一种利用太阳能光热分离膜的加热和过滤装置

本发明涉及新风系统领域，特别涉及一种利用太阳能光热分离膜的加热和过滤(过滤针对pm2.5过滤)装置。

背景技术：

1、随着社会生活条件的提高，人们对室内空气质量的要求越来越高，尤其是冬天，常常需要对室内进行升温。同时，冬天大气中各种悬浮颗粒物含量超标，尤其是pm2.5(空气动力学直径小于等于2.5微米的颗粒物)含量较高。因此，发展兼具空气加热和pm2.5过滤功能的新风装置和技术就显得尤为重要。

2、在已有的设计中，空气加热通常采用电加热器，电能消耗大，不利于节能环保。为充分利用太阳光能，以太阳能光伏板(cn107218690a，cn206291339u，cn210399550u)或太阳能吸热材料(cn211695119u)为核心的太阳能空气加热器发展较快。在太阳光热体系下，太阳光能直接转化为热能，避免了多次能量转化过程的损耗。然而，一方面上述装置绝大部分以水作为传导介质，结构复杂、笨重，造价较高，安装不便；另一方面，已有的太阳能空气加热供暖系统大多对于热空气无过滤功能，或需另外增设过滤装置，额外增加了结构的复杂性。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种利用太阳能光热分离膜的加热和过滤(过滤针对pm2.5过滤)装置。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种利用太阳能光热分离膜的加热和过滤装置，包括太阳能光热分离膜系统(5)、引风机(2)及送风机(14)；

4、所述太阳能光热分离膜系统(5)包括壳体(6)，所述壳体(6)安装于房屋的屋顶上，所述壳体(6)上分别连通有用于向壳体(6)内部输入冷空气的冷空气进口管道(3)及用于从壳体(6)向房屋内部输出热空气的热空气出口管道(12)，所述壳体(6)内部设有用于加热并过滤冷空气的太阳能光热分离膜加热过滤件(7)，所述冷空气进口管道(3)位于房屋外面、并设有所述引风机(1)，靠近所述引风机(1)输入端的所述冷空气进口管道(3)作为冷空气进口(1)，所述热空气出口管道(12)延伸入房屋内部、并设有所述送风机(14)，靠近所述送风机(14)输出端的所述热空气出口管道(12)作为热空气出口(13)。

5、靠近所述送风机(14)的输出端的所述热空气出口管道(12)上设有pm2.5检测器(18)。

6、还包括有温控器(15)，所述温控器(15)包括温度传感器(17)及用于控制送风机(14)开闭的温控开关(16)，靠近所述送风机(14)的输出端的所述热空气出口管道(12)上设有所述温度传感器(17)，所述温度传感器(17)与所述温控开关(16)连接。

7、所述太阳能光热分离膜加热过滤件(7)采用中空纤维膜(20)，所述壳体(6)的内部设有冷空气分流间(4)及缓冲间(9)，所述冷空气分流间(4)及所述缓冲间(9)之间通过若干个所述中空纤维膜(20)连通，所述冷空气分流间(4)与所述冷空气进口管道(3)连通，所述冷空气分流间(4)的外壁、所述缓冲间(9)的外壁及各所述中空纤维膜(20)外壁与所述壳体(6)的内壁围成一个密闭空间，该密闭空间与所述热空气出口管道(12)连通。

8、所述缓冲间(9)上开设有排气口(10)，所述排气口(10)延伸出所述壳体(6)、并设有排气阀(11)，所述缓冲间(9)上设有用于检测所述缓冲间(9)内部气体压力的压力传感器(8)。

9、所述太阳能光热分离膜加热过滤件(7)采用平板膜(21)，所述壳体(6)分为壳体上部及壳体下部，所述壳体上部、平板膜(21)及壳体下部通过若干个密封螺钉(23)连接，所述壳体上部及壳体下部将所述平板膜(21)夹在中间，所述平板膜(21)将所述壳体(6)的内腔分为位于上侧的冷空气分流间(4)及位于下侧的集热间(22)，所述冷空气分流间(4)与所述冷空气进口管道(3)连通，所述集热间(22)与所述热空气出口管道(12)连通。

10、所述壳体(6)的壳体上部开设有与所述冷空气分流间(4)连通的排气口(10)，所述排气口(10)延伸出所述壳体(6)、并设有排气阀(11)，所述缓冲间(9)上设有用于检测所述冷空气分流间(4)内部气体压力的压力传感器(8)。

11、所述中空纤维膜两端分别与设置在壳体内的冷空气分流间和缓冲间的腔壁抵接并密封；所述冷空气分流间与中空纤维膜和缓冲间连通；所述缓冲间设置排气孔，排气孔处安装有排气阀；所述缓冲间设有压力传感器，该压力传感器检测到缓冲间内压力超过设定值，所述排气阀自动打开，排气孔向外排气；

12、所述平板膜的四周与壳体接触并通过密封螺母密封，所述壳体通过平板膜分为上端的冷空气分流间和下端的集热间；所述集热间与热空气出口管道连通；所述冷空气分流间设置排气孔，排气孔处安装有排气阀；所述冷空气分流间设有压力传感器，该压力传感器检测到冷空气分流间内压力超过设定值，所述排气阀自动打开，排气孔向外排气；

13、所述温控器包括温控开关及与温控开关连接的温度传感器，通过温度传感器实时监测太阳能光热分离膜加热系统的出风温度，温控开关与送风机相连，用于控制送风机的开关；

14、所述pm2.5检测器可实时监测新风装置出风中pm2.5含量，当pm2.5检测器检测到出风中pm2.5含量超过设定值，可发出警示音提醒对复合膜进行反吹再生或者更换。

15、所述中空纤维膜(20)或平板膜(21)通过相转化法或抽滤法将有机膜或无机膜与光热材料复合所得。

16、所述有机膜为ps膜、pes膜或pvdf膜；所述无机膜为氧化铝膜、分子筛膜、金属或金属合金膜；所述有机膜或所述无机膜的孔径均为0.01-100μm；所述光热材料为碳黑、氧化石墨烯、聚吡咯或金属氧化物。

17、所述中空纤维膜两端分别与设置在壳体内的冷空气分流间和缓冲间的腔壁抵接并密封；所述冷空气分流间与中空纤维膜和缓冲间连通；所述缓冲间设置排气孔，排气孔处安装有排气阀；所述缓冲间设有压力传感器，该压力传感器检测到缓冲间内压力超过设定值，所述排气阀自动打开，排气孔向外排气；

18、所述平板膜的四周与壳体接触并通过密封螺母密封，所述壳体通过平板膜分为上端的冷空气分流间和下端的集热间；所述集热间与热空气出口管道连通；所述冷空气分流间设置排气孔，排气孔处安装有排气阀；所述冷空气分流间设有压力传感器，该压力传感器检测到冷空气分流间内压力超过设定值，所述排气阀自动打开，排气孔向外排气；

19、所述温控器包括温控开关及与温控开关连接的温度传感器，通过温度传感器实时监测太阳能光热分离膜加热系统的出风温度，温控开关与送风机相连，用于控制送风机的开关；

20、所述pm2.5检测器可实时监测新风装置出风中pm2.5含量，当pm2.5检测器检测到出风中pm2.5含量超过设定值，可发出警示音提醒对复合膜进行反吹再生或者更换。

21、本发明的优点及有益效果是：

22、1.本发明中的新风装置利用光热膜直接将太阳能转化为热能以加热冷空气，从而节约了电资源，成本低廉，具有较好的经济价值。

23、2.本发明所提出的光热膜同时具有超滤膜的作用，能够对空气中的pm2.5产生过滤效果；方法新颖、有效。

24、3.本发明中的新风装置整体结构紧凑，体量较小、重量较轻、成本低，操作方便，能够满足不同场所使用需求。

25、4.本发明装置中太阳能光热分离膜能够实现利用太阳能对空气加热供暖，并能对pm2.5实现高效滤除，进而解决空气过滤和加热。