CN207253928U - 一种空气净化设备及空气净化组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气净化组件，包括用于对空气进行过滤的滤材总成，所述滤材总成的迎风侧设置有迎风侧导电件，所述滤材总成的背风侧设置有背风侧导电件，且所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间加载有电压。在同等进气阻力和功耗下，该空气净化组件具有更高的颗粒物过滤效率，在同等过滤效率下，该空气净化组件的通风阻力更小，通风量大，室内气体净化速度快，功耗更小，获得更高的洁净空气输出比率。本实用新型还公开了一种采用上述空气净化组件的空气净化设备。

Description

一种空气净化设备及空气净化组件

技术领域

本实用新型涉及空气净化技术领域，更具体地说，涉及一种空气净化设备及空气净化组件。

背景技术

近年来，空气污染加剧，雾霾成为困扰人们生活的一大难题，人们通过在室外佩戴防霾口罩，在室内安装空气净化设备来净化空气以便提高生活质量。

然而，空气净化设备受到过滤材料的限制，难以大幅提高空气净化能力，具体的，在空气净化设备领域，洁净空气输出比率(CADR值)是指空气净化设备输出洁净空气的比率，CADR值越大，空气净化设备的净化效能越高，反之则空气净化设备的净化效能越低。由于目前过滤材料技术固化，高效过滤材料伴随着较大的气阻，而较大的气阻就限制了空气净化设备CADR值的提高，同时还会产生较大的噪音；而低效率的过滤材料虽然具有较小的气阻和较小的噪音，但是其过滤能力有限，空气洁净程度无法保证。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种空气净化组件，以便于能够在同等阻力下获得更高的颗粒物过滤效率；或者在同等过滤效率下，通风阻力更小，通风量更大，获得更高的CADR值。

本实用新型的另一目的还在于提供一种采用上述空气净化组件的空气净化设备。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种空气净化组件，包括用于对空气进行过滤的滤材总成，其特征在于，所述滤材总成的迎风侧设置有迎风侧导电件，所述滤材总成的背风侧设置有背风侧导电件，且所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间加载有电压。

优选地，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间所加载的电压为交流电压或直流电压。

优选地，所述电压为恒定电压。

优选地，所述滤材总成包括固定框架和设置在所述固定框架上的滤材层。

优选地，所述滤材层由纤维材质或多孔材质制成。

优选地，所述滤材层包括高效过滤层、中效过滤层以及粗效过滤层中的一种或多种，并且所述高效过滤层、中效过滤层和所述粗效过滤层均为单层或多层结构。

优选地，所述滤材层由聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、芳族聚酰亚胺纤维、偏芳族聚酰胺纤维、三聚氰胺纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维或金属纤维中的一种或多种复合形成。

优选地，所述滤材层还包括活性炭层。

优选地，所述滤材层还包括光触媒层。

优选地，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件设置在所述固定框架上，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件的材质相同或不同，且所述迎风侧导电件为金属网、导电布或镀设有导电层的塑料网，所述背风侧导电件为金属网、导电布或镀设有导电层的塑料网。

优选地，在风速为0.06m/s时，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件的总风阻不大于20Pa，所述滤材总成的风阻不大于150Pa。

优选地，所述滤材层内还掺杂有用于增强极化性能的无机物。

优选地，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间所加载的电压，小于所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间的击穿电压。

本实用新型中所公开的空气净化设备，包括外壳和设置在外壳内的空气净化组件，该空气净化组件为上述任意一项中所述的空气净化组件。

由于在滤材总成迎风侧设置了迎风侧导电件，背风侧设置了背风侧导电件，并且背风侧导电件与迎风侧导电件不接触，迎风侧导电件和背风侧导电件之间加载了电压，因此滤材总成的两端将形成电场，电场会对滤材总成中的滤材产生极化作用，极化作用会形成电偶极矩，这种极化作用将会大大增强滤材对雾霾颗粒的吸附作用，配合滤材本身的过滤效果，空气净化能力将得到显著提高。在同等进气阻力和功耗下，该空气净化组件具有更高的颗粒物过滤效率，在同等过滤效率下，该空气净化组件的通风阻力更小，通风量更大，室内气体净化速度快，功耗更小，获得更高的洁净空气输出比率。

本实用新型所公开的空气净化设备由于采用了上述空气净化组件，因此该空气净化设备兼具上述空气净化组件相应的技术优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中所公开的空气净化组件的爆炸结构示意图；

图2为恒定直流电压的电流原理图。

附图中标记如下：

11为滤材层，12为固定框架，2为金属网，3为风扇。

具体实施方式

本实用新型的核心之一在于提供一种空气净化组件，以便于能够在同等阻力下获得更高的颗粒物过滤效率；或者在同等过滤效率下，通风阻力更小，通风量更大，获得更高的CADR值。

本实用新型的另一核心在于提供一种采用上述空气净化器组件的空气净化设备。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，本实施例中所公开的空气净化组件，包括用于对空气进行过滤的滤材总成，该滤材总成的迎风侧设置有迎风侧导电件，滤材总成的背风侧设置有背风侧导电件，并且迎风侧导电件与背风侧导电件应当不接触，迎风侧导电件和背风侧导电件之间加载有电压。

本领域技术人员能够理解的是，当在滤材总成的两侧施加电压之后，滤材总成的两端会形成电场，电场会对滤材产生极化作用，形成电偶极矩，这种极化作用将会大大增强滤材对雾霾颗粒的吸附作用，配合滤材本身的过滤效果，空气净化能力将得到显著提高。在同等进气阻力下，该空气净化组件具有更高的颗粒物过滤效率，在同等过滤效率下，该空气净化组件的通风阻力更小，通风量更大，获得更高的CADR值并且具有更小的噪音。

需要进行说明的是，迎风侧导电件和背风侧导电件之间所施加的电压可以为直流电压也可为交流电压，只要能够使迎风侧导电件和背风侧导电件之间形成电场即可，并且电压可以为恒压也可以是随时间而发生变化的电压，为了能够施加较高的电压值并保证具有理想的效果，本实用新型实施例中推荐采用直流恒压。由于滤材总成本身不导电，因此只需要位置电压即可，电路的核心为变压器、整流桥和电容，如图2中所示，该电路功耗较小，并且对现有的空气净化器电路改动很小。

更为优选的是，迎风侧导电件和背风侧导电件之间所施加的电压小于迎风侧导电件和背风侧导电件之间的击穿电压。由于加载在滤材总成两侧的电压并没有击穿迎风侧导电件和背风侧导电件之间的介质，因此不会产生臭氧等有害物质，而且高压电场对微生物还具有灭活作用，因此该空气净化组件还具有杀菌消毒的功能；同时极化的滤材对于气体污染物，如VOC(volatile organic compounds挥发性有机化合物)等具有显著的吸附和去除作用。

请参考图1，滤材总成具体包括固定框架12和设置在固定框架12上的滤材层11，该固定框架12可以采用金属材质制成，或者采用塑料材质制成，其作用在于为滤材层11提供安装基础。

在本实用新型实施例中，滤材层11由纤维材质或者多孔材质制成，滤材层包括高效过滤层、中效过滤层以及粗效过滤层中的一种或多种，并且所述高效过滤层、中效过滤层和所述粗效过滤层均为单层或多层结构。需要进行说明的是，在本实用新型实施例中，高效过滤器是指能够捕获0.5μm以下的颗粒物的过滤器，中效过滤器通常是指能够捕获0.5-5μm范围内的颗粒物的过滤器，粗效过滤器通常是指能够捕获较大颗粒物，例如毛发、沙粒、花粉颗粒等颗粒物的过滤器。

当然，根据需求滤材层11中还可以包括活性炭过滤层，以便去除异味，吸附空气中的细菌、病毒等，或者光触媒层，以便进一步增强空气净化效果，去除空气中的气体污染物以及有毒有害的病菌和微生物。

当采用纤维材质进行滤材层11的制造时，滤材层11可以由聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、芳族聚酰亚胺纤维、偏芳族聚酰胺纤维、三聚氰胺纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维或金属纤维中的一种或多种复合形成。

迎风侧导电件和背风侧导电件设置在固定框架12上，迎风侧导电件和背风侧导电件与固定框架12之间可以卡接或者螺栓连接等。迎风侧导电件和背风侧导电件可以选用金属网2、导电布、镀设有导电层的塑料网或者其他允许气体通过的导电材料。迎风侧导电件与背风侧导电件的材质可以相同也可以不相同，迎风侧导电件及背风侧导电件一方面可以为滤材层11的两侧施加恒定电压，另一方面还可以辅助过滤空气。

更进一步的，在风速以0.06m/s垂直于迎风侧导电件、背风侧导电件以及滤材总成流动时，迎风侧导电件和背风侧导电件的总风阻不大于20Pa，同时滤材总成的总风阻不大于150Pa。

为了进一步增强滤材层被电场极化的效果，还可在滤材层11制造时在滤材层内掺杂有用于增强极化性能的无机物，这些无机物包括但不限于氧化硅颗粒、氮化硅颗粒、钛酸钡颗粒。

申请人对本实用新型中所公开的空气净化组件进行了实验，如下表1所示，实验所采用的空气净化器组件中的滤材层为200g/m³规格的针刺棉(主要成为为93％的聚丙烯和7％的聚丙烯晴)，导电层为200目不锈钢金属网，直流电压为4000V，由上至下为每隔五分钟进行一次数据测试，“否”表示不加电压，“是”表示加载电压，PM2.5(前)是指空气经过空气净化组件之前的PM2.5数值，PM2.5(前)是指空气经过空气净化组件之后的PM2.5数值，PM2.5差值是指过滤前后空气中PM2.5的差值，表头中关于PM10的各项意义请参考对PM2.5的定义理解，从表1中可以明显观察到过滤效率的提升。

表1空气净化组件加载电压与未加电压的净化效果对比

上述表格中，PM2.5以及PM10的数值单位均为微克/m³，在未施加直流电压时，空气净化组件对PM2.5的过滤效率在75％-89％之间，对PM10的过滤效率在84％-91％之间，而加载直流电压后，空气净化组件对PM2.5的过滤效率在98.2％-98.7％之间，对PM10的过滤效率在98.7％-98.9％之间，由上表可以明显看出加载直流电压后空气净化组件净化效果的提升。

除此之外，本实用新型中还公开了一种空气净化设备，该空气净化设备包括但不限于空气净化器、新风机等，该空气净化设备包括外壳和设置在外壳内的空气净化组件，并且空气净化组件为上述任意一实施例中所公开的空气净化组件。

由于采用了上述空气净化组件，因此该空气净化设备兼具上述空气净化组件相应的技术优点，本文中对此不再进行赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种空气净化组件，包括用于对空气进行过滤的滤材总成，其特征在于，所述滤材总成的迎风侧设置有迎风侧导电件，所述滤材总成的背风侧设置有背风侧导电件，且所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间加载有电压。

2.根据权利要求1所述的空气净化组件，其特征在于，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间所加载的电压为交流电压或直流电压。

3.根据权利要求1所述的空气净化组件，其特征在于，所述电压为恒定电压。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的空气净化组件，其特征在于，所述滤材总成包括固定框架(12)和设置在所述固定框架(12)上的滤材层(11)。

5.根据权利要求4所述的空气净化组件，其特征在于，所述滤材层(11)由纤维材质或多孔材质制成。

6.根据权利要求4所述的空气净化组件，其特征在于，所述滤材层(11)包括高效过滤层、中效过滤层以及粗效过滤层中的一种或多种，并且所述高效过滤层、中效过滤层和所述粗效过滤层均为单层或多层结构。

7.根据权利要求4所述的空气净化组件，其特征在于，所述滤材层(11)由聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、芳族聚酰亚胺纤维、偏芳族聚酰胺纤维、三聚氰胺纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维或金属纤维中的一种或多种复合形成。

8.根据权利要求6所述的空气净化组件，其特征在于，所述滤材层(11)还包括活性炭层。

9.根据权利要求4所述的空气净化组件，其特征在于，所述滤材层(11)还包括光触媒层。

10.根据权利要求4所述的空气净化组件，其特征在于，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件设置在所述固定框架(12)上，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件的材质相同或不同，且所述迎风侧导电件为金属网(2)、导电布或镀设有导电层的塑料网，所述背风侧导电件为金属网(2)、导电布或镀设有导电层的塑料网。

11.根据权利要求1所述的空气净化组件，其特征在于，在风速为0.06m/s时，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件的总风阻不大于20Pa，所述滤材总成的风阻不大于150Pa。

12.根据权利要求4所述的空气净化组件，其特征在于，所述滤材层内还掺杂有用于增强极化性能的无机物。

13.根据权利要求1所述的空气净化组件，其特征在于，所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间所加载的电压，小于所述迎风侧导电件和所述背风侧导电件之间的击穿电压。

14.一种空气净化设备，包括外壳和设置在所述外壳内的空气净化组件，其特征在于，所述空气净化组件为如权利要求1-13任意一项所述的空气净化组件。