CN212039428U - 一种半导体热电偶控制式空气净化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空气净化领域，具体公开了一种半导体热电偶控制式空气净化设备，本实用新型能够对空气进行过滤、吸附，提高空气净化效果；本实用新型中热催化氧化层不仅能够除去空气中的有机物，同时还能够除去吸附层脱附的吸附物，使其分解；本实用新型采用半导体热电偶加热制冷，与蒸汽压缩式制冷和吸收式制冷相比，不需要制冷剂，无泄漏，无污染；无机械传动部分，因此工作时无噪音、无磨损、寿命长；冷却速度和制冷温度可以通过改变电流大小任意调节，灵活性高；体积可以做得很小；制冷效率与容量大小无关，在制冷量极小时仍能保持较高的制冷效率；本实用新型结构简单，设计合理、使用方便。

Description

一种半导体热电偶控制式空气净化设备

技术领域

本实用新型属于空气净化领域，特别涉及一种半导体热电偶控制式空气净化设备。

背景技术

现有的有机物去除空气净化器主要由马达、风扇、空气过滤网等系统组成，其工作原理为：机器内的马达和风扇使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤网后将各种污染物清除或吸附，主要能够起到过滤粉尘、异味、有毒气体和杀灭部分细菌的作用。而滤网主要分为：颗粒物滤网和有机物滤网，这类产品滤网的质量决定了空气净化的效果。

TVOC表示室内中的挥发性有机化合物总量，是衡量建筑物内装饰装修和家具等室内用品对室内空气质量影响程度的一项重要指标。甲醛是室内主要的挥发性有机化合物，室内来源广泛，释放浓度也高，除甲醛以外，绝大多数挥发性有机化合物在室内它们各自的浓度往往不是很高，但是若干个VOC共同存在于室内空气中时，其联合作用是不可忽视的。

室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期居住在挥发性有机化合物污染的室内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等，有的还可能引起内分泌失调、影响性功能；苯和二甲苯还能损害系统，以至引发白血病。

目前针对室内去除甲醛等挥发性有机物主要采用活性碳等吸附剂进行吸附去除，但是吸附剂或滤材会吸附饱和，需要定期更换，耗材比较大；还有一次性高温烘烤方法使有机物挥发，进行有机物清除剂的原理是氧化还原，就是利用氧化剂的氧化能力与有机物发生氧化还原反应，从而达到清除的效果，但是甲醛等有机物在室内的潜伏期为3～15年，一次性高温处理无法彻底消除干净。

另外有使用光照催化分解进行有机物去除的净化产品，主要是利用紫外光照催化空气中的氧气和有机污染物发生氧化分解等化学反应，从而把有机污染物分解掉，但是这种产品需要将紫外光灯管完全封闭好，不能暴露，否则对人体健康有影响，另外光照分解效果也不是很理想，转化分解率低。

还有进行封闭封堵类的有机物隔离膜，部分或完全封堵住不让有机物挥发出来，但是这类产品实际效果非常有限，现实生活、工作环境下的污染源我们无法把它封堵住。

现有的净化产品通常存在以下问题：去除甲醛等有机物功能的光催化分解空气净化器，紫外灯对人体有伤害，并且光照分解转化率低；目前室内使用的空气净化设备去除效果不佳，且耗材严重。

实用新型内容

本实用新型提供了一种半导体热电偶控制式空气净化设备，不仅能够除去空气中的有机物，同时还能够除去吸附层脱附的吸附物，使其分解，提高空气净化效果。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种半导体热电偶控制式空气净化设备，包括：

机体；

机体内水平设置有第一隔板，第一隔板将机体分为上下两个区域，过滤区和出风区；出风区内纵向设置有第二隔板，第二隔板将出风区分为左右两个区域，制冷区和加热区；

靠近加热区的机体一侧设置有回风通道，回风通道内为回风区；过滤区自上而下水平设置有初过滤层和吸附层；初过滤层与吸附层之间为空气混合区；

第二隔板上设置有半导体热电偶和第一通气口；半导体热电偶设置有第二隔板中间位置，第一通气口设置在第二隔板底部；

与加热区相对应的机体侧壁底部设置有第二通气口，与空气混合区相对应的机体一侧设置有第三通气口；第二通气口将加热区与回风区连通，第三通气口将空气混合区与回风区连通；

与加热区相对应的第一隔板上设置有进风口；与制冷区相对应的机体侧壁上设置有排气口；进气口设置有风机；

半导体热电偶包括冷端和热端；冷端设置在制冷区，热端设置在加热区；冷端处设置有导冷基板，热端处设置有导热基板；导冷基板右侧设置有第一金属导体，第一金属导体右侧设置有P型半导体元件和N型半导体元件；P型半导体元件与N型半导体元件的右侧分别设置有第二金属导体；第二金属导体右侧设置有导热基板；P型半导体元件和N型半导体元件分别接入电路两端。

进一步地，第一通气口设置有热催化氧化层。

进一步地，进气口、排气口、第二通气口和第三通气口均设置有阀门。

进一步地，制冷区设置有温度传感器和气体传感器，温度传感器与气体传感器均设置在机体的内壁上。

进一步地，温度传感器包括两个探头，一探头设置在第一通气口，另一探头设置在排气口。

进一步地，气体传感器包括2个探头，一探头设置在排气口，另一探头设置在吸附层与第一隔板之间的区域。

进一步地，P型半导体元件和N型半导体元件之间具有间隙。

进一步地，机体顶部设置有进气格栅，进气格栅上方设置有触摸屏。

进一步地，触摸屏包括控制面板，控制面板分别与温度传感器、气体传感器、阀门、风机、半导体热电偶连接。

本实用新型提出了一种半导体热电偶控制式空气净化设备，具有以下优点：

1)本实用新型能够对空气进行过滤、吸附，提高空气净化效果；

2)本实用新型中热催化氧化层不仅能够除去空气中的有机物，同时还能够除去吸附层脱附的吸附物，使其分解；

3)本实用新型采用半导体热电偶加热制冷，与蒸汽压缩式制冷和吸收式制冷相比，不需要制冷剂，无泄漏，无污染；无机械传动部分，因此工作时无噪音、无磨损、寿命长；冷却速度和制冷温度可以通过改变电流大小任意调节，灵活性高；体积可以做得很小；制冷效率与容量大小无关，在制冷量极小时仍能保持较高的制冷效率；

4)结构简单，设计合理、使用方便。

附图说明

图1为本实用新型半导体热电偶控制式空气净化设备的结构示意图；

图2为图1中半导体热电偶的结构示意图

图中：1、机体；2、初过滤层；3、吸附层；4、风机；5、空气混合区；6、制冷区；7、加热区；8、回风区；9、温度传感器；10、气体传感器；11、阀门； 12、触摸屏；13、冷端；14、进气口；15、第一通气口；16、第二通气口；17、第三通气口；18、排气口；19、热催化氧化层；20、第一隔板；21、第二隔板； 22、负离子发生器；23、半导体热电偶；24、进气格栅；25、热端；26、导热基板；27、导冷基板；28、第一金属导体；29、第二金属导体；30、N型半导体元件；31、P型半导体元件。

具体实施方式

结合图1-2，本实用新型提供一种半导体热电偶控制式空气净化设备，包括：

机体1；

机体1内水平设置有第一隔板20，第一隔板20将机体1分为上下两个区域，过滤区和出风区；出风区内纵向设置有第二隔板21，第二隔板21将出风区分为左右两个区域，制冷区6和加热区7；

靠近加热区7的机体1一侧设置有回风通道，回风通道内为回风区8；过滤区自上而下水平设置有初过滤层2和吸附层3；初过滤层2与吸附层3之间为空气混合区5；

第二隔板21上设置有半导体热电偶23和第一通气口15；半导体热电偶23 设置有第二隔板21中间位置，第一通气口15设置在第二隔板21底部；

与加热区7相对应的机体1侧壁底部设置有第二通气口16，与空气混合区 5相对应的机体1一侧设置有第三通气口17；第二通气口16将加热区7与回风区8连通，第三通气口17将空气混合区5与回风区8连通；

与加热区7相对应的第一隔板20上设置有进风口；与制冷区6相对应的机体1侧壁上设置有排气口18；进气口14设置有风机4；

半导体热电偶23包括冷端13和热端25；冷端13设置在制冷区6，热端25 设置在加热区7；冷端13处设置有导冷基板27，热端25处设置有导热基板26；导冷基板27右侧设置有第一金属导体28，第一金属导体28右侧设置有P型半导体元件31和N型半导体元件30；P型半导体元件31与N型半导体元件30 的右侧分别设置有第二金属导体29；第二金属导体29右侧设置有导热基板26； P型半导体元件31和N型半导体元件30分别接入电路两端。

本实用新型中，过滤区自上而下水平设置有初过滤层2和吸附层3；其中初过滤层2是复合过滤层，一共两层，上层为PET棉或炭纤维，主要用于过滤大的颗粒物，滤除空气中体积较大的微粒，如尘埃、毛发等，防止损害后面的过滤层；下层为HEPA(高效率空气过滤器)滤网，有静电吸附作用，用来滤除空气中的香烟烟雾、二手烟、PM2.5等0.3μm以上的颗粒物。

吸附层3为活性炭层，活性炭附有氧化铝和海泡石，能够更有效的除去低溶度的甲醛，苯系物等常见空气异味和有害化学污染物，室温可以吸附有害气体，高温可以脱附排出吸附物。

隔板上设置有进气口14，进气口14设置风机4，该风机4能够将吸附层3 过滤后的空气带入加热区7。

半导体热电偶23的热端25设置在加热区7，冷端13设置在制冷区6，热端25能够对加热区7内的气体进行加热，冷端13能够对制冷区6内的气体进行制冷。半导体热电偶23包括冷端13和热端25；冷端13设置在制冷区6，热端25设置在加热区7；冷端13处设置有导冷基板27，热端25处设置有导热基板26；导冷基板27右侧设置有第一金属导体28，第一金属导体28右侧设置有 P型半导体元件31和N型半导体元件30；P型半导体元件31与N型半导体元件30的右侧分别设置有第二金属导体29；第二金属导体29右侧设置有导热基板26；P型半导体元件31和N型半导体元件30分别接入电路两端。上述， N型半导体元件30有多余的电子，有负温差电势，P型半导体元件31不足，有正温差电势，当电子从P型半导体元件31穿过结点至N型半导体元件30时，导冷基板27的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量；相反，当电子从N型半导体元件30至P型半导体元件31时，导热基板26的温度就会升高。上述制冷是靠空穴和电子在运动中直接传递能量来实现的，不需要制冷剂，无泄漏，无污染；无机械传动部分，因此工作时无噪音、无磨损、寿命长；冷却速度和制冷温度可以通过改变电流大小任意调节，灵活性高；体积可以做得很小；制冷效率与容量大小无关，在制冷量极小时仍能保持较高的制冷效率。

在本实施方式中，第一通气口15设置有热催化氧化层19。热催化氧化层 19能够热催化燃烧去除VOCs，提高空气净化效果。

需要说明的是，P型半导体元件31和N型半导体元件30之间具有间隙。

本实用新型半导体热电偶23制冷、制热效果越好，发热量越大，利于热催化燃烧；其可以控制的温度为：-50～80℃，过高的环境温度会直接影响制冷效果。

回风区8的设置能够提高热催化燃烧效果，提高进风温度；回风区8能够将加热区7内的部分气体回流至初过滤层2和吸附层3之间的气体混合区，提高经过吸附层3的气体温度，可以更有效地实现有害气体的脱附，同时还利于热催化氧化层19热催化燃烧去除VOCs。

制冷区6设置有温度传感器9和气体传感器10，温度传感器9与气体传感器10均设置在机体1的内壁上。其中温度传感器9包括两个探头，一探头设置在第一通气口15，另一探头设置在排气口18。探头设置在第一通气口15，主要为监测保证热催化温度达到设定温度点，为了更有效的催化燃烧效果；探头设置在排气口18，为了监测排气口18恩度，防止排气温度过高，对人体造成伤害。

需要说明的是，温度传感器9的型号为pt100。

在本实施方式中，气体传感器10的型号为PTQS1005，能够检测PM2.5、甲醛和VOCs浓度。气体传感器10包括2个探头，一探头设置在排气口18，另一探头设置在吸附层3与第一隔板20之间的区域。探头设置在吸附层3与第一隔板20之间的区域，用于监测脱附后气体中PM2.5、甲醛和VOCs浓度，确定脱附效果和热催化燃烧前气体中PM2.5、甲醛和VOCs浓度；探头设置在排气 21口，能够保证排到大气中PM2.5、甲醛和VOCs浓度已经降解降低。

需要说明的是，机体1的材质为耐高温的ABS或金属材料(铝合金或不锈钢)；机体1为双层结构，内有夹层，夹层中填充有绝热保温材料，绝热保温材为玻璃棉。

进气口14、排气口18、第二通气口16和第三通气口17均设置有阀门11。其中，阀门11为蝶阀，可以灵活控制气流量大小；根据气体检测器检测到PM2.5、甲醛和VOCs浓度，温度传感器9检测到的温度，调整阀门11大小，控制气流量。当温度传感器9检测到的温度过高，调整阀门11大小，将通气口的进风量调大，同时将第二通气口16和第三通气口17回风流量调小；当气体传感器10 检测到排气口18PM2.5、甲醛和VOCs浓度过高，调整阀门11大小，降低通气口进气量，增大第二通气口16和第三通气口17回风流量。

机体1顶部设置有进气格栅24，进气格栅24上方设置有触摸屏12。空气铜鼓进气格栅24进入到机体1内；触摸屏12包括控制面板，控制面板分别与温度传感器9、气体传感器10、阀门11、风机4、半导体热电偶23连接；通过触摸屏12，控制阀门11的开启大小程度，进气控制通气量；

触摸屏12可以滑动设置整体通风量大小，可以设置热催化加热温度，可以设置进入回风区8的阀门11开度大小；触摸屏12上有温度传感器9和气体传感器10检测到数据反馈，可以查看温度，PM2.5、甲醛和VOCs浓度；触摸屏 12有开关按钮，通过开关按钮打开关闭空气净化设备。

综上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的某些优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型精神和范围。

Claims (9)

1.一种半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，包括：

机体；

机体内水平设置有第一隔板，第一隔板将机体分为上下两个区域，过滤区和出风区；出风区内纵向设置有第二隔板，第二隔板将出风区分为左右两个区域，制冷区和加热区；

靠近加热区的机体一侧设置有回风通道，回风通道内为回风区；过滤区自上而下水平设置有初过滤层和吸附层；初过滤层与吸附层之间为空气混合区；

第二隔板上设置有半导体热电偶和第一通气口；半导体热电偶设置有第二隔板中间位置，第一通气口设置在第二隔板底部；

与加热区相对应的机体侧壁底部设置有第二通气口，与空气混合区相对应的机体一侧设置有第三通气口；第二通气口将加热区与回风区连通，第三通气口将空气混合区与回风区连通；

与加热区相对应的第一隔板上设置有进风口；与制冷区相对应的机体侧壁上设置有排气口；进气口设置有风机；

半导体热电偶包括冷端和热端；冷端设置在制冷区，热端设置在加热区；冷端处设置有导冷基板，热端处设置有导热基板；导冷基板右侧设置有第一金属导体，第一金属导体右侧设置有P型半导体元件和N型半导体元件；P型半导体元件与N型半导体元件的右侧分别设置有第二金属导体；第二金属导体右侧设置有导热基板；P型半导体元件和N型半导体元件分别接入电路两端。

2.根据权利要求1所述的半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，第一通气口设置有热催化氧化层。

3.根据权利要求1所述的半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，进气口、排气口、第二通气口和第三通气口均设置有阀门。

4.根据权利要求1所述的半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，制冷区设置有温度传感器和气体传感器，温度传感器与气体传感器均设置在机体的内壁上。

5.根据权利要求4所述的半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，温度传感器包括两个探头，一探头设置在第一通气口，另一探头设置在排气口。

6.根据权利要求4所述的半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，气体传感器包括2个探头，一探头设置在排气口，另一探头设置在吸附层与第一隔板之间的区域。

7.根据权利要求1所述的半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，P型半导体元件和N型半导体元件之间具有间隙。

8.根据权利要求1所述的半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，机体顶部设置有进气格栅，进气格栅上方设置有触摸屏。

9.根据权利要求8所述的半导体热电偶控制式空气净化设备，其特征在于，触摸屏包括控制面板，控制面板分别与温度传感器、气体传感器、阀门、风机、半导体热电偶连接。

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