一种模拟森林环境的循环吸附智能空气净化系统的制作方法

文档序号:13770309阅读:495来源:国知局

本申请涉及净化装置技术领域,尤其涉及一种模拟森林环境的循环吸附智能空气净化系统。



背景技术:

目前,大气污染越来越严重,而室内的污染则更加令人不安。室内污染物主要包括来源于外界的pm2.5以及室内装修材料散发的甲醛、苯、tvoc等物质。这些污染物严重危害家人的健康,尤其对于儿童,这种危害可能直接导致疾病。

森林就像一个巨大的空气净化系统,树不但可以吸收pm2.5,而且也可以吸附甲醛。树木还会吸收二氧化碳,释放氧气。

目前空气净化器吸附甲醛、苯、tvoc等室内污染物通常依靠活性炭吸附去除,然而在活性炭吸附一定量的污染物后即达到饱和而无法继续吸附。如100g活性炭通常能够吸附800-1000毫克甲醛而达到饱和。饱和状态即一种动态平衡,当外界浓度和温度确定的情况下,吸附和脱附作用达到平衡,当外界环境发生变化时,吸附的污染物便会重新释放出来。而且,若室内为封闭空间,则氧气含量会逐渐降低,易造成缺氧、呼吸不畅等问题。

经过我的实测,市售所有空气净化器均会在一周至一个月不等的时间段内彻底丧失吸附污染物的能力,气温升高时甚至会使室内污染物水平升高。

现有技术中存在一些具有加热脱附功能的过滤设置,如cn204100415u,然而其完全依赖人工操作,在脱附过程中突然释放大量甲醛,极易造成人急性吸入过量甲醛而导致呼吸系统不适、昏迷甚至造血系统功能问题。



技术实现要素:

本申请实施例提供一种模拟森林环境的循环吸附智能空气净化系统,能够让家里变成大森林一样的环境,能够让家人健康的呼吸。

本申请实施例采用下述技术方案:

一种模拟森林环境的循环吸附智能空气净化系统,包括自下而上设置的底座、初级过滤单元、增压单元、吸附净化单元、顶层过滤单元以及控制单元;所述初级过滤单元内设置初效过滤网,所述顶层过滤单元内设置高效过滤网,所述增压单元内设置风机,所述风机用于提供空气净化所需要的正压;

还包括空气质量探测器,用于探测空气污染物,所述污染物至少包括甲醛、笨、tvoc中的一种或多种;

还包括红外探测器,用于探测室内是否有人存在;

所述吸附净化单元包括吸附材料容积空腔以及置于该空腔内的吸附材料、邻近所述吸附材料设置的加热板、导风装置、吸附出气口、吸附进气口、吸附净化单元出风口、废气排出口;所述风机输出的气流经由吸附进气口进入吸附材料容积空腔并与所述吸附材料接触,再经由所述吸附出气口进入所述导风装置;所述吸附净化单元具有朝向室内的废气排出口以及朝向所述顶层过滤单元的吸附净化单元出风口;

所述导风装置包括一滚筒,滚筒侧壁开设导风出口,滚筒一顶面开设导风入口,所述滚筒能够滚动以使所述导风出口在朝向所述废气排出口和朝向所述吸附净化单元出风口之间切换;

所述控制单元被设置为控制该净化系统处于净化模式或再生模式;在净化模式下,所述导风出口朝向所述吸附净化单元出风口;在满足启动条件的情况下,启动再生模式,所述导风出口朝向所述废气排出口,开启所述加热板使所述吸附材料升温并释放出吸附的污染物,释放出的污染物随气流经吸附出气口、导风入口、导风出口、废气排出口排放到室内;

控制单元中预设的所述启动条件为满足以下条件中的每一个:所述空气质量探测器获得的污染物浓度低于一预设值,所述红外探测器未探测到室内有人存在,以及当前时间处于预设时间段内。

可选地,所述顶层过滤单元内设置有氧气发生器,用于向室内提供氧气;所述吸附材料为活性炭;所述加热板为电加热板,工作温度为140-270摄氏度。

可选地,所述导风装置还包括齿轮组、驱动电机以及轴承;所述驱动电机通过齿轮组驱动所述滚筒旋转;所述轴承设置在滚筒顶面和底面的中心。

可选地,所述高效过滤网为hepa滤网。

可选地,所述底座上设置电源接口;所述底座、初级过滤单元、增压单元、吸附净化单元以及顶层过滤单元之间通过电力传输接口而电连接;空气质量探测器、红外探测器以及人机交互面板与所述控制系统信号连接;所述风机、驱动电机、加热板均与所述控制系统电连接。

可选地,所述底座、初级过滤单元、增压单元、吸附净化单元、顶层过滤单元通过螺丝或卡扣依次固接在一起。

可选地,所述控制单元设置在所述顶层过滤单元内,人机交互面板设置在所述顶层过滤单元外表面;所述红外探测器固定在所述顶层过滤单元上,所述空气质量探测器所述底座上。

可选地,所述启动条件中,污染物浓度的预设值为:甲醛0.01mg/m3,tvoc为0.005mg/m3,苯及其衍生物0.01mg/m3。

可选地,所述启动条件中,所述预设时间段为每日9:00-17:00。

可选地,所述控制单元被设置为,当所述所有启动条件均满足的情况下,等待10-60分钟后启动再生模式,且在这一时间段内如果任一启动条件变为不符合,则中止启动再生模式的程序。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:

本发明提供了一种智能的、安全的、吸附材料可再生的模拟森林环境的空气净化系统,能够让家里变成大森林一样的环境,能够让家人健康的呼吸。具体效果体现为:

1)安全及智能化,通过三个必要条件的综合判断,确定开启再生模式的安全时机。申请人发现,只有室内开启门窗的情况下污染物浓度才能低于甲醛0.01mg/m3,tvoc为0.005mg/m3,苯及其衍生物0.01mg/m3(即国家标准的约10%),即便室内污染物较少,在关闭门窗的情况下也很难达到所有污染物浓度低于上述数值,这就是第一个开启条件,即系统自动判断是否开窗通风的标准。第二个开启条件是探测是否有人在室内,如果有,即便开窗通风也要避免启动再生模式。第三个开启条件是在人的睡眠时间段内,即便开窗通风且人距离空气净化系统较远(或有遮挡)而无法探测,也不能开启再生模式。这三个条件缺一不可,共同构成了一道安全屏障,并且提供了智能化的体验。

2)hepa滤网必须设置为最后一层才能发挥其颗粒物、细菌、微生物过滤的最大效能,由于再生模式下加热板需要提供较高温度才能使吸附材料有效再生,因此经过吸附材料后气流温度仍然达到100摄氏度以上,这样的高温气流将对最后一道hepa滤网寿命缩短甚至完全失效,本发明中设计独特的导风装置实现了净化模式和再生模式的原位切换,带着污染物的热风通过耐热的废气排出口排出,不会对hepa滤网产生影响,且由于顶面进气侧壁出气的滚筒设计,切换操作只需要将滚筒旋转大约90度即可完成,仅仅用时3-5秒。

3)当再生模式启动中,如果红外探测器探测到有人进入室内,立刻终止再生模式并发出警报,让使用者回避污染物。

4)利用氧气发生器,在封闭的室内空间中生成氧气,从而,增加室内氧气含量,避免缺氧、呼吸不畅等。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本申请实施例提供的一种模拟森林环境的循环吸附智能空气净化系统的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的吸附净化单元的俯视图;

图3为本申请实施例提供的滚筒的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅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做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。

以下结合附图,详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图1所示,为本申请实施例提供的一种模拟森林环境的循环吸附智能空气净化系统的结构示意图,该净化系统自下而上依次设置有:

底座1、初级过滤单元2、增压单元3、吸附净化单元4、顶层过滤单元5以及控制单元6;

其中,底座1具体包括:支撑该底座的四个支脚11,位于底座1底部的进风口12,以及位于进风口12的任一侧边处且用于探测空气污染物的空气质量探测器13;所述空气污染物至少包括甲醛、苯、tvoc中的一种或多种;

初级过滤单元2内设置初效过滤网21,相应地,顶层过滤单元5内设置高效过滤网54,增压单元3内设置风机31,该风机31用于提供空气净化时所需要的正压;

顶层过滤单元5还设置有与底座1中的进风口12相对应的出风口51,该出风口51可按照一定规则以图案化排布在顶层过滤单元5的表面;另外,还设置有人机交互面板52和红外探测器53,其中,红外探测器53用于探测室内是否有人存在,以作为净化系统的处理条件之一;

同时,结合图2所示,吸附净化单元4进一步包括吸附材料容积腔室41a以及置于该腔室内的吸附材料41b、邻近所述吸附材料41b设置的加热板47、导风装置42、吸附进气口43、吸附出气口44、吸附净化单元出风口45、废气排出口46;风机输出的气流经由吸附进气口43进入吸附材料容积腔室41a并与所述吸附材料41b接触,再经由所述吸附出气口44进入所述导风装置42;其中,所述吸附净化单元4中的废气排出口46朝向室内,吸附净化单元出风口45朝向顶层过滤单元;

另外,参照图3所示,导风装置42包括一滚筒423,滚筒423侧壁开设导风出口422,滚筒423一顶面开设导风入口421,所述滚筒423能够滚动以使所述导风出口422在朝向所述废气排出口46和朝向所述吸附净化单元出风口45之间切换;

所述控制单元6被设置为控制该净化系统处于净化模式或再生模式,具体地,该控制单元6可以为识别计算机程序指令的处理器,根据人机交互面板52被用户触发而生成的操作指令,执行相应的处理操作,例如切换为净化模式或再生模式;在净化模式下,所述导风出口422朝向所述吸附净化单元出风口;在满足启动条件的情况下,启动再生模式,所述导风出口422朝向所述废气排出口46,开启所述加热板47使所述吸附材料41升温并释放出吸附的污染物,释放出的污染物随气流经吸附出气口44、导风入口421、导风出口422、废气排出口46排放到室内;

控制单元6中预设的启动条件为满足以下条件中的每一个:所述空气质量探测器13检测的空气污染物浓度低于一预设值,所述红外探测器未探测到室内有人存在,以及当前时间处于预设时间段内;通过三个必要条件的综合判断,确定开启再生模式的安全时机。一般情况下,只有室内开启门窗的情况下污染物浓度才能低于甲醛0.01mg/m3,tvoc为0.005mg/m3,苯及其衍生物0.01mg/m3(即国家标准的约10%),即便室内污染物较少,在关闭门窗的情况下也很难达到所有污染物浓度低于上述数值,这就是第一个开启条件,即系统自动判断是否开窗通风的标准。第二个开启条件是探测是否有人在室内,如果有,即便开窗通风也要避免启动再生模式。第三个开启条件是在人的睡眠时间段内,即便开窗通风且人距离空气净化系统较远(或有遮挡)而无法探测,也不能开启再生模式。这三个条件缺一不可,共同构成了一道安全屏障,并且通过上述净化系统的自动化配置实现了智能化的体验。

可选地,在本申请中,顶层过滤单元5还设置有氧气发生器54,用于生成氧气,所涉及的吸附材料41为活性炭;所述加热板47为电加热板,工作温度范围为140-270摄氏度。

可选地,在本申请中,所述导风装置42还包括齿轮组424、驱动电机425以及轴承426;驱动电机425通过齿轮组424驱动所述滚筒423旋转;所述轴承426设置在滚筒423顶面和底面的中心。

可选地,本申请中顶层过滤单元5设置的高效过滤网54为hepa滤网。hepa滤网必须设置为最后一层才能发挥其颗粒物、细菌、微生物过滤的最大效能,由于再生模式下加热板需要提供较高温度才能使吸附材料有效再生,因此经过吸附材料后气流温度仍然达到100摄氏度以上,这样的高温气流将对最后一道hepa滤网寿命缩短甚至完全失效,本申请中设计独特的导风装置实现了净化模式和再生模式的原位切换,带着污染物的热风通过耐热的废气排出口排出,不会对hepa滤网产生影响,且由于顶面进气侧壁出气的滚筒设计,切换操作只需要将滚筒旋转大约90度即可完成,仅仅用时3-5秒。

可选地,所述底座1的侧边上设置有电源接口61;所述底座1、初级过滤单元2、增压单元3、吸附净化单元4以及顶层过滤单元5之间通过电力传输接口62而电连接;空气质量探测器13、红外探测器53以及人机交互面板52与所述控制系统信号连接;所述风机31、驱动电机425、加热板47均与所述控制单元6电连接。

进一步,所述底座1、初级过滤单元2、增压单元3、吸附净化单元4、顶层过滤单元5通过螺丝或卡扣依次固接在一起。

进一步,所述控制单元6设置在所述顶层过滤单元5内,人机交互面板52设置在所述顶层过滤单元5外表面;所述红外探测器53固定在所述顶层过滤单元5上,所述空气质量探测器13设置在所述底座上。

可选地,所述启动条件中,空气污染物浓度的预设值为:甲醛0.01mg/m3,tvoc为0.005mg/m3,苯及其衍生物0.01mg/m3。

可选地,考虑到用户基本上在每天的9:00-17:00处于工作时间,因此,针对在家设置的净化装置,所述启动条件中,所述预设时间段为每日9:00-17:00。反之,针对在工作环境中设置的净化装置,所述启动条件中,所述预设时间段为每日17:00-次日9:00。以保证室内空气被净化,且避免直接危害用户,避免用户直接接触。

可选地,所述控制单元6被设置为,当所述所有启动条件均满足的情况下,等待10-60分钟后启动再生模式,且在这一时间段内如果任一启动条件变为不符合,则中止启动再生模式的程序。当再生模式启动中,如果红外探测器探测到有人进入室内,立刻终止再生模式并发出警报,让使用者回避污染物。

由上述技术方案可知,通过智能化的净化装置结构,不仅可以有效净化室内空气,还能通过:判断是否开窗通风的标准,探测是否有人在室内,如果有,即便开窗通风也要避免启动再生模式,以及在人的睡眠时间段内,即便开窗通风且人距离空气净化系统较远(或有遮挡)而无法探测,也不能开启再生模式。从而,利用三个缺一不可的条件共同构成了一道安全屏障,并且通过上述净化系统的自动化配置实现了智能化的体验。同时,独特的导风装置实现了净化模式和再生模式的原位切换,带着污染物的热风通过耐热的废气排出口排出,不会对hepa滤网产生影响;而且切换操作简单,且切换时间较短。另外,本申请中的智能空气净化系统还可以在再生模式执行过程中,探测是否有人进入室内,从而及时发出警报,让进入者回避污染物。从而,能够让家里变成大森林一样的环境,能够让家人健康的呼吸。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

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