CN105020778A - 植物根系土壤室内空气过滤生物降解净化置换*** - Google Patents

植物根系土壤室内空气过滤生物降解净化置换*** Download PDF

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Abstract

本发明为密闭的植物根系土壤空气过滤模块与通风空调换气设施的组合，应用于室内空气净化置换。***结构；由玻璃花房1栽培模块单元2栽培模块组3模块组垂直植物墙4密封件5土壤湿度灌溉控制6空气置换空调机7通风管道8八个部分组成。见附图1。工作原理；空气置换空调机7产生的空气动力，使模块密封件5所密闭的栽培模块组3模块组垂直植物墙4内侧产生负压，迫使室外空气通过栽培单元2的土壤微孔进行过滤，植物水分由土壤湿度灌溉控制6提供，过滤吸附的污染物在土壤微生物和植物根系分泌物的作用下降解并转换为植物生长所需养分被吸收，过滤后的净化空气与植物产生的负氧离子混合，经空气置换空调机7通风管道8送入居住室内空间。

Description

植物根系土壤室内空气过滤生物降解净化置换***
技术背景 
1现有室内空气净化技术状况 
a开窗换气的两难境地 
当前，我国大多数城市居民面临着来自室内与室外的双重污染。 
对于室内空气污染的防御，以往一直沿用开窗换气和机械通风的方式。而今却因为室外空气污染的加剧，使人们陷于两难的境地，开窗换气和机械通风，意味着向室内引入了更多的室外空气污染颗粒物PM2.5，而关闭窗户和停止机械通风，则饱受室内甲醛和挥发性有机化合物污染的侵害。 
b机械通风过滤的局限 
人们正在寻求通过更好设施和通风设备来净化崖内空气降低pm2.5颗粒物污染。不过目前国内还没有出现能够达到这样要求的空气处理净化设备，有些大楼和建筑物也曾尝试在通风***上加装过滤装置和静电吸附装置来净化处理空气，但都未能取得理想的效果，其主要原因为；采用机械通风过滤空气，净度受滤网密度的制约，滤网密度高则阻碍空气通过，滤网密度低则不能去除PM2.5颗粒物，而静电吸附装置的现有技术，对于pm2.5颗粒物，不但不能消除，反而还不可避免地产生了臭氧的污染。 
c空气净化器的副作用 
由于PM2.5的全民热议，家庭中购买空气净化器的数量激增。 
我国空气净化器市场现只处于低端发展状态，市场上主要是一些功能简单的小型产品在售，产品的同质化现象严重。这些空气净化设备的生产企业普遍缺乏科研力量，所在净化领域的技术创新非常有限。这些空气净化器普遍采用静电集尘方法吸附空气中的悬浮颗粒物，静电场装置是依据电晕放电原理设计的。伴随着电晕放电几乎不可避免地会释放一定浓度的臭氧。静电场工作状态还与电场强度有关。在窄间距的静电场装置中，静电场放电区的电场强度大6kV/cm，就会产生过量的臭氧。 
我国市场上空气净化器品牌林立，几乎所有的空气净化器都标称净化效果达99％以上，可是事实上却与检测标准结果相差甚远，合格率不足2％，空气净化效果不佳，反而还增加了臭氧污染的副作用。 
发明内容
1结构与原理 
本发明植物根系土壤室内空气过滤生物降解净化置换***的定义为；密闭的内置植物根系土壤空气过滤模块玻璃房空间与全热交换通风空调换气设施的组合，应用于室内空气净化与置换后达到pm2.5悬浮颗粒物≤35μg/m3标值。 
***由玻璃型材结构花房(1)，植物根系土壤过滤生物降解栽培模块单元(2)，植物根系土壤过滤生物降解栽培模块组(3)，模块组垂直 植物墙(4)，模块密封件(5)自动灌溉土壤湿度控制***(6)，全热交换空气置换空调机(7)，通风管道***(8)，八个部分组成。(详见附图1) 
附图说明
图1是本发明的一种植物根系土壤室内空气过滤生物降解净化置换***的示意图； 
图2是本发明的一种植物根系土壤空气过滤降解栽培单元结构的示意图； 
图3是本发明一种植物根系土壤空气过滤生物降解栽培模块组的示意图； 
图4是本发明一种自动灌溉土壤湿度控制***的示意图； 
图5是本发明一种全热交换空气置换空调机的示意图。 
2产品规格与技术指标 
***模块规格及尺寸 
1)模块组植物垂直面积3.96m2
本发明为完全模块化设计和生产，1系产品植物根系土壤过滤降解栽培模块组尺寸为2326*1703*370mm，植物垂直面积为3.96m2，用户可根据居住建筑面积任意组合。 
2)中空玻璃型材结构花房模块标准生产尺寸与面积 
本发明玻璃型材结构花房模块标准生产尺寸为2800*1400mm，面积为3.92m2。用户可根据安装环境任意组合。特殊规格需要可以定制。 
3)全热交换空气置换空调机风量 
本发明全热交换空气置换空调机循环风量规格为1600m3/h，3200m3/h，6400m3/h，12800m3/h四个等级，集制冷，制热，循环送风，新风置换，全热交换，比例控制功能为一体，用户须根据居住建筑面积计算选取。 
4)通风管道***为定制玻镁复合风管，标准生产截面尺寸规格为125*125mm，125*250mm，125*450mm，125*600mm四个等级，用户须根据居住建筑面积计算选取。 
***净化技术指标(以居住建筑面积100m2为例) 
全热交换空气置换空调机循环风量：3200m3/h 
热回收效率     50％ 
耗电量         2.2kw/h 
植物根系土壤空气过滤降解模块组数量   2组 
植物垂直面积   7.8m2
土壤透风面积   1.96m2
玻璃型材结构花房占地面积   11.76m2
花房负压       20(mmH20) 
灌溉与土壤湿度控制方式   全自动 
室内空气净度   pm2.5悬浮颗粒物≤35μg/m3
室内增氧量     0.57kg/天 
颗粒物降解效率 150g/天 
3植物根系土壤空气过滤降解栽培单元结构(详见附图2) 
植物根系土壤空气过滤降解栽培单元的结构由边框(1)，内隔板(2)，气密板(3)，吸水管(4)，吸水海绵(5)，腐叶土(6)，植物根系(7)组成，外形呈正六边形，由内隔板分割成三个栽培器，正六边形结构有利于模块组堆砌时随时抽取更换模块单元，以便于植物的更换和保养。 
4植物根系土壤空气过滤降解栽培模块组结构(详见附图3) 
植物根系土壤空气过滤降解栽培模块组由栽培模块单元(1)，气密模块(2)，橡胶密封条(3)，支架边框(4)组成，模块组的垂直植物结构，有利于增加植物表面积，减少占地面积，可在较小的露台，阳台使用。 
5自动灌溉与土壤湿度控制技术(详见附图4) 
自动灌溉土壤湿度控制***由水源(1)，水位罐(2)，水位控制器(3)，电磁阀(4)，输水管(5)，吸水管(6)，吸水海绵(7)组成，水源水经由电磁阀进入水位罐固定水位与吸水海绵同一高度，植物土壤吸走吸水海绵的水使水位下降，水位控制器检测到水位下限后发出信号至电磁阀，电磁阀接受信号打开，水位上升至吸水海绵同一高度后截止，形成自动灌溉土壤湿度控制环路。 
6室内空气过滤置换动力配置技术(下降附图5) 
室内空气过滤置换动力配置的核心是全热交换空气置换空调机，由全热交换器(1)，表冷器(2)，送风风机(3)，回风风机(4)，排风机(5)，变量风阀(6)，电动执行器(7)，风机变频器(8)组成。夏季制冷时由冷水机组提供冷冻水至表冷器(2)，冷却来自花房的洁净空气由送风风机(3)经通风管道送至室内，室内污浊空气由变量风阀按比例分配一部分经排风机(5)排至室外，另一部分由回风风机(4)吸入花房入口进行循环过滤，使空气得以净化。 
室内空气过滤置换动力配置的送风风机(3)的功率略大于回风风机(4)和排风风机(5)之和，使室内气压处于微小的正压状态，避免室外空气污染物从门窗缝隙进入室内。 
室内的温度控制由室内温控器按室内设定温度控制运行冷冻水阀门电动执行器(7)和风机变频器(8)实现。 
四发明内容的技术优势 
1超越现有净化技术的指标与效率 
而现有的空气净化产品，大多都以机械过滤网加静电吸附加风机形式出现，净化指标都以(净化效率99％)的含糊解释，没有具体的净度检测数值，这是因为过滤网过于细密则极易堵塞和难以通过空气，过滤网粗则无法过滤较小的颗粒物，静电吸附的效率很低，且需要经常及时的清洗，简单的单风机进回风不可能形成室内微小正压，室内气流死角大于空气循环区域，悬浮污染颗粒物可通过门窗缝隙进入室内。 
本发明与现有空气净化产品的设计理念和设计指标是两个完全不同 的概念，本发明的设计理念是为小型的家庭个体生态平衡***，纠正了家庭个体在大气环境生中态暂时不平衡的状态，在防御家庭个体免受空气污染的同时，稀释降解环境大气的污染，起到了既有防御又有治理的双向作用。在设计指标上，本发明是以室内空气的净度为检测指标，达标数值为室内空气的pm2.5悬浮颗粒物35μg/m3。(AQI指数；优)。这项指标达标的关键设计在于；室内气流处于微小的正压状态和室内气流的搅动无死角状态。此外室内空气的氮氧化物NOx，有机挥发物及甲醛残留VOCs，臭氧O3及含氧量等指标数值都符合和超越了GB3095-2012环境空气质量标准和GB/T18883-2002)室内空气质量标准。 
2实现无害化生态运行无二次污染 
市场现有空气净化器产品大多数采用的过滤器和静电吸附装置，在运行过程中，过滤网会堆积大量粉尘及污染颗粒物，并在温度湿度环境中滋生病毒和细菌再度污染室内空气。静电装置也因由粉尘的堆积改变了空气的电导率而发生电晕和跳火，产生过量的臭氧。在清理过滤网过程中粉尘污染物浓度高度集中，对人的危害更大，在用水清洗时，则严重污染水源。这种设备不但起不到保护健康的作用，反而会深受二次污染的侵害。 
本发明在运行中，粉尘及污染颗粒物由植物根系土壤吸附，在土壤微生物作用下降解并转换为植物所需养分供植物生长，实现无害化生态运行。 
3保护健康与环境美化的作用并举 
在任何居住环境中，四季常青的玻璃花房总是令人心旷神怡，哪怕是没有花房的条件下，人们也会千方百计地在自己的居室或办公室等安放盆栽，与植物的亲近是人类的本性。 
本发明运用科技将花房与空气过滤及空调***结合，给花房增添了新的价值，不仅具有对健康保护的使用价值，同时也具有着对环境的美化及种花养草陶冶性情的功能。可谓是一举两得。 
4标准模块化生产有利于推广普及 
本发明采用设计标准的模块化生产，有利于提高模具工夹机具生产流水作业的效率，降低制作装配过程的人力成本，适用于大批量生产，有利于产品的推广与普及。 

Claims (3)

1.本发明植物根系土壤室内空气过滤生物降解净化置换***，包括玻璃型材结构花房(1)，植物根系土壤过滤生物降解栽培模块单元(2)，植物根系土壤过滤生物降解栽培模块组(3)，模块组垂直植物墙(4)，模块密封件(5)自动灌溉土壤湿度控制***(6)，全热交换空气置换空调机(7)，通风管道***(8)，八个部分组成。(详见附图1)
其特征在于，在玻璃型材结构的花房(1)内安装由多个六边形植物根系土壤空气过滤生物降解栽培模块单元(2)安装组合为植物根系土壤空气过滤生物降解模块组(3)并由多个模块组安装组合为垂直植物栽培墙(4)，模块之间设有模块密封件(5)所有单元连接自动灌溉土壤湿度控制***(6)，过滤后洁净空气由全热交换空气置换空调机(7)，与通风管道***(8)送入室内。
2.根据权利1所述植物根系土壤室内空气过滤生物降解净化置换***的工作原理，其特征在于；全热交换空气置换空调机(7)产生的空气动力，使模块密封件(5)所密闭的植物根系土壤空气过滤生物降解栽培模块组(3)模块组垂直植物墙(4)内侧产生负压，迫使室外空气通过植物根系土壤过滤生物降解栽培单元(2)内的植物根系土壤微孔进行空气过滤，植物生长的水分由自动灌溉土壤湿度控制***(6)提供，经植物根系土壤过滤的净化空气由全热交换空气置换空调机(7)管道***(8)送入居住室内空间，组成一个完整的循环生态室内空气净化置换***。
3.根据权利1所述植物根系土壤空气过滤生物降解栽培模块单元(2)的形状及结构；其特征在于；单元外形呈六边形，边缘有密封件企口，中间设有内隔板与气密板，吸水管和吸水海绵。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106594915A (zh) * 2016-11-07 2017-04-26 同济大学 一种结合新风***的空气净化绿色生物滤床***
WO2017190705A1 (zh) * 2016-05-06 2017-11-09 任少华 植物空气调节***或方法
CN112556076A (zh) * 2020-12-23 2021-03-26 吉林省自然力生态科技应用有限公司 一种用于去除室内装修气体污染的生态空气净化***
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