口以一定压力压入室内，实现正压供给新鲜空气，并满足粉尘浓度＜0.15mg/m3、温度、湿度、氧气浓度符合要求的新风，达到生活环境中最佳温度、湿度和氧气浓度。
3、温度传感器、空气湿度传感器、氧气浓度传感器分别对室内空气温度、湿度和氧气浓度进行实时监测，并经PLC可编程控制器分析后，监测结果显示在数字显示装置的屏幕上，同时控制核心过滤部分的制热/制冷装置、分子筛制氧装置、循环水过滤装置等进行工作。也可通过遥控器进行操作，遥控接收装置接收信号传输给PLC可编程控制器。
4、当需要对太阳能光电板的倾斜角度进行调整以尽量适应太阳光线的垂直照射时，启动驱动电机，驱动电机的主轴带动主动齿轮转动，主动齿轮转动的同时，带动从动齿轮转动，从动齿轮在限位块上的限位槽的限定下，随着从动齿轮的转动，带动丝杆向上或向下移动，丝杆通过压力轴承带动导柱向上或向下移动，导柱上端的支撑杆也随着导柱移动，太阳能光电板就会以支座上的铰链为支点转动，这样就可以改变太阳能光电板的倾斜角度，驱动电机本身有自锁功能，再加上导柱不能转动，也不会带动丝杆转动，因此，太阳能光电板的倾斜角调整好后，会非常稳定。
综上所述，本实用新型利用光伏发电技术可以有效降低系统能耗，并可根据太阳能光线进行调整，充分提高光电转化效率，从根本上减少大气污染物的排放；系统能有效滤除空气中的粉尘，尤其是PM2.5等小颗粒粉尘；可以实现人工调节室内空气温度、湿度及氧气浓度，并对室内空气进行臭氧杀毒；可对室内空气质量进行实时监控，并通过PLC可编程控制器实现遥控控制。总体而言，本实用新型实现了室内空气恒温恒湿恒氧正压自动供给和调节，提高了室内空气质量，保证了人体健康。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是核心过滤供给部分和自动监测控制部分之间的控制原理图；
图3是太阳能光电板安装在框架上的结构示意图；
图4是图3中电动支撑调节机构的放大图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置，包括分布式光伏发供电系统、核心过滤供给部分和自动监测控制部分，分布式光伏发供电系统通过供电线路分别与核心过滤供给部分和自动监测控制部分连接，自动监测控制部分通过控制线路与核心过滤供给部分连接；
分布式光伏发供电系统包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流防雷汇流箱、直流防雷配电柜、并网逆变器、光伏发电计量表、交流防雷配电柜和双向智能计量表；光伏电池组件设置在光伏方阵支架上，光伏电池组件、直流防雷汇流箱、直流防雷配电柜、并网逆变器、光伏发电计量表和交流防雷配电柜依次通过第一导线连接，国家电网交流电、双向智能计量表和交流防雷配电柜依次通过第二导线连接；
核心过滤供给部分包括变频风机、初级过滤装置、循环水过滤装置、加热/制冷装置、除湿/增湿装置、分子筛制氧装置和空气消毒装置，变频风机的出风口与初级过滤装置的进风口连接，初级过滤装置的出风口与循环水过滤装置的进风口连接，循环水过滤装置的出风口与加热/制冷装置的进风口连接，加热/制冷装置的出风口与除湿/增湿装置的进风口连接，除湿/增湿装置的出风口与分子筛制氧装置的进风口连接，分子筛制氧装置的出风口与空气消毒装置的进风口连接；
自动监测控制部分包括PLC可编程控制器、氧气浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、数字显示装置和遥控接收装置。
循环水过滤装置连接有药物香精添加装置和过滤水循环过滤装置。
如图3和图4所示，分布式光伏发供电系统包括太阳能光电板20，光伏方阵支架包括框架19，框架19顶部左侧设有支座17，太阳能光电板20的左侧边沿通过铰链16转动连接在支座17上，太阳能光电板20的下表面右侧与框架19顶部右侧之间设有电动支撑调节机构18。
电动支撑调节机构18包括安装座21、连接耳22、连接板23、支撑杆24、方管25、压力轴承26、丝杆27、主动齿轮28、从动齿轮29和驱动电机30，连接耳22固定设在太阳能光电板20下表面右侧，连接板23铰接在连接耳22上，支撑杆24上端与连接板23固定连接；安装座21固定设在框架19顶部右侧， 方管25左侧设有支撑块31，支撑块31铰接在安装座21顶部，方管25内滑动设有四棱柱形状的导柱32，支撑杆24下端与导柱32上端同轴向固定连接，方管25下侧固定连接有支撑架33，驱动电机30固定设在支撑架33上，驱动电机30的主轴与支撑杆24平行，导柱32下端部设有凹槽，压力轴承26设在凹槽内且压力轴承26的外圈与凹槽内侧壁过盈配合，丝杆27和支撑杆24具有同一条中心线，丝杆27上部为光杆结构，丝杆27上端伸入到压力轴承26的内圈当中且与压力轴承26的内圈过盈配合，导柱32下端设有用于限定压力轴承26位置的压盖34，从动齿轮29的中心孔开设有上下通透的螺纹孔，丝杆27伸入并螺纹连接在螺纹孔内，主动齿轮28同轴向固定设在驱动电机30的主轴上，主动齿轮28与从动齿轮29啮合，支撑架33上设有限位块35，限位块35上朝向从动齿轮29一侧开设有与从动齿轮29的厚度相当的限位槽36，从动齿轮29的一侧伸入在限位槽36。
支撑杆24上部与连接板23之间设有上加强筋37，支撑杆24下部与导柱32上端面之间设有下加强筋38，上加强筋37和下加强筋38起到增强支撑杆24与连接板23、支撑杆24与导柱32之间连接的作用，从而起到良好的支撑。
本实用新型的工作原理及有益效果如下：
在有太阳辐射的条件下，分布式光伏发供电系统的太阳能光电板20阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给核心过滤供给系统的自身负载，多余或不足的电力通过联接国家电网来调节。
通过变频风机将室内及室外的空气吸入该装置内，通过初级过滤装置中的滤网过滤掉空气中的大颗粒粉尘，并通过活性炭消除异味，而后通过循环水过滤装置中的水体对空气中的小颗粒粉尘（PM2.5等）进行过滤，同时，在循环水过滤装置中可加入中药、香精等添加物，改善空气味道；经初级过滤装置过滤后的空气进入加热/制冷装置、除湿/增湿装置，通过空气湿度传感器和温度传感器对室内温度、湿度实时监测，并将监测结果传输至PLC可编程控制器，由PLC可编程控制器分析监测结果后控制加热/制冷装置、除湿/增湿装置运行，从而使空气温度和湿度达到设定要求；氧气浓度传感器监测到室内实时氧气浓度过低时，发信号传输至PLC可编程控制器进行分析并控制分子筛制氧装置运行，直至氧气浓度达到所需要求；通过PLC可编程控制器分析控制空气消毒装置，空气消毒装置采用臭氧消毒的原理对过滤后的空气进行消毒；消毒后的空气经室内机出风口以一定压力压入室内，实现正压供给新鲜空气，并满足粉尘浓度＜0.15mg/m3、温度、湿度、氧气浓度符合要求的新风，达到生活环境中最佳温度、湿度和氧气浓度。
温度传感器、空气湿度传感器、氧气浓度传感器分别对室内空气温度、湿度和氧气浓度进行实时监测，并经PLC可编程控制器分析后，监测结果显示在数字显示装置的屏幕上，同时控制核心过滤部分的制热/制冷装置、分子筛制氧装置、循环水过滤装置等进行工作。也可通过遥控器进行操作，遥控接收装置接收信号传输给PLC可编程控制器。
当需要对太阳能光电板20的倾斜角度进行调整以尽量适应太阳光线的垂直照射时，启动驱动电机30，驱动电机30的主轴带动主动齿轮28转动，主动齿轮28转动的同时，带动从动齿轮29转动，从动齿轮29在限位块35上的限位槽36的限定下，随着从动齿轮29的转动，带动丝杆27向上或向下移动，丝杆27通过压力轴承26带动导柱32向上或向下移动，导柱32上端的支撑杆24也随着导柱32移动，太阳能光电板20就会以安装座21上的铰链为支点转动，这样就可以改变太阳能光电板20的倾斜角度，驱动电机30本身有自锁功能，再加上导柱32不能转动，也不会带动丝杆27转动，因此，太阳能光电板20的倾斜角调整好后，会非常稳定。
本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置，其特征在于：包括分布式光伏发供电系统、核心过滤供给部分和自动监测控制部分，分布式光伏发供电系统通过供电线路分别与核心过滤供给部分和自动监测控制部分连接，自动监测控制部分通过控制线路与核心过滤供给部分连接；
分布式光伏发供电系统包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流防雷汇流箱、直流防雷配电柜、并网逆变器、光伏发电计量表、交流防雷配电柜和双向智能计量表；光伏电池组件设置在光伏方阵支架上，光伏电池组件、直流防雷汇流箱、直流防雷配电柜、并网逆变器、光伏发电计量表和交流防雷配电柜依次通过第一导线连接，国家电网交流电、双向智能计量表和交流防雷配电柜依次通过第二导线连接；
核心过滤供给部分包括变频风机、初级过滤装置、循环水过滤装置、加热/制冷装置、除湿/增湿装置、分子筛制氧装置和空气消毒装置，变频风机的出风口与初级过滤装置的进风口连接，初级过滤装置的出风口与循环水过滤装置的进风口连接，循环水过滤装置的出风口与加热/制冷装置的进风口连接，加热/制冷装置的出风口与除湿/增湿装置的进风口连接，除湿/增湿装置的出风口与分子筛制氧装置的进风口连接，分子筛制氧装置的出风口与空气消毒装置的进风口连接；
自动监测控制部分包括PLC可编程控制器、氧气浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、数字显示装置和遥控接收装置。
2.根据权利要求1所述的低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置，其特征在于：循环水过滤装置连接有药物香精添加装置和过滤水循环过滤装置。
3.根据权利要求1所述的低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置，其特征在于：光伏电池组件包括太阳能光电板，光伏方阵支架包括框架，框架顶部左侧设有支座，太阳能光电板的左侧边沿通过铰链转动连接在支座上，太阳能光电板的下表面右侧与框架顶部右侧之间设有电动支撑调节机构。
4.根据权利要求1所述的低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置，其特征在于：电动支撑调节机构包括安装座、连接耳、连接板、支撑杆、方管、压力轴承、丝杆、主动齿轮、从动齿轮和驱动电机，连接耳固定设在太阳能光电板下表面右侧，连接板铰接在连接耳上，支撑杆上端与连接板固定连接；安装座固定设在框架顶部右侧， 方管左侧设有支撑块，支撑块铰接在安装座顶部，方管内滑动设有四棱柱形状的导柱，支撑杆下端与导柱上端同轴向固定连接，方管下侧固定连接有支撑架，驱动电机固定设在支撑架上，驱动电机的主轴与支撑杆平行，导柱下端部设有凹槽，压力轴承设在凹槽内且压力轴承的外圈与凹槽内侧壁过盈配合，丝杆和支撑杆具有同一条中心线，丝杆上部为光杆结构，丝杆上端伸入到压力轴承的内圈当中且与压力轴承的内圈过盈配合，导柱下端设有用于限定压力轴承位置的压盖，从动齿轮的中心孔开设有上下通透的螺纹孔，丝杆伸入并螺纹连接在螺纹孔内，主动齿轮同轴向固定设在驱动电机的主轴上，主动齿轮与从动齿轮啮合，支撑架上设有限位块，限位块上朝向从动齿轮一侧开设有与从动齿轮的厚度相当的限位槽，从动齿轮的一侧伸入在限位槽内。
5.根据权利要求4所述的低能耗室内恒温恒湿恒氧正压自动供给装置，其特征在于：支撑杆上部与连接板之间设有上加强筋，支撑杆下部与导柱上端面之间设有下加强筋。
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