一种可去除细颗粒物的高效节能空气净化装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种可去除细颗粒物的高效节能空气净化装置，该装置依次排列包括进风段、粗效过滤段、中效过滤段、可开闭的PM2.5净化功能段、风机段、冷却段/加热器段、再热段、加湿段、出风段，可开闭的PM2.5净化功能段，包括架体、高中效或亚高效空气过滤器、转动轴；架体包括垂直方框架、高中效或亚高效空气过滤器承载架、高中效或亚高效空气过滤器固定架。本发明能够根据室内外空气PM2.5浓度，手动或自动切换工作模式，在有效控制室内空气PM2.5污染物浓度的前提下，实现风机系统的节能运行、以及高中效或亚高效空气过滤器的长寿命运行。本装置具有功能多、节能、环保、安全便捷等特点，可适用于民用建筑的集中空调系统。
【专利说明】一种可去除细颗粒物的高效节能空气净化装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高效节能空气净化装置，属于建筑室内环境空气净化领域，尤其涉及一种可去除细颗粒物的高效节能空气净化装置。
【背景技术】
[0002]据环保部在其网上发布的最新统计数据，今年上半年，我国京津冀、长三角、珠三角区域及直辖市、省会城市和计划单列市等74座城市的空气质量不达标天数几乎占到了一半，而其中京津冀地区的污染最为严重，“重度污染”天数高达26%，罪魁祸首就是细颗粒物PM2.5。通常，由于冬季供暖用煤量急剧增加，城市空气质量污染严重、灰霾天频发；但今年出乎意料的是进入夏季后，PM2.5、臭氧等污染物的浓度仍然较高，6月份74个城市的空气质量每3天就有I天超标，其中，京津冀地区重度污染以上天次高达21.2%。
[0003]大气污染严重问题、特别是细颗粒物PM2.5浓度超标严重问题已成为公众高度关注的环境问题。大气污染的本质是经济发展模式、产业结构及能源结构不合理，多种污染物集中大量排放，城市交通快速发展、机动车尾气大量排放，并长期积累到一定阶段的必然产物，其反映为PM2.5浓度的严重超标。PMlO和PM2.5都是对大气中颗粒物大小的描述，已有研究证实，大气颗粒物越小对人们的健康危害可能越大。因此灰霾污染和PM2.5不仅是环境问题，更是经济问题和公共卫生问题。
[0004]大气污染严重危害建筑室内人体健康的影响。大量研究结果表明，当大气污染严重时，室内外颗粒物浓度水平之间存在密切的相关性，室内颗粒物浓度变化大部分由室外引起，即室外颗粒物是室内污染的主要来源。另外，对于人员密集的大型公共建筑(例如，办公楼、宾馆(酒店)、商店、医院等建筑)，为了确保人体必要的O2和通风环境，利用空调新风系统将室外新风引入室内是目前大型公共建筑普遍采用的通风换气方式。目前，公共建筑大量采用的空调新风系统，通常是通过空气处理机组从室外引取新风，经过一级粗效过滤后，与来自室内的回风混合、再经过一级中效过滤，然后冷/热处理后送到室内。常规空气处理机组是一多功能段组合，如图1所示为常规空气处理机组各功能段示意图，空气处理机组包括进风段、粗效过滤段、中效过滤段、风机段、冷却段/加热段、再热段、加湿段、出风段；在这个空气处理过程中，虽然有粗效、中效两级空气过滤器过滤被室外新风裹挟的颗粒物(包括来自室内回风的颗粒物)，但目前市场销售的粗、中效空气过滤器对细颗粒物PM2.5的过滤效率都较低；当大气污染严重时例如雾霾天气，现有的空调新风系统在引入室外新风的同时、室外大气中PM2.5也随之进入空调房间，空调机组成为了传播、扩散PM2.5污染物的媒介。
[0005]为了应对雾霾天气、确保引入室内新风的空气质量，目前民用建筑采用的应对措施是在空气处理机组内增设效率较高的高中效或亚高效空气过滤器。但由于空气过滤器的过滤效率越高、机组的空气阻力随之增大，致使空气处理机组的空气处理量下降、机组能耗上升。显然，在室外内空气质量较好的情况下，也长期让高中效或亚高效空气过滤器处于工作状态，既不利于空调新风系统节能、也造成运行成本和资源的无谓浪费。为此经过研发、测试及改良，本发明提出一种可去除细颗粒物(PM2.5、PMlO)的高效节能空气净化装置，该装置可应用在集中空调通风系统上、也可用于其它空气净化系统中，以提高系统应对室外大气污染严重天气PM2.5、PMlO等细颗粒物对室内空气环境污染影响的防御能力。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种可去除细颗粒物的高效节能空气净化装置，其包括依次排列的进风段、初效过滤段、中效过滤段、可开闭的PM2.5净化功能段、风机段、冷却段/加热器段、再热段、加湿段、出风段；其中可开闭的PM2.5净化功能段包括架体、高中效或亚高效空气过滤器、转动轴，并将其安装在中效过滤段之后；架体包括垂直方框架、高中效或亚高效空气过滤器承载架、高中效或亚高效空气过滤器固定架；高中效或亚高效空气空气过滤器安装在闻中效或亚闻效空气过滤器固定架上；闻中效或亚闻效空气过滤器固定架安装在闻中效或亚闻效空气过滤器承载架上；闻中效或亚闻效空气过滤器固定架与闻中效或亚高效空气过滤器承载架可绕转动轴实现90°范围内的转动；垂直方框架与转动轴一起固定在空气处理机的机架上；垂直方框架与高中效或亚高效空气过滤器承载架可以实现相互配合；带动高中效或亚高效空气过滤器承载架绕转动轴转动的为动力机构；可开闭的PM2.5净化功能段可以通过智能型自控系统实现对工作模式的控制；该装置可根据室内外空气中PM2.5细颗粒物浓度的大小调节运行方式，在有效保证送入室内空气质量的前提下，实现风机系统的节能运行、以及高中效或亚高效空气过滤器的长寿命运行。
[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种可去除细颗粒物的高效节能空气净化装置，与常规空气处理机组相比，本发明增设了可开闭的PM2.5净化功能段。
[0008]可开闭的PM2.5净化功能段根据空气处理机组处理的空气来源不同，本装置适用于带回风的空气处理机组和不带回风的新风处理机组；空气处理机组在正常使用情况下(室外空气质量较优或进入空气处理机组的空气质量较优时)，将可开闭的PM2.5净化功能段置于与空气流动方向平行的开启状态，空气不需高中效或亚高效空气过滤器处理，此时的空气处理机组工作状况为工作模式“ I ”；这种工况下，由于进入空气处理机组的空气PM2.5浓度在允许标准以下，无需高中效或亚高效空气过滤器处理，将可开闭的PM2.5净化功能段开启，减少机组空气流动阻力和PM2.5净化功能段不必要的负载，机组可实现节能运行；当室外空气质量较差(雾霾天)或进入空气处理机组的空气污染较重时，将可开闭的PM2.5净化功能段置于与空气流动方向垂直的闭合状态，空气中的PM2.5污染物在流经高中效或亚高效空气过滤器过程中被有效过滤处理，此时的空气处理机组工作状况为工作模式“ II”，这种工况下，送风中的PM2.5浓度符合空气质量要求。
[0009]带开闭功能的动力机构可以采用齿轮、齿条机构传动，齿轮与主动轴相连，齿条与齿轮啮合，并带动高中效或亚高效空气过滤器承载架体转动，达到PM2.5净化功能段的开启、闭合；动力机构也可以采用链轮、链条机构传动，则链轮与主动轴相连，而链条与链轮啮合，并带动高中效或亚高效空气过滤器承载架体转动，达到PM2.5净化功能段的开启、闭
入
口 ο
[0010]可开闭的PM2.5净化功能段通过安装在室内的颗粒物浓度测试仪13判断流入室内空气质量，当流入室内空气质量为优良状态时机组运行在模式“ I ”，当流入空气质量不达标时机组自动切换到模式“ II ” ；通过安装于室外的颗粒物浓度测试仪判断室外空气质量，当流入室外空气质量为优良状态时机组运行在模式“ I ”，当流入室外空气质量不达标时机组自动切换到模式“ II”。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为常规空气处理机组各功能段示意图。
[0012]图2为可开闭的PM2.5净化功能段在闭合(工作)状态下的空气处理机组各功能段示意图。
[0013]图3为可开闭的PM2.5净化功能段在开启(未工作)状态下的空气处理机组各功能段示意图。
[0014]图4为可开闭的PM2.5净化功能段的空气处理机组控制原理图。
[0015]图中:1、进风段，2、初效过滤段，3、过渡段，4、中效过滤段，5、风机段，6、表冷/加热器段，7、再热段，8、加湿段，9、出风段，10、可开闭的PM2.5净化功能段，11、架体，12、高中效或亚高效空气过滤器，111、垂直方框架，112、高中效或亚高效空气过滤器承载架，113、高中效或亚高效空气过滤器固定架，114、转动轴，13、室内颗粒物浓度测试仪，14、室外颗粒物浓度测试仪。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0017]如图2所示为可开闭的PM2.5净化功能段在闭合(工作)状态下的空气处理机组各功能段示意图，图3为可开闭的PM2.5净化功能段在开启(未工作)状态下的空气处理机组各功能段示意图，该装置依次排列包括进风段1、初效过滤段2、中效过滤段4、可开闭的PM2.5净化功能段10、风机段5、冷却段/加热器段6、再热段7、加湿段8、出风段9 ;其中可开闭的PM2.5净化功能段10，包括架体11、高中效或亚高效空气过滤器12、转动轴114，且安装在中效过滤段4之后；架体11包括垂直方框架111、高中效或亚高效空气过滤器承载架112、高中效或亚高效空气过滤器固定架113 ;高中效或亚高效空气过滤器12安装在高中效或亚高效空气过滤器固定架113上；高中效或亚高效空气过滤器固定架113安装在高中效或亚高效空气过滤器承载架112上；高中效或亚高效空气过滤器固定架113与高中效或亚高效空气过滤器承载架112可绕转动轴114实现90°范围内的转动；垂直方框架111与转动轴114 一起固定在空气处理机的机架上；垂直方框架111与高中效或亚高效空气过滤器承载架112可以实现相互配合；带动高中效或亚高效空气过滤器承载架112绕转动轴114转动的为动力机构；可开闭的PM2.5净化功能段可以通过智能型自控系统实现对工作模式的控制；该装置可根据室内外空气中PM2.5细颗粒物浓度的大小调节运行方式，在有效保证送入室内空气质量的前提下，实现风机系统的节能运行、以及高中效或亚高效空气过滤器的长寿命运行。
[0018]可开闭的PM2.5净化功能段10根据空气处理机组处理的空气来源不同，本装置适用于带回风的空气处理机组和不带回风的新风处理机组；空气处理机组在正常使用情况下(室外空气质量较优或进入空气处理机组的空气质量较优时)，将可开闭的PM2.5净化功能段10置于与空气流动方向平行的开启状态，空气不需高中效或亚高效空气过滤器12处理，此时的空气处理机组工作状况为工作模式“ I ”；这种工况下，由于进入空气处理机组的空气PM2.5浓度在允许标准以下，无需高中效或亚高效空气过滤器处理，将可开闭的PM2.5净化功能段10开启，减少机组空气流动阻力和PM2.5净化功能段不必要的负载，机组可实现节能运行；当室外空气质量较差(雾霾天)或进入空气处理机组的空气污染较重时，将可开闭的PM2.5净化功能段10置于与空气流动方向垂直的闭合状态，空气中的PM2.5污染物在流经高中效或亚高效空气过滤器12过程中被有效过滤处理，此时的空气处理机组工作状况为工作模式“ II”，这种工况下，送风中的PM2.5浓度符合空气质量要求。
[0019]带开闭功能的动力机构可以采用齿轮、齿条机构传动，齿轮与主动轴相连，齿条与齿轮啮合，并带动高中效或亚高效空气过滤器承载架体112转动，达到PM2.5净化功能段10的开启、闭合；动力机构也可以采用链轮、链条机构传动，则链轮与主动轴相连，而链条与链轮啮合，并带动高中效或亚高效空气过滤器承载架体112转动，达到PM2.5净化功能段10的开启、闭合。
[0020]如图4所示为可开闭的PM2.5净化功能段的空气处理机组智能型自动控制原理图，可开闭的PM2.5净化功能段10通过安装在室内的颗粒物浓度测试仪13判断空气质量，当流入室内空气质量为优良状态时机组运行在模式“ I ”，当流入室内空气质量不达标时机组自动切换到模式“ II ”;机组通过安装于室外的颗粒物浓度测试仪14判断流入室外空气质量，当流入室外空气质量为优良状态时机组运行在模式“ I ”，当流入室外空气质量不达标时自动切换到模式“ II”。
【权利要求】
1.一种可去除细颗粒物的高效节能空气净化装置，其特征在于:该装置依次排列包括进风段(I)、初效过滤段(2)、中效过滤段(4)、可开闭的PM2.5净化功能段(10)、风机段(5)、冷却段/加热器段(6)、再热段(7)、加湿段(8)、出风段(9);其中可开闭的PM2.5净化功能段(10)，包括架体(11 )、高中效或亚高效空气过滤器(12)、转动轴(114)，且安装在中效过滤段(4)之后；架体(11)包括垂直方框架(111)、高中效或亚高效空气过滤器承载架(112)、高中效或亚高效空气过滤器固定架(113);高中效或亚高效空气过滤器(12)安装在高中效或亚高效空气过滤器固定架(113)上；高中效或亚高效空气过滤器固定架(113)安装在高中效或亚高效空气过滤器承载架(112)上；高中效或亚高效空气过滤器固定架(113)与高中效或亚高效空气过滤器承载架(112)可绕转动轴(114)实现90°范围内的转动；垂直方框架(111)与转动轴(114) 一起固定在空气处理机的机架上；垂直方框架(111)与高中效或亚高效空气过滤器承载架(112)可以实现相互配合；带动高中效或亚高效空气过滤器承载架(112)绕转动轴(114)转动的为动力机构；可开闭的PM2.5净化功能段(10)可以通过智能型自控系统实现对工作模式的控制。
2.根据权利要求1所述的一种可去除细颗粒物的高效节能空气净化装置，其特征在于:可开闭的PM2.5净化功能段(10)根据空气处理机组处理的空气来源不同，适用于带回风的空气处理机组和不带回风的新风处理机组；空气处理机组在正常使用情况下，将可开闭的PM2.5净化功能段(10)置于与空气流动方向平行的开启状态，空气不需高中效或亚高效过滤段(12)处理，此时的空气处理机组工作状况为工作模式“ I ”;这种工况下，由于进入空气处理机组的空气PM2.5浓度在允许标准以下，无需高中效或亚高效过滤段处理，将可开闭的PM2.5净化功能段(10)开启，减少机组空气流动阻力和PM2.5净化功能段不必要的负载；当室外空气质量较差或进入空气处理机组的空气污染较重时，将可开闭的PM2.5净化功能段(10)置于与空气流动方向垂直的闭合状态，空气中的PM2.5污染物在流经高中效或亚高效空气过滤器(12)过程中被有效过滤处理，此时的空气处理机组工作状况为工作模式“ II”。
3.根据权利要求1所述的动力机构，其特征在于:动力机构可以采用齿轮、齿条机构传动，齿轮与主动轴相连，齿条与齿轮啮合，并带动高中效或亚高效空气过滤器承载架体(112)转动，达到PM2.5净化功能段(10)的开启、闭合；动力机构也可以采用链轮、链条机构传动，则链轮与主动轴相连，而链条与链轮啮合，并带动高中效或亚高效空气过滤器承载架体(112 )转动，达到PM2.5净化功能段(10 )的开启、闭合。
4.根据权利要求1所述的智能型自控系统，其特征在于:可开闭的PM2.5净化功能段(10)通过安装在室内的颗粒物浓度测试仪(13)判断空气质量，当流入室内空气质量为优良状态时机组运行在模式“ I ”，当流入室内空气质量不达标时机组自动切换到模式“ II”;机组通过安装于室外的颗粒物浓度测试仪(14)判断流入室外空气质量，当流入室外空气质量为优良状态时机组运行在模式“ I ”，当流入室外空气质量不达标时自动切换到模式“ II”。
【文档编号】F24F3/16GK103743006SQ201310689318
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】陈超, 谢光亚, 王清勤, 赵力, 曹国庆, 路宾, 田小虎, 王平, 万亚丽, 王亚峰 申请人:北京工业大学, 中国建筑科学研究院