CN220601713U - 一种适用于室内空间的大气环境净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种适用于室内空间的大气环境净化装置，包括壳体以及从壳体的进风口到出风口依次设置的过滤装置、紫外灯、第一负氧离子发生装置、风机和检测装置；通过过滤装置和紫外灯实现气体的初步过滤及CO₂去除，通过第一负氧离子发生装置提供富负氧离子环境，全面提升密闭空间的大气环境质量，同时通过检测装置进行出口参数采集，从而实现室内空间大气环境的深度净化。

Description

一种适用于室内空间的大气环境净化装置

技术领域

本实用新型涉及大气环境控制技术领域，具体涉及一种适用于室内空间的大气环境净化装置。

背景技术

大气环境是人们生活和工作中最重要的环境之一，良好的空间内空气环境应是一个为大多数空间内成员认可的舒适的环境，同时也能够为空间内人员提供新鲜宜人、激发活力并且对健康无负面影响的高品质空气，以满足人体舒适和健康的需要。

密闭空间是与外界相对隔绝的环境，由于缺少与外界的气体交换，密闭空间内的污染物不能及时排出室外，容易造成累积超标，而新鲜空气也不能正常地进入空间内，严重影响了空间内空气品质。特别是载人航天器、潜艇、地下军事阵地等密闭场所，长期有人员驻留进行任务作业，空间中不但可能会有室内材料释放的异味及有机物、空气中的灰尘及大颗粒物、隐藏在室内角落的各种病菌病毒等，还会有人体代谢产生的毛屑、皮屑和大量的CO₂等，有限空间中的CO₂聚集也会降低气体质量。恶劣的空气环境条件及空气质量会使人们工作效率直线降低，甚至严重威胁着人们的身心健康，已有研究表明，密闭空间恶劣的生存环境，如高湿、高CO₂、异味等对其中作业人员的身心健康产生了不良影响，因此，如何对密闭环境内空气实施深度净化，提升密闭环境内空气质量，是后续研究和应用的重点关注对象，对于提升密闭环境中作业人员能力，具有重大意义。

实用新型内容

为了对密闭环境内的大气环境实现深度净化，本实用新型提出了一种适用于室内空间的大气环境净化装置，所述大气环境净化装置包括壳体以及从所述壳体的进风口到出风口依次设置的过滤装置、紫外灯、第一负氧离子发生装置、风机和检测装置。

优选的，所述过滤装置包括与所述壳体连接的框架和沿送风方向依次设于所述框架内的组合滤芯、CO₂去除层和光触媒分解层。

优选的，所述检测装置包括与所述壳体连接并位于所述出风口的PM2.5传感器、温湿度传感器、CO₂分压传感器和负离子数传感器。

优选的，所述组合滤芯包括沿送风方向依次设于所述框架内的初效滤网、HEPA滤网、吸湿层和活性炭吸附层。

优选的，所述初效滤网为板式滤网。

优选的，所述HEPA滤网的过滤等级等于或高于H13级。

优选的，所述吸湿层包括与所述框架连接的网架和设于所述网架内的吸湿块。

优选的，所述吸湿块的材质包括以下中的一种或多种：变色硅胶、改性分子筛和氯化钙吸附剂。

优选的，所述活性炭吸附层的材质为下述中的一种或多种：木质活性炭、改性果壳活性炭和煤质活性炭。

优选的，所述CO₂去除层2包括与所述框架连接的可拆卸网状框架和设于所述可拆卸网状框架内的一个或多个CO₂固体吸附块。

优选的，所述CO₂固体吸附块的材质包括以下中的一种或多种：LiOH、Ca(OH)₂和钠石灰。

优选的，所述大气环境净化装置还包括控制装置；所述控制装置分别与所述紫外灯、第一负氧离子发生装置、风机和检测装置电连接，用于根据所述检测装置的检测参数对所述第一负氧离子发生装置和风机进行控制。

优选的，所述控制装置包括电源、与所述电源电连接的控制器以及分别与所述电源和控制器电连接的人机交互屏；所述紫外灯、第一负氧离子发生装置、风机和检测装置均分别与所述电源和控制器电连接。

优选的，所述大气环境净化装置还包括布置在密闭空间内的多个第二负氧离子发生装置，所述多个第二负氧离子发生装置13与所述电源12.1电连接，同时与所述控制器12.2通讯连接。

优选的，所述壳体的进风口设有多个，所述过滤装置设有多个，多个所述过滤装置分别位于多个所述进风口处。。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的适用于室内空间的大气环境净化装置，通过过滤装置和紫外灯实现气体的初步过滤及CO₂去除，通过第一负氧离子发生装置提供富负氧离子环境，全面提升密闭空间的大气环境质量，同时通过检测装置进行出口参数检测，从而实现密闭环境内大气环境的深度净化。

附图说明

图1为适用于室内空间的大气环境净化装置的结构示意图；

图2为适用于室内空间的大气环境净化装置的连接关系示意图；

图3为分布式负氧离子发生装置的布局示意图；

附图标记：1、组合滤芯；1.1、初效滤网；1.2、HEPA滤网；1.3、吸湿层；1.4、吸附层；2、CO₂去除层；3、光触媒分解层；4、紫外灯；5、净风室；6、第一负氧离子发生装置；7、风机；8、PM2.5传感器；9、温湿度传感器；10、CO₂分压传感器；11、负离子数传感器；12、控制装置；12.1电源；12.2、控制器；12.3、人机交互屏；13、第二负氧离子发生装置；14、过滤装置；15、检测装置；16、壳体。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合说明书附图对本实用新型的内容做进一步的说明。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1：

本实施例提供一种适用于室内空间的大气环境净化装置，如图1所示，该大气环境净化装置包括壳体16以及从壳体16的进风口到出风口依次设置的过滤装置14、紫外灯4、第一负氧离子发生装置6、风机7和检测装置15。

壳体16由外框架和连接在外框架周围的封包板组成，外框架的形状不限，可以为长方体、圆柱或异型框架。本实施例的外框架采用金属框架如铝合金，外围的封包板采用彩色铝板，轻便耐用，大气环境净化装置的整体为长方体结构,两侧的封包板开设有进风口，顶部的封包板开设有出风口，因此，该大气环境净化装置的送风结构为两侧回风，顶部出风。过滤装置14设置在进风口处，用于回风过滤。过滤装置14根据框架的整体结构可设置一个或多个，推荐数量1-4个。本实施例中，在左右两侧的进风口处各安装一个过滤装置，共两个，左右两侧的过滤装置与前后两侧的封包板围成的空间为净风室5，净风室5正中间垂直安装用于杀毒灭菌的紫外灯4。

过滤装置14由框架和依次连接在框架上的组合滤芯1、CO₂去除层2和光触媒分解层3组成，组合滤芯1、CO₂去除层2和光触媒分解层3均采用可拆卸网状框架固定在外框架上，便于拆卸与更换。

组合滤芯1由初效滤网1.1、HEPA滤网1.2、吸湿层1.3和活性炭吸附层1.4依次排列嵌套组合而成，能够实现任一层拆卸清洗或更换。初效滤网1.1采用单网板式过滤器，可冲洗反复使用。HEPA滤网1.2的过滤等级不低于H13级，本实施例的HEPA滤网1.2采用H13级。吸湿层1.4由板式透气膜网状框架结构及吸湿块组成，吸湿块的材料采用以下中的一种或多种：变色硅胶、改性分子筛、氯化钙吸附剂，本实施例的吸湿层1.4采用变色硅胶，活性炭吸附层1.5的材料采用以下中的一种或多种：木质活性炭、改性果壳活性炭、煤质活性炭，本实施例的活性炭吸附层1.5采用改性果壳活性炭和煤质活性炭复配而成。

CO₂去除层2利用可拆卸网状框架嵌套在组合滤芯1的一侧，由CO₂固体吸附块组成，CO₂固体吸附块采用LiOH、Ca(OH)₂、钠石灰中的一种或多种，本实施例中的CO₂固体吸附块采用LiOH粉末填料，LiOH粉末填料用疏水透气膜袋包装，每包1kg，方便在网状框架中填充与拆卸，每个CO₂去除层2可填充5包LiOH粉末填料。

光触媒分解层3利用可拆卸网状框架嵌套在CO₂去除层2的另一侧。紫外灯4置于净风室5内，杀毒灭菌的同时可起到活化光触媒的作用。同时，HEPA滤网1.2与光触媒分解层3的结合将高效滤网与光触媒催化分解相结合，通过物理截留和光化学灭菌的组合方式实现空气中的微生物的高效去除。

本实用新型的过滤装置将除湿、活性炭吸附与光触媒催化分解相结合，确保对空气中的VOCs(挥发性有机物)等有机污染物的去除净化能力，除湿功能为活性炭对有机物的吸附提供保障，光触媒催化分解完成对所吸附有机物的降解去除，延长活性炭使用寿命同时保证了有机物去除效果。相比其它的过滤结构，本实用新型的过滤装置总体工艺流程更加优化，气体依次通过滤网、吸湿层1.3、活性炭吸附层1.4和CO₂去除层2，有效去除颗粒物、VOCs和CO₂的同时，避免了颗粒物和过量水蒸气对活性炭和CO₂去除剂的影响，能够提升装置的整体性能，延长材料使用寿命。

第一负氧离子发生装置6集成在壳体16内，位于净风室5上部，第一负氧离子发生装置6由负氧离子发生器和离子转换器组成，能够按要求产生生态级负氧离子，出风口释放量大于5000万个/cm³，出风口3m处大于10万个/cm³。

检测装置15包括PM2.5传感器8、温湿度传感器9、CO₂分压传感器10、负离子数传感器11，用于对出风口的各个环境参数进行检测。本实施例中，风机7与PM2.5传感器8、温湿度传感器9、CO₂分压传感器10、负离子数传感器11一起集成安装在壳体16的顶部，用于面积25m²，高度2.5m-4m的密闭空间内，可实现每小时完成换气次数≥4次，CADR(洁净空气量)≥400m³/h。

该大气环境净化装置还设有控制装置12；控制装置12分别与紫外灯4、第一负氧离子发生装置6、风机7和检测装置15电连接，用于根据检测装置15的检测参数对第一负氧离子发生装置6和风机7进行控制。

本实施例中，控制装置12由电源12.1、与电源12.1电连接的控制器12.2以及分别与电源12.1和控制器12.2电连接的人机交互屏12.3组成，紫外灯4、第一负氧离子发生装置6、风机7和检测装置15均分别与电源12.1和控制器12.2电连接。其中，电源12.1和控制器12.2设置在壳体16的底部，分别采用西门子PM207工业电源模块和西门子S7-200 SMARTPLC控制模块。紫外灯4、第一负氧离子发生装置6、风机7、PM2.5传感器、温湿度传感器、CO₂分压传感器、负离子数传感器均分别与电源12.1和控制器12.2电连接，由控制器12.2完成上述部件的供配电控制以及出风口各参数的自动采集和存储，采集频率可在一定时间内自由调节，如可在1s-10min内调节，控制器12.2对风机7和负氧离子发生装置6进行自动控制，能够根据污染情况或按需调节风量大小，按照不同功率多档控制运行，满足不同污染程度和不同净化风量的要求，使各个环境参数达到要求值。本实施例中，大气环境净化装置按照低、中、高3档运行。人机交互屏12.3采用昆仑通态4.3寸彩色触摸屏，安装在装置正面装置整体外形尺寸为400mm(长)×400mm(宽)×1000mm(高)，通过人机交互屏12.3进行各参数监测和显示，以及完成对紫外灯4、第一负氧离子发生装置6、风机7等单机的开关等设置。控制器12.2还能够根据压差参数自动判断组合滤芯1的寿命情况，实施到期更换提醒。

本实施例的大气环境净化装置还设有第二负氧离子发生装置13，第二负氧离子发生装置13布置在密闭空间内的其他区域，分别与电源12.1和控制器12.2电连接。第二负氧离子发生装置13可设置多个，根据密闭环境空间具体布局搁置在四周桌上或挂在四周墙壁上，由可充电电池供电或连接电源持续供电，通过无线传输模块实现与控制器12.2之间的通讯与联动，由此实现远程控制。第二负氧离子发生装置13由负氧离子发生器、离子转换器和送风机构组成，出风口释放量不低于500万个/cm³，本实施例中，第二负氧离子发生装置13设置有4个。分布式负氧离子发生装置可以从整体上提升密闭空间内生态级负氧离子含量，集中式和分布式结合的负离子生成模式的布局如图3所示，该模式能够大幅提升密闭空间大气环境质量。

如图2所示，空气进入该大气环境净化装置后依次经过组合滤芯1、CO₂去除层2、光触媒分解层3后，进入含有紫外灯4的净风室5，利用紫外灯4进行杀菌后，实现气体的初步过滤、CO₂去除以及杀毒灭菌，后经由第一负氧离子发生装置6提升密闭空间的气体质量，提供丰富的生态级负氧离子，由风机7提供气体循环动力排入大气环境，出风口的PM2.5传感器8、温湿度传感器9、CO₂分压传感器10和负离子数传感器11对出口气体的各质量参数进行检测。

该大气环境净化装置针对密闭空间这一特殊应用场景的大气污染源组成及生成特点，在常规过滤、吸附等功能的基础上，叠加除湿、CO₂去除、负离子生成等功能，从颗粒污染物控制、CO₂去除、微生物控制、负氧离子生成等方面提升密闭空间的大气环境质量，为人员活动提供相对更优的大气环境，为密闭空间大气环境提升提供高效、集成和轻量化的解决方案。

该大气环境净化装置解决了密闭空间内高湿、高CO₂的问题，并通过负离子生成创造类似森林氧吧的气体环境，全面改善密闭空间大气环境质量，可应用于航天、航海、地下等全封闭的应用场所，也可以拓展应用于极地、荒漠、孤岛等半封闭的驻所，改善人员驻留所处大气环境，提升人员作业能力。

以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.一种适用于室内空间的大气环境净化装置，其特征在于，所述大气环境净化装置包括壳体(16)以及从所述壳体(16)的进风口到出风口依次设置的过滤装置(14)、紫外灯(4)、第一负氧离子发生装置(6)、风机(7)和检测装置(15)。

2.如权利要求1所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述过滤装置(14)包括与所述壳体(16)连接的框架和沿送风方向依次设于所述框架内的组合滤芯(1)、CO₂去除层(2)和光触媒分解层(3)。

3.如权利要求1所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述检测装置(15)包括与所述壳体(16)连接并位于所述出风口的PM2.5传感器(8)、温湿度传感器(9)、CO₂分压传感器(10)和负离子数传感器(11)。

4.如权利要求2所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述组合滤芯(1)包括沿送风方向依次设于所述框架内的初效滤网(1.1)、HEPA滤网(1.2)、吸湿层(1.3)和活性炭吸附层(1.4)。

5.如权利要求4所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述初效滤网(1.1)为板式滤网。

6.如权利要求4所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述HEPA滤网(1.2)的过滤等级等于或高于H13级。

7.如权利要求4所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述吸湿层(1.3)包括与所述框架连接的网架和设于所述网架内的吸湿块。

8.如权利要求7所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述吸湿块的材质包括以下中的一种或多种：变色硅胶、改性分子筛和氯化钙吸附剂。

9.如权利要求4所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述活性炭吸附层(1.4)的材质为下述中的一种或多种：木质活性炭、改性果壳活性炭和煤质活性炭。

10.如权利要求2所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述CO₂去除层(2)包括与所述框架连接的可拆卸网状框架和设于所述可拆卸网状框架内的一个或多个CO₂固体吸附块。

11.如权利要求10所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述CO₂固体吸附块的材质包括以下中的一种或多种：LiOH、Ca(OH)₂和钠石灰。

12.如权利要求1所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述大气环境净化装置还包括控制装置(12)；所述控制装置(12)分别与所述紫外灯(4)、第一负氧离子发生装置(6)、风机(7)和检测装置(15)电连接，用于根据所述检测装置(15)的检测参数对所述第一负氧离子发生装置(6)和风机(7)进行控制。

13.如权利要求12所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述控制装置(12)包括电源(12.1)、与所述电源(12.1)电连接的控制器(12.2)以及分别与所述电源(12.1)和控制器(12.2)电连接的人机交互屏(12.3)；所述紫外灯(4)、第一负氧离子发生装置(6)、风机(7)和检测装置(15)均分别与所述电源(12.1)和控制器(12.2)电连接。

14.如权利要求13所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述大气环境净化装置还包括布置在密闭空间内的多个第二负氧离子发生装置(13)，所述多个第二负氧离子发生装置(13)与所述电源(12.1)电连接，同时与所述控制器(12.2)通讯连接。

15.如权利要求1所述的大气环境净化装置，其特征在于，所述壳体(16)的进风口设有多个，所述过滤装置(14)设有多个，多个所述过滤装置(14)分别位于多个所述进风口处。