一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统及应用其进行空气净化的方法与流程

本发明的中央空调超细颗粒净化装置，属于空气净化技术领域，具体涉及一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统及应用其进行空气净化的方法。

背景技术：

大气颗粒物按其空气动力学直径可分为3类：粗颗粒物。（<10μm）、细颗粒物（<2.5μm）、超细颗粒物（<0.1μm）。

pm2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，有时也被称作入肺颗粒物。我们日常常见的雾霾天气大多数情况下就是由pm2.5造成的。虽然pm2.5在大气中的含量极少，但是，由于质量小，携带病毒及有害物质时间长、传输渠道多样、移动距离较远、对人体造成的危害较大。

pm2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死。老人、小孩以及心肺疾病患者是pm2.5污染的敏感人群。

如果空气中pm2.5的浓度长期高于10微克/立方米，死亡风险就开始上升。浓度每增加10微克/立方米，总的死亡风险就上升4%，得心肺疾病的死亡风险上升6%，得肺癌的死亡风险上升8%。研究显示，pm2.5浓度越高，呼吸系统病症和心血管病的发病率也同步增高。

pm2.5是天气阴霾的主要原因，由于室外空气中雾霾的存在和不易扩散，室内空气同样不可避免的受到影响，特别是在中央空调系统的环境中。雾霾天时，由于室内人的活动和与室外的空气交换，室内空气中的pm2.5的浓度往往大大高于10微克/立方米的安全标准。

为了降低中央空调系统环境中室内空气的pm2.5的浓度，空气处理技术领域的专家们提出多种的技术手段用于净化空气，例如安装静电除尘、高效过滤器、或多重过滤介质和静电除尘并用。

但通过静电除尘处理过的空气中一般含有带电粒子对人体危害大，因此不建议使用静电除尘方式处理室内空气中的细颗粒物，一般倾向于采用物理过滤的方式去除室内空气中的细颗粒物。目前最有效的物理过滤采用高效过滤网如heap对可吸入颗粒物可以达到99%以上的去除率；如公开号为cn105910266a、名称为：“具有远程控制功能的空调空气净化系统”的中国专利申请，其提供了一种具有远程控制功能的空调空气净化系统，包含进风装置、出风装置、风道、空气过滤装置、空调装置和远程控制装置，其中，所述的空气过滤装置布置在风道中，用于对空气进行过滤；所述出风装置包括出风口和离心通风机，离心通风机安装在空气过滤装置之后、出风口之前，因此，每次中央空调系统的循环过程中，风道中所有的空气须全部经过所述的空气过滤装置后再由离心通风机送到出风口送出，为了过滤超细颗粒，所述空气过滤装置通常都要用到与hepa等级相当的空气过滤装置，所述空气过滤装置的风阻将大大增加。为了不影响中央空调的风量和其他性能，相应地该离心通风机的功率须大幅提升，从而大大增加空调系统的能耗成本及噪音，不利于节能减排，虽然其对超细颗粒物的一次降解率比较高，但是以牺牲系统的投资成本和能耗为代价的。

因此，需要一种既能有效降低室内空气的pm2.5浓度，又节能的中央空调系统来满足实际需要。。

技术实现要素：

本发明的目的一是提供一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统，对中央空调系统中待处理空气的超细颗粒物进行降解，既能有效降低中央空调系统环境中室内空气的pm2.5浓度，使其尽快下降到安全值范围内，提高空气质量，促进健康，又高效节能的中央空调系统。

本发明提供三种实现此发明目的技术方案。

技术方案一：一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统，其特征在于：包含中央空调系统和超细颗粒净化装置，所述超细颗粒净化装置安装在中央空调系统的风道中，包含风机、带进风口和出风口的净化腔和超细颗粒过滤装置，所述超细颗粒过滤装置安装在净化腔的进风口处，风机安装在净化腔的出风口处，所述风机的出风方向朝向风道的下游端，所述超细颗粒净化装置所在位置的风道的横截面被所述超细颗粒净化装置部分遮挡并留有气流通道用于空气流通。

为了更好的技术效果，本发明目的一的技术方案一还可以具体为以下技术特点：

1.所述超细颗粒净化装置包含若干个超细颗粒净化单元模块，每个超细颗粒净化单元模块包含风机、带进风口和出风口的净化腔和超细颗粒过滤装置，所述超细颗粒过滤装置安装在净化腔的进风口处，风机安装在净化腔的出风口处，所述风机的出风方向朝向风道的下游端。

2.进一步地，所述超细颗粒净化装置的风机的出风方向与风道中的风向平行。

3.进一步地，相邻的超细颗粒净化单元模块之间有间距构成气流通道用于空气流通。

4.所述超细颗粒净化装置分布在中央空调系统的主风道中。

5.进一步地，所述中央空调超细颗粒净化装置分布在中央空调系统的风道中临近空调系统的送风口处。

6.所述净化腔包含相对分布的第一端面、第二端面和连接两个端面的侧面，所述净化腔的第一端面上设置进风口，第二端面上设置出风口，所述第一端面、第二端面、侧面和过滤装置的接缝处密封，所述风机安装在净化腔的第二端面上。

7.进一步地，所述净化腔的侧面也设置进风口。

8.所述风机为轴流式风机。

9.所述超细颗粒过滤装置为hepa高效过滤器。

10.所述超细颗粒过滤装置包含用于滤除颗粒直径0.1~2.5微米的颗粒的滤网。

11.所述超细颗粒过滤装置包含用于滤除颗粒直径0.3~2.5微米的颗粒的滤网。

12.进一步地，所述超细颗粒过滤装置包含活性炭滤网。

技术方案二：

一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统，包含中央空调系统和若干个超细颗粒净化装置，所述超细颗粒净化装置安装在中央空调系统的风道末端的送风口处，所述超细颗粒净化装置仅部分遮挡送风口并留有气流通道，所述超细颗粒净化装置包含风机、带进风口和出风口的净化腔和超细颗粒过滤装置，所述超细颗粒过滤装置安装在净化腔的进风口处，风机安装在净化腔的出风口处，所述风机的出风口镶嵌在送风口中或贴近送风口的位置，出风方向与其所在的送风口的出风方向相同。

为了更好的技术效果，本发明目的一的技术方案二还可以具体为以下技术特点：

1.所述超细颗粒净化装置包含若干个超细颗粒净化单元模块，每个超细颗粒净化单元模块包含风机、带进风口和出风口的净化腔和超细颗粒过滤装置，所述超细颗粒过滤装置安装在净化腔的进风口处，风机安装在净化腔的出风口处，所述风机出风方向与其所在的送风口的开口方向垂直。

2.进一步地，所述净化腔包含相对分布的第一端面、第二端面和连接两个端面的侧面，所述净化腔的第一端面上设置进风口，第二端面上设置出风口，所述第一端面、第二端面、侧面和过滤装置的接缝处密封，所述风机安装在净化腔的第二端面上。

3.进一步地，所述净化腔的侧面也设置进风口。

4.所述风机为轴流式通风机。

技术方案三：

一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统，其特征在于：包含中央空调系统和超细颗粒净化装置，所述超细颗粒净化装置安装中央空调系统中除风道和送风口以外的风场中,包含风机、带进风口和出风口的净化腔和超细颗粒过滤装置，所述超细颗粒过滤装置安装在净化腔的进风口处，风机安装在净化腔的出风口处，所述风机的出风方向朝向风场的下游端，所述超细颗粒净化装置所在位置的风场的横截面被所述超细颗粒净化装置部分遮挡并留有气流通道用于空气流通。

本发明目的二是提供一种应用本发明目的一技术方案所述的中央空调系统进行空气净化的方法，其技术方案可有以下两种：

应用目的一的技术方案所述的中央空调系统进行空气净化的方法，其特征在于：其空气净化过程具体包含以下步骤：

（1）开启中央空调和超细颗粒净化装置，待处理空气由中央空调的进风口进入风道；

（2）待处理空气沿风道往出风口行进，到达超细颗粒净化装置或超细颗粒净化装置组所在位置时，由于超细颗粒净化装置内的风机工作产生的负压，待处理空气被超细颗粒净化装置上的过滤装置过滤后吸入净化腔，待处理空气中超细颗粒被过滤装置拦截，再由超细颗粒净化装置内的风机排出净化后的空气到风道中，如此达到部分去除待处理空气中超细颗粒的效果；

（3）利用中央空调系统对气体的循环处理作用，使气体多次流经风道并经过所述超细颗粒净化装置，待处理空气中超细颗粒不断被消除，经中央空调系统多次循环后，使待处理空气中超细颗粒的含量下降到安全值范围内；

（4）此后通过中央空调系统对空间内气体的循环处理，使气体中超细颗粒的含量保持在安全值范围内。

应用本发明目的一的技术方案所述的中央空调系统进行空气净化的方法，其特征在于：沿中央空调系统的风道设置多级超细颗粒净化装置，其空气净化具体包含以下步骤：

（1）开启中央空调和超细颗粒净化装置，待处理空气由中央空调的进风口进入风道；

（2）待处理空气沿风道往出风口行进，到达超细颗粒净化装置或超细颗粒净化装置组所在位置时，由于超细颗粒净化装置内的风机工作产生的负压，待处理空气被超细颗粒净化装置上的过滤装置过滤后吸入净化腔，待处理空气中超细颗粒被过滤装置拦截，再由超细颗粒净化装置内的风机排出净化后的空气，如此达到部分去除待处理空气中超细颗粒的效果；

（3）在空气到达每级超细颗粒净化装置时进行步骤（2），达到进一步部分去除待处理空气中超细颗粒的效果；

（4）利用中央空调系统对气体的循环处理作用，使气体多次流经所述超细颗粒净化装置，待处理空气中超细颗粒不断被消除，经中央空调系统多次循环后，使待处理空气中超细颗粒的含量下降到安全值范围内;

（5）此后通过中央空调系统对空间内气体的循环处理，使气体中超细颗粒的含量保持在安全值范围内。

应用本发明的一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统及应用其进行空气净化的方法具有以下优点：

（1）通过若干小功率风机结合等量的小面积的高效过滤器组成自带风机的超细颗粒净化模块或装置，并且不完全遮挡中央空调的风道或送风口而留有气流通道，使每次中央空调系统的循环过程仅有部分空气经过超细颗粒净化模块，有效克服风阻且不影响系统的风量，由多个中央空调超细颗粒净化模块分别对待处理空气中的超细颗粒进行部分净化并结合中央空调系统的空气循环特性，达到有效去除空气中超细颗粒的效果；

（2）多个小风机的叠加功率远小于在现有中央空调系统装设一个与风道截面积相当的大面积的高效过滤器需要增加的电机功率，从而显著降低能耗、电机的成本和高效过滤器成本；

（3）多个小型高效过滤器的投资成本也低于一个大面积的高效过滤器；

（4）多个小风机的噪音也远小于在现有中央空调系统装设高效过滤器配套的大型风机的噪音；

（5）可在中央空调的风道中沿风向装设多组中央空调超细颗粒净化模块，进行递进式处理，进一步提高中央空调系统的一次去除率，缩短净化时间；

（6）所属超细颗粒净化装置分布在中央空调的风道的横断面上，所述中央空调超细颗粒净化装置最大可以做到五面进风，其总的进风面叠加可以与在风道的横断面直接设置大面积的高效过滤器的面积相当甚至更大，因此，采用本发明的中央空调超细颗粒净化模块的中央空调系统能够显著提升超细颗粒的一次去除率，缩短降解时间；

（7）采用模块化设计，单个模块体积小、重量轻，使设备易于生产、安装和维护；

（8）采用模块化设计，每个中央空调超细颗粒净化模块配置一个独立的风机，可以根据实际需要选择开启或关停部分模块，节约能源和延长设备寿命；

（9）采用模块化设计，当部分超细颗粒净化模块故障时不影响系统的正常运行，仍然可以降解去除中央空调系统中超细颗粒的效果；

（10）本发明中央空调超细颗粒净化装置分布在中央空调的风道中，通过模块内的风机的吸力，将超细颗粒吸入净化腔中进行去除，也可以防止中央空调系统运行过程中固体颗粒物沉积在风道中，解决现有中央空调系统，中一直存在的风道积尘清洁的技术问题，达到清洁风道、消除中央空调二次污染的技术效果。

附图说明：

图1是本发明目的一的一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统的第一个实施例的结构示意图

图2是图1所示的中央空调系统中的超细颗粒净化模块的立体图

图3是图2所示的超细颗粒净化模块的主视图

图4是图1所示超细颗粒净化模块的主视图中央空调超细颗粒净化模块

图5是本发明目的一的一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统的第二个实施例的结构示意图

图中，1为中央空调系统，101为中央空调进风口，102为中央空调送风口，103为中央空调风道，104为粗效过滤器，105为蒸发器，106为中央空调外机，107、108为风道的横断面，109为气流通道。

200为超细颗粒净化装置，2为超细颗粒净化单元模块，21为风机，22为净化腔，23为超细颗粒过滤装置，221为净化腔第一端面，222为净化腔第二端面，223为净化腔的侧面，3为超细颗粒净化模块安装板。

具体实施方式：

以下结合附图1-5对本发明的两个实施例进行详细说明。

实施例一：

以下结合附图1-4对本发明目的一的第一个实施例进行详细描述。

如图1-4所示，本发明目的一的技术方案一所述的一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统，包含中央空调系统1和超细颗粒净化装置200，所述超细颗粒净化装置200安装在中央空调系统的主风道103中，所述超细颗粒净化装置200的出风方向朝向中央空调的风道103的下游端。本实施例中所述超细颗粒净化装置200包含若干个超细颗粒净化单元模块2，所述超细颗粒净化装置2所在位置的风道的横截面107、108被所述超细颗粒净化装置部分遮挡，并留有气流通道109用于空气流通，每个超细颗粒净化单元模块2包含风机21、带进风口和出风口的净化腔22和超细颗粒过滤装置23，所述超细颗粒过滤装置23安装在净化腔22的进风口处，风机21安装在净化腔22的出风口处，所述风机21的出风方向朝向中央空调的风道103的下游端；本实施例中，所述风机为轴流式风机。实际应用中可以为离心式风机或其他形式的风机。

所述净化腔22包含相对分布的第一端面221、第二端面222和连接两个端面的侧面223，所述净化腔的第一端面221和侧面22设置进风口，第二端面上设置出风口，所述第一端面、第二端面、侧面和过滤装置的接缝处密封，所述风机21安装在净化腔22的第二端面上的出风口处。本实施例中，所述第一端面朝向风道的上游端，第二端面朝向风道的下游端，所述第一端面和侧面均为网孔板，网孔板上的网孔作为净化腔的进风口，第二端面222向外延伸作为超细颗粒净化单元模块的安装板3使用。

如图1中所示，优选地，风机21的出风方向与风道中的风向平行。

如图1中所示，优选地，相邻的超细颗粒净化单元模块2之间有间距构成气流通道109用于空气流通。

优选地，实际应用中，可以将所述中央空调超细颗粒净化装置分布在中央空调系统的风道中临近空调系统的出风口处。这样更接近出风口，使排出的空气中颗粒物含量更低，空气质量更好。

优选地，所述超细颗粒过滤装置23为hepa高效过滤器。

优选地，所述超细颗粒过滤装置23包含用于滤除颗粒直径0.1~2.5微米的颗粒的滤网。

优选地，所述超细颗粒过滤装置23包含用于滤除颗粒直径0.3~2.5微米的颗粒的滤网。

优选地，超细颗粒过滤装置23还包含活性炭滤网。

实际应用中，沿中央空调系统的风道或风场内可以设置一级或多级超细颗粒净化装置，当设置多级超细颗粒净化装置时，在空气到达每级超细颗粒净化装置时都能被去除部分超细颗粒，达到进一步部分去除待处理空气中超细颗粒的效果，提高一次去除率。

实施例二：

以下结合附图5对本发明目的一的第二个实施例进行详细描述。

如图5所示，一种应用超细颗粒净化装置的中央空调系统，包含中央空调系统1和若干个超细颗粒净化装置200，所述超细颗粒净化装置200安装在中央空调系统的风道末端的送风口102处，所述超细颗粒净化装置200仅部分遮挡送风口102并留有气流通道109，所述超细颗粒净化装置包含风机21、带进风口和出风口的净化腔22和超细颗粒过滤装置23，所述超细颗粒过滤装置23安装在净化腔的进风口处，风机21安装在净化腔的出风口处，所述风机21的出风口镶嵌在送风口中或贴近送风口的位置，出风方向与其所在的送风口的出风方向相同。

本实施例中所述超细颗粒净化装置200包含一个超细颗粒净化单元模块2，所述超细颗粒净化单元模块2包含风机21、带进风口和出风口的净化腔22和超细颗粒过滤装置23，所述超细颗粒过滤装置23安装在净化腔22的进风口处，风机21安装在净化腔22的出风口处，所述风机21的出风方向朝向送风口；本实施例中，所述风机为轴流式风机。

所述净化腔22包含相对分布的第一端面221、第二端面222和连接两个端面的侧面223，所述净化腔的第一端面221和侧面22设置进风口，所述第一端面、第二端面、侧面和过滤装置的接缝处密封，所述风机安装在净化腔的第二端面上。本实施例中，所述第一端面和侧面均为网孔板，网孔板上的网孔作为净化腔的进风口，第二端面222向外延伸作为超细颗粒净化单元模块的安装板3使用。所述风机21为轴流式通风机。

实际应用中，各送风口处的超细颗粒净化装置200也可包含多个超细颗粒净化单元模块。

如图1和图5所示，本发明实施例提供的应用目的一的应用超细颗粒净化装置的中央空调系统进行空气净化的方法，其空气净化过程具体包含以下步骤：

（1）开启中央空调和超细颗粒净化装置，待处理空气由中央空调的进风口进入风道；

（2）待处理空气沿风道往出风口行进，到达超细颗粒净化装置或超细颗粒净化装置组所在位置时，由于超细颗粒净化装置内的风机工作产生的负压，待处理空气被超细颗粒净化装置上的过滤装置过滤后吸入净化腔，待处理空气中超细颗粒被过滤装置拦截，再由超细颗粒净化装置内的风机排出净化后的空气到风道中，如此达到部分去除待处理空气中超细颗粒的效果；

（3）利用中央空调系统对气体的循环处理作用，使气体多次流经风道并经过所述超细颗粒净化装置，待处理空气中超细颗粒不断被消除，经中央空调系统多次循环后，使待处理空气中超细颗粒的含量下降到安全值范围内；

（4）此后通过中央空调系统对空间内气体的循环处理，使气体中超细颗粒的含量保持在安全值范围内。

实际应用中，沿中央空调系统的风道可以设置一级或多级超细颗粒净化装置，当设置多级超细颗粒净化装置时，在空气到达每级超细颗粒净化装置时进行步骤（2），达到进一步部分去除待处理空气中超细颗粒的效果；

进一步地，在中央空调系统的风道末端的送风口102处安装超细颗粒净化装置200，则空气经过超细颗粒净化装置200净化后经送风口送入各个用气空间，经中央空调系统多次循环后，待处理空气中超细颗粒的含量下降到安全值范围内，此后通过中央空调系统对空间内气体的循环处理，使气体中超细颗粒的含量保持在安全值范围内。

为了更好的技术效果，可以在中央空调系统的风道中或送风口处同时装设超细颗粒净化装置200。

进一步地，在中央空调系统中除风道和送风口以外的风场中装设所述的超细颗粒净化装置200，以达到更好的净化效果。

采用本发明的应用超细颗粒净化装置的中央空调系统及其空气净化的方法能有效降低空气中的超细颗粒物的含量，提供一个洁净安全的空气环境，有效降低超细颗粒物对人体的危害，减少疾病，且容易制造、安装、维护，节能，是当前克服雾霾天气带来的空气污染的有效手段，对提高我国居民的生活质量有重要作用，对国计民生有重要意义。

虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中给予描述，但对于本领域的技术人员而言，显而易见的是，这些实施方式仅仅作为示例给出的。本领域的技术人员可以想多众多的变型方案、替代方案和改进方案，但这些都不超出本发明的保护范围。所附的权利要求书涵盖权利要求本身及其等同或等效变换的范围内的方法和结构。