CN212457198U - 新风排风一体式空气净化除菌毒系统 - Google Patents
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Abstract
新风排风一体式空气净化除菌毒系统，包括处理腔，处理腔上设置有回风口、新风口、送风口、排风入口、排风出口；经过新风口的户外空气和经过回风口的室内空气经第一净化消毒组件后从送风口进入室内，室内空气经过排风入口处的第二净化消毒组件后从排风出口处排至户外；新风口、回风口到送风口的第一通道内和排风入口到排风出口的第二通道内均设置有驱风装置；第一通道和第二通道为隔离状；驱风装置包括驱动机构、两个同轴设置且位于不同通道的风机，两个风机通过一根主轴连接，主轴与驱动机构连接。本申请可高效净化室内空气，实现杀灭菌毒并优化室内空气成分比例；通过一体化的结构和一个驱动机构带动两个风机同时工作，减少了系统的安装时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及空气通风净化和空气消毒的技术领域，尤其涉及新风排风一体式空气净化除菌毒系统。
背景技术
空气净化机组是一种对空气中的颗粒物、气态污染物、微生物等一种或多种污染物具有一定去除能力的装置。近年来，随着人们生活水平的提高，以及健康生活理念的不断深入，空气净化机组市场发展迅速。目前国内相关生产厂商越来越多，产品良莠不齐，主要存在以下问题：净化效果不佳，不能将污染物彻底清除；绝大多数产品功能仅停留在降低室内的PM2.5空气颗粒物、甲醛和VOC等浓度，无法对直径更小的病毒进行有效过滤和消杀；功能单一，难以实现不同场所空气中所有的污染物种类的处理；缺乏新风、排风和送风的一体化机组，室内空气不经处理直接排向室外等。另外，现有空气净化机组一般针对密闭空间进行过滤消尘处理，无法进行灭菌处理；仅具备消毒功能且用于密闭空间的空气消毒机主要用于医疗卫生行业。聚焦会议场所、车间、移动空间等公共场所有限空间人员集聚、急需空气通风净化灭菌杀毒需求问题，迫切需要研制新型空气通风净化灭菌杀毒系统及装备，以减少公共场所有限空间菌毒传播和空气交叉感染，为人民的健康提供技术支撑和保障。
另外，在一些简装房中，需要缩短一些工期和降低承重，在一些特殊时期还需要为简装房内提供必要的环境，而现有的一台驱动带动一台风机工作，为满足简装房内的环境要求，可能需要多台风机和多个驱动，此时现场安装的工期较长，并且重量也是对简装房的考验。
实用新型内容
为了解决聚焦会议场所、车间、移动空间(含高铁、大巴等)公共场所有限空间人员集聚、急需空气通风净化灭菌杀毒需求问题，研制空气通风净化灭菌系统及装备，以减少公共场所有限空间新型冠状病毒等菌毒传播和空气交叉感染，为企事业单位安全生产生活和疫情防控提供技术支撑和保障。为此，本实用新型提供新风排风一体式空气净化除菌毒系统。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
新风排风一体式空气净化除菌毒系统，包括处理腔，所述处理腔上设置有回风口、新风口、送风口、排风入口、排风出口；经过新风口的户外空气和经过回风口的室内空气经第一净化消毒组件后从送风口进入室内，室内空气经过排风入口处的第二净化消毒组件后从排风出口处排至户外；所述新风口、回风口到送风口的第一通道内和排风入口到排风出口的第二通道内均设置有驱风装置；所述第一通道和第二通道为隔离状；
所述驱风装置包括驱动机构、两个同轴设置且位于不同通道的风机，两个风机通过一根主轴连接，主轴与驱动机构连接。
优化的，所述第一净化消毒组件的周边密封附在靠近新风口和回风口处，所述第二净化消毒组件的周边密封附在排风入口处。
优化的，所述第一净化消毒组件包括沿着风向依次设置的第一初效过滤器、微静电模块、活性炭过滤器、第一高效过滤器、第一紫外线杀菌模块。
优化的，所述第二净化消毒组件包括沿着风向依次设置的第二初效过滤器、第二高效过滤器和第二紫外线杀菌模块。
优化的，所述第一通道内还设置有冷却盘管和电加热管。
优化的，所述第二通道的出口处还设置有热冷量回收机构，所述冷量回收机构的输出端位于第一通道内。
优化的，所述新风口处还设置有用于调节流量的新风阀和用于净化新风口处空气的新风过滤装置，所述新风过滤装置设置在新风口上。
优化的，所述驱动机构包括动力单元和传动单元，所述动力单元通过传动单元驱使所述主轴转动，所述动力单元为电机或柴油机或水力机械或液压，所述传动单元为联轴器或皮带。
优化的，还包括设置在室内的空气质量监测仪、控制模块，所述控制模块的各引脚与空气质量监测仪的信号端、新风阀的受控端和动力单元的受控端对应连接。
优化的，所述第一通道的出口内还设置有加湿器，所述空气质量监测仪还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器的信号端、加湿器的受控端与控制模块的相应引脚连接。
本实用新型的优点在于：
(1)本申请中通过设置净化消毒模块来净化室内空气，并实现循环消毒，由于长时间呼吸还是会改变室内的各成分比例，本申请通过设置新风口、排风入口和排风出口来优化室内空气成分比例，将新风的过滤与回风过滤一体化，降低了系统风阻和风机消耗功率；将新风、回风和排风一体化可以同时实现室内空气内循环和新风排风外循环。消毒组件的设置保证送风口和排风出口的空气中均已净化，防止造成大范围污染；且送风口和排风出口的空气净化消毒组件分别独立设置，可以有效避免送风和排风的交叉污染。再者，本申请中通过一个驱动机构带动两个风机同时工作，有效减少了系统的安装时间。
(2)第一净化消毒组件和第二净化消毒组件与相应风口之间为周边密封，这样保证所有气体均经过消毒组件过滤消毒，另外设置的位置保证第一通道和第二通道的气体是经过过滤消毒后的，这样主轴在穿过第一通道和第二通道运行时不会出现交叉感染的情况。
(3)第一净化消毒组件和第二净化消毒组件的设置方式保证了消毒杀菌的可靠性。其中第一高效过滤器，微静电模块和具有自杀毒功能紫外线杀菌模块协同作用有效杀除0.3微米及以上的颗粒物载体上所携带的致病菌和病毒，从而保证室内环境的安全。
(4)本申请驱动机构包括动力单元和传动单元，这样使得驱动机构可以为多种情况。
(5)冷却盘管和电加热管的设置可以用于调节室内的温度。
(6)冷热量回收机构的设置可以用于回收冷热量，从而节约能源。
(7)新风阀的设置可以调节进入到室内的气量，这样在保证在目标状态下更加节能。
(8)空气质量监测仪、控制模块、加湿器、温湿度传感器均为了更好的优化室内环境。需要注意的是，本申请需要保护的是各电气元件的连接关系和各部件之间的配合，对于控制模块接收信号和发出信号，属于现有技术，不属于本申请的保护范围。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2左侧为第一净化消毒组件的结构图，右侧为第二净化消毒组件的结构图。
图3为图1中A-A视图。
图4为室内送风风机和排风风机处的结构图。
图5为第一蜗壳和第二蜗壳处的立体图。
图6为控制模块的工作原理图。
图7为系统的工作原理图。
图8-10为系统的框架和面板处的密封示意图。
图中标注符号的含义如下：
1-回风口 2-新风口 21-新风阀 3-送风口 4-排风入口
5-排风出口 61-第一通道 62-第二通道
71-室内送风风机 72-排风风机
101-电加热管 102-冷却盘管
11-动力单元 12-传动单元 13-主轴
14-框架 15-面板 16-密封条
200-第一净化消毒组件 201-第一初效过滤器 202-微静电模块
203-活性炭过滤器 204-第一高效过滤器 205-第一紫外线杀菌模块
210-第二净化消毒组件 211-第二初效过滤器 212-第二高效过滤器
213-第二紫外线杀菌模块
220-新风过滤装置
41-第一蜗壳 411-第一进风口 412-第一出风口
42-第二蜗壳 421-第二进风口 422-第二出风口
51-变向管 6-控制模块
71-送风风机 72-排风风机
8-空气质量监测仪 81-空气污染物传感器 82-红外传感器
83-温湿度传感器 84-颗粒物浓度传感器
91-加湿器 10-预警模块
具体实施方式
如图1-7所示，新风排风一体式空气净化除菌毒系统，包括处理腔、空气质量监测仪8、控制模块6。所述处理腔上设置有回风口1、新风口2、送风口3、排风入口4、排风出口5，所述新风口2处还设置有用于净化新风口2处空气的新风过滤装置220和控制新风口2处流量的新风阀21。新风过滤装置220可以过滤新风中的杂质、大的颗粒物等，对新风进行初步过滤。户外空气经过新风口2、新风过滤装置220和室内空气经过回风口1后被第一净化消毒组件200处理，再从送风口3进入室内。室内空气经过排风入口4后被第二净化消毒组件210处理，再从排风出口5处排至户外；所述回风口1、新风口2到送风口3的第一通道61内和排风入口4到排风出口5的第二通道62内均设置有驱风装置；所述第一通道61和第二通道62为隔离状。
所述驱风装置包括驱动机构、两个同轴设置且位于不同通道的风机，两个风机通过一根主轴13连接，主轴13与驱动机构连接。在该实施例中，第一通道61内设置有室内送风风机71，第二通道62内设置有排风风机72。通过一个驱动机构带动两个风机同时工作，减少了系统的安装时间，另外降低了针对特殊环境的简装房的承重。
如图4-5所示，室内送风风机71和排风风机72上均罩有对应的第一蜗壳41和第二蜗壳42，每个蜗壳上均设置有进风口和出风口，所有风机位于主轴13的一侧，主轴13的另一侧与驱动机构连接。所述驱动机构包括动力单元11和传动单元12，所述动力单元11通过传动单元12驱使所述主轴13转动。一个驱动机构通过主轴13带动同侧的风机转动，这样在狭小的空间内只需要将风机的部分放入到狭小空间内，并且该结构不需要现场安装，从而提高现场安装效率，对于一些简易房，其中驱动机构部分不需要跟随风机一起设置在较高处，为增大简易房的稳定性提供一些支持。
第一蜗壳41和第二蜗壳42的设置使得风力较为集中。所述蜗壳均包括圆柱部，且所有圆柱部的中轴线与所有风机的转轴重合，蜗壳在圆柱部的切面方向均设置有通风口。在该实施例中，室内送风风机71和排风风机72可以为不同风机型号，风机方位角可以错开一定的角度，以满足实际需求。
第一蜗壳41和第二蜗壳42相背面对称设置有通风口。优化的，第一蜗壳41和第二蜗壳42相背面上的通风口作为进风口，即分别为第一进风口411和第二进风口421。蜗壳在圆柱部的切面方向的通风口作为出风口，即分别为第一出风口412和第二出风口422，且第一蜗壳41紧贴第二蜗壳42。蜗壳在圆柱部的切面方向设置通风口，可以在多个蜗壳并行设置的情况下依然能够进行顺利通气。第一蜗壳41紧贴第二蜗壳42，这样在同时通气时两个蜗壳在主轴13方向上相对抵消。
若干个通风口上还设置有变向管51，且变向管51与相应的通风口密封连接。所述变向管51的出口位置可调节。变向管51的设置可以根据新风口2、回风口1、送风口3、排风入口4的位置而调整通风口的方向和位置，这样可以尽量增大气流循环区域，提高换气效果。
所述第一净化消毒组件200的周边密封附在靠近新风口2和回风口1处，所述第二净化消毒组件210的周边密封附在排风入口4处。这样保证所有气体均经过消毒组件过滤消毒，另外，设置的位置保证第一通道61和第二通道62的气体是经过过滤消毒后的，这样主轴13在穿过第一通道61和第二通道62时不会出现交叉感染的情况。
如图2所示，所述第一净化消毒组件200包括沿着风向依次设置的第一初效过滤器201、微静电模块202、活性炭过滤器203、第一高效过滤器204、第一紫外线杀菌模块205。所述第二净化消毒组件210包括沿着风向依次设置的第二初效过滤器211、第二高效过滤器212和第二紫外线杀菌模块213。其中第一初效过滤器201可以过滤空气中比较大的颗粒物，如毛发、灰尘、PM10颗粒物等，有效过滤效率达90％；微静电模块202可将附着在颗粒物上的致病菌、病毒等等微生物收集并在强电场中杀灭，净化杀菌效率可达99％。活性炭过滤器203可以有效过滤异味，去除和分解空气中的臭氧、甲醛、氨、TVOC、苯、硫化氢等有害气体，净化效率超过96％。第一高效过滤器204可以过滤空气中0.3um以上的菌毒颗粒物载体，本方案中使用H13过滤器，过滤率达99.99％。第一紫外线杀菌模块205利用紫外线对细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、冠状病毒、真菌、立克次体和衣原体等进行灭活处理。第一净化消毒组件200构建“多效过滤+静电消毒+紫外线活灭”多方案协同的净化除菌毒流程，可以有效匹配不同公共场所有限空间的空气净化除菌毒工艺需求。
为了调节室内的温度，所述第一通道61内还设置有冷却盘管102和电加热管101。优化的，所述第二通道62出口处还设置有热冷量回收机构，所述冷量回收机构的输出端位于第一通道61内，从而回收冷热量，从而节约能源。
所述驱动机构包括动力单元11和传动单元12，所述动力单元11通过传动单元12驱使所述主轴13转动，所述动力单元11为电机或柴油机或水力机械或液压，所述传动单元12为联轴器或皮带。
如图6所示，所述控制模块6的各引脚与空气质量监测仪8的信号端、新风阀21的受控端、动力单元11的受控端对应连接，还与预警模块10的对应引脚连接。所述第一通道61出口内还设置有加湿器91，所述空气质量监测仪8还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器的信号端、加湿器91的受控端与控制模块6的相应引脚连接，起到优化室内环形的效果。
优化的，本系统主体为框架面板结构，面板15安装于框架14之上。系统运行时，要求回风口1和新风口2到送风口3的第一通道61、排风入口4到排风出口5的第二通道均为密闭区域，即供、回风区域之间以及供回风区域与外界环境之间气流须保持独立，不得串风。在框架14、面板15装配结构中的密封，一般按图8结构来处理，框架14与非金属的密封条16(如聚氨酯橡胶密封条等)采用胶结结构，将密封条16固定于框架14之上。面板15与密封条16之间采用平面接触，通过紧固螺栓等将面板与密封条压紧达到密封的目的。考虑加工误差及装配误差，此结构只能用于对密封要求不高的场合，对于本系统不宜采用。本系统运行时对密封性要求较高，系统内部的供风区域和回风区域均处于负压状态，且负压状态一般不一致。为降低外界环境与供、回风区域的串风，以及供、回风区域之间的串风，提出了一种密封结构，该密封结构能够有效地解决本系统中的串风问题，具体的技术方案为：
如图9所示，将面板15与密封条16接触的表面加工成波浪状结构，框架14、面板15装配结构中的密封按图10来处理，框架14与密封条16(如聚氨酯橡胶密封条等)采用胶结结构，将密封条16固定于框架14之上。面板15与密封条16之间通过紧固螺栓等将面板与密封条压紧，此时面板与密封条之间形成迷宫密封结构，能够有效地实现面板15与密封条16之间的静密封。而且，面板15与密封条16接触的表面加工成带弧度的波浪状结构，能够有效保护密封条表面不被破坏，能够保证密封条的长寿命使用。另外，当系统长期运行导致密封条材料弹性变差时，面板15与密封条16接触表面形成的迷宫密封结构仍可以较好地实现密封效果。在空气净化过程中，密封性能为系统效果的重要参数，特别针对较大空间，密封更为重要，本方案的设置方式可以运用较大空间的密封。
如图7所示，所述空气质量监测仪8包括空气污染物传感器81、红外传感器82、温湿度传感器83、颗粒物浓度传感器84，所述预警模块10与相应的传感器对应设置。所述空气污染物传感器81包括甲醛浓度检测部、二氧化碳浓度检测部、臭氧检测部、VOC检测部。所述颗粒物浓度传感器84用于检测空气动力学当量直径0.3μm～10μm的粒子的质量浓度。
所述预警模块10包括动力单元11的驱动空转报警、室内颗粒高浓度报警、臭氧高浓度报警、二氧化碳高浓度报警、甲醛高浓度报警、VOC高浓度报警。
所述控制模块6包括工控机、触摸屏、串口服务器，所述工控机用于将所述空气质量监测仪8采集的数据进行存储，根据控制逻辑与采集数据对相应设备进行启动与调节。
其中监控系统的控制方法如下：
所述动力单元11控制逻辑由如下几个条件自动判定动力单元11的转速：
系统根据颗粒物浓度预设为四档，四档设定值(设定值通过操作屏设定)依次递增，一档时使用超静转速，二档时使用低速，三档时使用中速；四档时使用高速。为避免实际颗粒物浓度在两个档位之间来回震荡时导致动力单元11转速档的频繁切换，程序逻辑中引入回差的功能，回差的具体值在操作屏中设定，当探测到颗粒物浓度值突破档位切换值时切换转速档，如果此后颗粒物的浓度值有回到原来切换前的浓度范围内后，暂时不切换转速，当回变的绝对值大于设定的回差值后才再切换回原档位，否则不切换。
系统根据甲醛浓度预设为四档，四档设定值(设定值通过操作屏设定)依次递增，一档时使用超静转速，二档时使用低速，三档时使用中速；四档时使用高速；为避免实际甲醛浓度在两个档位之间来回震荡时导致动力单元11转速档的频繁切换，程序逻辑中引入回差的功能，回差的具体值也可以在操作屏中设定，当程序探测到甲醛浓度值突破档位切换值时切换转速档，如果此后甲醛的浓度值有回到原来切换前的浓度范围内后，暂时不切换转速，当回变的绝对值大于设定的回差值后才再切换回原档位，否则不切换。
系统根据VOC浓度预设为四档，四档设定值(设定值通过操作屏设定)依次递增，一档时使用超静转速，二档时使用低速，三档时使用中速；四档时使用高速；为避免实际VOC浓度在两个档位之间来回震荡时导致动力单元11转速档的频繁切换，程序逻辑中引入回差的功能，回差的具体值也可以在操作屏中设定，当程序探测到VOC浓度值突破档位切换值时切换转速档，如果此后VOC的浓度值有回到原来切换前的浓度范围内后，暂时不切换转速，当回变的绝对值大于设定的回差值后才再切换回原档位，否则不切换。
以上三个条件同时起作用的话，可能会出现不同的条件所确定的转速档位不一致甚至会出现差别很大的情况，为避免上述状况的发生，系统对以上三个条件进行综合判断，取各个条件所确定的转速档中的最高者作为动力单元11最终的运转转速档。
进一步的，空转报警功能包括：系统能实时采集环境温度，因为是用于室内环境，环境间的温度基本都会在35℃以下，不会高于43℃。为防止在长假状态下开启系统后忘记关闭系统，动力单元11长期开启会导致环境温度逐渐升高，因此设定43℃为保护值，如果系统记录到连续2小时以上在43℃以上，会自动停止系统工作，防止继续升温。
进一步的，粒子高浓度预警实施方式为：系统自动检测到0.3μm，1μm，2.5μm，10μm的粒子浓度，根据各种粒子浓度设定不同的报警值，任何一种粒子浓度超过相应的设定值是系统发出预警提醒。
进一步的，臭氧高浓度报警实施方式为：系统的臭氧传感器自动检测室内臭氧浓度，如果超过设定值时，系统会自动发出预警。
进一步的，二氧化碳高浓度报警实施方式为：系统实时监测室内二氧化碳浓度，当浓度超过报警设定值时系统发出预警。
进一步的，甲醛高浓度提醒实施方式为：系统实时监测室内甲醛浓度，当甲醛浓度超过设定值时，系统自动发出预警。
进一步的，VOC高浓度提醒实施方式为：系统实时监测室内VOC浓度，当VOC浓度超过设定值时，系统自动发出预警。
进一步地，第一紫外线杀菌模块205开启和关闭的条件如下：
设定每天1:00-2:00自动开启，但通过红外传感器侦测到有人在室内的时候，程序自动限制第一紫外线杀菌模块205的紫外灯的开启；
系统在自动启动紫外灯杀菌时，如果同时检测到环境中臭氧浓度超过标准规定的上限值时，程序自动停止紫外灯的工作。在没有人员的情况下，自动启动紫外灯杀菌，对第一净化消毒组件200内部俘获的病菌和病毒进行紫外线灭活，避免下次开启时，空气进入第一净化消毒组件200内部造成二次污染。
以上仅为本实用新型创造的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型创造，凡在本实用新型创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，包括处理腔，所述处理腔上设置有回风口(1)、新风口(2)、送风口(3)、排风入口(4)、排风出口(5)；经过新风口(2)的户外空气和经过回风口(1)的室内空气经第一净化消毒组件(200)后从送风口(3)进入室内，室内空气经过排风入口(4)处的第二净化消毒组件(210)后从排风出口(5)处排至户外；所述新风口(2)、回风口(1)到送风口(3)的第一通道(61)内和排风入口(4)到排风出口(5)的第二通道(62)内均设置有驱风装置；所述第一通道(61)和第二通道(62)为隔离状；
所述驱风装置包括驱动机构、两个同轴设置且位于不同通道的风机，两个风机通过一根主轴(13)连接，主轴(13)与驱动机构连接。
2.根据权利要求1所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，所述第一净化消毒组件(200)的周边密封附在靠近新风口(2)和回风口(1)处，所述第二净化消毒组件(210)的周边密封附在排风入口(4)处。
3.根据权利要求1所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，所述第一净化消毒组件(200)包括沿着风向依次设置的第一初效过滤器(201)、微静电模块(202)、活性炭过滤器(203)、第一高效过滤器(204)、第一紫外线杀菌模块(205)。
4.根据权利要求1所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，所述第二净化消毒组件(210)包括沿着风向依次设置的第二初效过滤器(211)、第二高效过滤器(212)和第二紫外线杀菌模块(213)。
5.根据权利要求1所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，所述第一通道(61)内还设置有冷却盘管(102)和电加热管(101)。
6.根据权利要求1所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，所述第二通道(62)的出口处还设置有热冷量回收机构，所述冷量回收机构的输出端位于第一通道(61)内。
7.根据权利要求1所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，所述新风口(2)处还设置有用于调节流量的新风阀(21)和用于净化新风口处空气的新风过滤装置(220)，所述新风过滤装置(220)设置在新风口(2)上。
8.根据权利要求1所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，所述驱动机构包括动力单元(11)和传动单元(12)，所述动力单元(11)通过传动单元(12)驱使所述主轴(13)转动，所述动力单元(11)为电机或柴油机或水力机械或液压，所述传动单元(12)为联轴器或皮带。
9.根据权利要求7所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，还包括设置在室内的空气质量监测仪(8)、控制模块(6)，所述控制模块(6)的各引脚与空气质量监测仪(8)的信号端、新风阀(21)的受控端和动力单元(11)的受控端对应连接。
10.根据权利要求9所述的新风排风一体式空气净化除菌毒系统，其特征在于，所述第一通道(61)的出口内还设置有加湿器(91)，所述空气质量监测仪(8)还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器的信号端、加湿器(91)的受控端与控制模块(6)的相应引脚连接。
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