一种具有空气能量回收与利用功能的空气净化系统及方法与流程

本发明涉及领域新风净化空气交换能量回收领域，特别是涉及空气通风换气系统，具体是一种具有空气能量回收与利用功能的空气净化系统及方法。

背景技术：

随着我国经济的高速增长，每年有许多城市受大范围雾霾天气影响，空气质量呈现重度污染状态，多地pm2.5指数爆表，人们对生活质量和环境健康的日益重视，约有8亿人受到影响，空气净化类产品持续热销。

空气净化器是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括pm2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等)，有效提高空气清洁度的产品，空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气；但是一般家庭的空气净化器使用效果单一，室内净化器在封闭的小环境中使用容易让空气中二氧化碳值升高，导致缺氧，影响人体健康和舒适性。而新风净化系统由于需要向室内送新空气同时向室外排出室内空气，产生交换，而目前使用的全热交换器热交换效率低，造成大量的室内能量损失，净化效率慢，用户体验感较差。

热交换就是由于温差而引起的两个物体或同一物体各部分之间的热量传递过程。热交换一般通过热传导、热对流和热辐射三种方式来完成。热对流是指热量通过流动介质，由空间的一处传播到另一处的现象。对流是指液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。对流是液体和气体中热传递的特有方式，气体的对流现象比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的。强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。加大液体或气体的流动速度，能加快对流传热。

当前，新风净化设备主要采用全热交换器，全热交换器的核心器件是全热交换芯体，室内排出的污浊空气和室外送入的新鲜空气既通过传热板交换温度，同时又通过板上的微孔交换湿度，从而达到既通风换气又保持室内温、湿度稳定的效果。这就是全热交换过程，热回收效率约70％，有30％的空气能量从室内排出室外白白浪费掉了。因此，改变现有的空气能量回收方法，提高回收效率，是建筑通风节能的重要研究课题和方向之一。

由于新风系统需要全热交换，受其热回收效率的影响，普通新风系统一般采用的是双向流设计，产品仅提高了室内空气中的含氧量，而对室内空气中粉尘和voc等污染物净化非常慢，是产品的最大缺陷。而单向流的新风系统，主要原理是向室内输送新风，室内形成正压强，将室内的污浊空气挤出室外，没有对室内原有的空气进行净化处理，新风量小、净化效率慢，常常需要24小时不间断开机运行，产品的噪音和耗能是难于攻克。

新风系统是根据在密闭的室内一侧用专用设备向室内送新风，再从另一侧由专用设备向室外排出，在室内会形成“新风流动场”，在送风的同时对进入室内的空气进过滤、灭毒、杀菌、增氧、预热(冬天)，从而满足室内新风换气的需要。按送风方式分单向流新风系统和双向流新风系统；按安装方式分管道式新风系统和无管道新风系统。相对来说管道式新风系统由于工程量大更适合工业或者大面积办公区使用，但由于送风管道清洗困难，使用时间长后容易造成空气的二次污染；而无管道新风系统因为安装方便，越来越受到消费者的认同，广泛应用在家庭、学校、幼儿园和公寓、办公室等场所。

将太阳能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术，是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。充放电控制器是将光伏发电连接到储能蓄电池中的一个关键设备，在光伏发电给蓄电池充电储能是一个将电能转换为化学能过程中，受转换效率的影响，在这个转化过程中蓄电池和充放电控制器都会产生热量，如何应用这些热量是节能降耗的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有技术问题的不足，提供一种具有空气能量回收与利用功能的空气净化系统及方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种具有空气能量回收与利用功能的空气净化系统，包括外壳，外壳上设有新风进风口、室内进风口和室内出风口，所述外壳内设有新风风机、初效滤网、新风净化过滤装置、空气混合能量交换腔、净化同步风机，所述新风风机的进风口与新风进风口连通，所述新风风机的出风口连通新风净化过滤装置的进气口，所述新风净化过滤装置的出气口通过设置在空气混合能量交换腔上的新风出风口与空气混合能量交换腔连通，所述初效滤网设置在新风净化过滤装置的出气口处；所述室内进风口与空气混合能量交换腔连通，室内进风口与空气混合能量交换腔连通处设有初效滤网；所述净化同步风机的进风口与空气混合能量交换腔连通，净化同步风机的出风口与室内出风口连通，所述净化同步风机的进风口与空气混合能量交换腔连通处设有空气净化装置；所述空气混合能量交换腔内设有热回收散热器、与市电连接的市电适配器、与市电适配器连接的充放电控制器、与充放电控制器连接的蓄电池、与蓄电池连接的用于控制整个装置的控制器，以及与控制器连接的传感器箱和数据通信装置，蓄电池为整个装置供电。

进一步，为了使热水手散热器达到更好的换热效果，所述热回收散热器由若干层金属片叠加制成，最好是用铝片。

优选地，所述外壳内还设有强排风机，强排风机的出风口与新风进风口连通，所述强排风机的进风口与室内出风口连通，强排风机的进风口与室内出风口连通处设有电控风阀。如此，能够在室外新风风机和室内净化同步风机停止工作，室内换气风机启动，换气电控风阀打开，室内空气经过室内出风口进入系统，通过新风口迅速排出室外，从而实现室内换气。

优选地，所述新风净化过滤装置为静电除尘装置或hepa复合型除甲醛滤网。

优选地，所述空气净化装置包括依次连接在净化同步风机的出风口的紫外线杀菌装置、臭氧还原滤网、hepa复合型除甲醛滤网。如此，能够将空气送入室内之前再次进行紫外线消毒杀菌、臭氧还原和除甲醛处理，使进入室内的空气更纯净而且含氧量高。

优选地，所述充放电控制器还连接有室外发电装置。如此，即使没有市电的情况下也能通过室外发电装置进行发电从而使整个装置继续运行，只有当室外发电装置不能发电或者发电不足时才使用市电。

优选地，所述外壳内还设有与控制器连接的喇叭。

优选地，所述室外发电装置为太阳能电池板。

一种具有空气能量回收与利用功能的空气净化的方法，所述新风风机启动后将室外新鲜空气通过新风进风口经过新风净化过滤装置和初效滤网处理后送入空气混合能量交换腔内，空气混合能量交换腔内的热回收散热器对充放电控制器和蓄电池在工作运行过程中产生的能量进行回收，从而对从新风进风口流进空气混合能量交换腔内的室外新空气经过热回收散热器进行能量回收与利用，同时经过能量回收利用的室外新空气与从室内进风口流入的室内空气在空气混合能量交换腔内进行混合交换，产生热对流效用，达到升温或降温空气的目的，同时，净化同步风机启动将空气混合能量交换腔内的空气经过紫外线杀菌装置、臭氧还原滤网、hepa复合型除甲醛滤网的净化处理后，通过室内出风口送入室内，从而实现新风与室内空气同步净化和空气能量回收与利用。

与现有技术相比，本发明室外新风净化与室内空气净化可以同步进行，加大了空气净化处理能力，实现了室内、室外空气一起混合交换和同时净化处理，减少了室内能量损扶，与普通分开处理的空气净化设备相比，具有能耗更低、风阻更小、噪音小、净化洁净速度更快、适应工作环境更强的特点；而且由于没有将室内空风排出到室外，能量损失为零，新空气与室内空气同步净化处理，减少了风阻和凝露的产生，加大了室内空气含氧量和净化能力，提高了舒适度，并且实现了能量回收与利用；具有在无须额外增加能源消耗的情况下，可以对充放电控制器和蓄电池在工作运行过程产生的能量进行全部回收利用，实现节能降耗和余热利用，减少室内能量损失和凝露问题。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的外部结构的侧视图；

图3为本发明的内部结构示意图；

图4为本发明的内部结构侧视图；

图5为本发明的热回收散热器的结构示意图；

图6为本发明的室外发电装置的安装示意图；

附图标记：1、外壳；2、室内出风口；3、新风进风口；4、室内进风口；5、新风风机；6、新风净化过滤装置；7、初效滤网；8、强排风机；9、电控风阀；10、喇叭；11、空气混合能量交换腔；12、新风出风口；13、数据通信装置；14、传感器箱；15、蓄电池；16、市电适配器；17、充放电控制器；18、系统控制器；19、紫外线杀菌装置；20、臭氧还原滤网；21、hepa复合型除甲醛滤网；22、净化同步风机；23、热回收散热器；2301、金属片；24、阳台窗户；25、太阳能电池板；26、安防摄像头。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1-5所示的一种具有空气能量回收与利用功能的空气净化系统，包括外壳1，外壳1上设有新风进风口3、室内进风口4和室内出风口2，所述外壳1内设有新风风机5、初效滤网7、新风净化过滤装置6、空气混合能量交换腔11、净化同步风机22，所述新风风机5的进风口与新风进风口3连通，所述新风净化过滤装置6为静电除尘装置或hepa复合型除甲醛滤网，所述新风风机5的出风口连通新风净化过滤装置6的进气口，所述新风净化过滤装置6的出气口通过设置在空气混合能量交换腔11上的新风出风口12与空气混合能量交换腔11连通，所述初效滤网7设置在新风净化过滤装置6的出气口，新风净化过滤装置6用于新风中较大的颗粒状粉尘，该实施例中所用的初效滤网同现有技术中的用于空调系统的初级过滤的初效滤网，主要用于过滤5μm以上尘埃粒子；该实施例中所指的空气混合能量交换腔11实际上是位于外壳内的一个密闭的空间，所述室内进风口4与空气混合能量交换腔11连通，室内进风口4与空气混合能量交换腔11连通处设有初效滤网7；所述净化同步风机22的进风口与空气混合能量交换腔11连通，净化同步风机22的出风口与室内出风口2连通，所述净化同步风机22的进风口与空气混合能量交换腔11连通处设有空气净化装置，具体的，空气净化装置可以为依次连接在净化同步风机22的出风口的紫外线杀菌装置19、臭氧还原滤网20、hepa复合型除甲醛滤网21，其中，该实施例中的紫外线杀菌装置19、臭氧还原滤网20、hepa复合型除甲醛滤网21均使用现有技术的成品即可，能够对进入室内的空气依次进行紫外线消毒杀菌、臭氧还原和除甲醛处理，从而达到新风与室内空气同步净化处理的目的；所述空气混合能量交换腔11内设有热回收散热器23、与市电连接的市电适配器16、与市电适配器16连接的充放电控制器17、与充放电控制器17连接的蓄电池15、与蓄电池15连接的用于控制整个装置的系统控制器18，以及与系统控制器18连接的传感器箱14和数据通信装置13，数据通信装置13可以为3g通信装置或者wifi传输装置，其目的是可以让系统控制器18能够与远程(如手机端或电脑端)连接，可以通过远程控制，发送热回收散热器23可以用若干层金属片叠加制成，组好是用铝片层层叠加制成，其换热效果好，热回收散热器23对充放电控制器17和蓄电池15在工作运行过程中产生的能量进行回收，从而对从新风进风口3流进空气混合能量交换腔11内的室外新空气经过热回收散热器23进行能量回收与利用，同时经过能量回收利用的室外新空气与从室内进风口流入的室内空气在空气混合能量交换腔11内进行混合交换，产生热对流效用，达到升温或降温空气的目的，市电适配器16连接市电后用于给蓄电池15充电，蓄电池15用来为整个装置内的用电负载供电，传感器箱14内可以放置空气质量传感器，空气质量传感器用于采集空气混合能量交换腔11内空气质量信号然后发送至系统控制器18，系统控制器18能够根据需要来判断是否向新风风机5或净化同步风机22或强排风机8和电控风阀9发送控制信号。

本实施例的具有空气能量回收与利用功能的空气净化过程如下：

所述新风风机5启动后将室外新鲜空气通过新风进风口3经过新风净化过滤装置6和初效滤网7处理后送入空气混合能量交换腔11内，室外发电装置(如太阳能发电)所发电力通过导线接入充放电控制器17，再经充放电控制器17升压、降压和稳压后给蓄电池15充电，同时，蓄电池15放电供设备内的用电荷载使用；当室外发电装置停止工作且蓄电池15储电不足时，市电适配器16给蓄电池15充电，充放电控制器17和蓄电池15由于受电阻与电流的影响，在这个过程中，有20-30％的电会流失，并以热的形式散发出来，本发明通过热回收散热器23对散发出来的热量进行回收利用，加温或降温从室外流入的新鲜空气，并在空气混合能量交换腔11内与流入的室内空气进行混合能量交换，产生热对流效用，达到升温或降温空气的目的，从而实现室内能量零损失和能量回收利用的目的，达到节能降耗；同时，净化同步风机22启动将空气混合能量交换腔11内的空气经过紫外线杀菌装置19、臭氧还原滤网20、hepa复合型除甲醛滤网21的净化处理后，通过室内出风口2送入室内，从而实现新风与室内空气同步净化和空气能量回收与利用。

显然，室内的空气循环一端时间后需要向外排出，所述外壳1内还设有强排风机8，强排风机8的出风口与新风进风口3连通，所述强排风机8的进风口与室内出风口2连通，强排风机8的进风口与室内出风口2连通处设有电控风阀9，电控风阀9平时由系统控制器18控制其处于关闭状态。室内换气过程：系统控制器18控制新风风机5和室内净化同步风机22停止工作后，控制强排风机8启动，控制电控风阀9打开，室内空气经过室内出风口2进入强排风机8，通过新风进风口3迅速排出室外。

本实施例中，为了使该装置能够在没有市电的情况下也能够运行，所述充放电控制器17还连接有室外发电装置，如图6所示，所述室外发电装置为太阳能电池板25，太阳能电池板25安装在阳台窗户24下方，阳台窗户24一侧边安装有安防摄像头26，安防摄像头26与系统系统控制器18连接用于监控防盗，利用太阳能发电对整个装置进行供电，大大节省了市电的使用，同时太阳能为清洁能源，能达到节能减排的效果。

本实施例中，为了本发明的装置发生故障时能够及时提示用户，所述外壳1内还设有与系统控制器18连接的喇叭10，喇叭10播放系统防盗报警声音、操作提示音和语音。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。