CN109282354A - 一种空调空气净化一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调空气净化一体装置；包括固定连接在所述室内空调机上的空气净化装置，该装置主要包括两个小型风机及空气净化过滤芯。室内空调机主要作为温控装置，内设有温控装置，该温控装置包括循环管，管线路、小型压缩机等。循环管内装有压缩溶液。当空气净化装置自动运行，风机转动带动气体从净化装置风口进入净化装置，期间经过特制的空气净化过滤芯，空气经过滤芯之后被过滤净化。经过净化的气体继续向下进入温控装置。净化过的气体与温控装置的回流管接触，使得气体被加热或者冷却后吹向室内。该装置结构简单、安装方便；对室内空气起到净化作用，经过净化的空气进入温控装置，同时也延长空调的使用寿命。

Description

一种空调空气净化一体装置

技术领域

本发明涉及一种空调空气净化一体装置。

背景技术

空调即空气调节器，调节温度、湿度，挂式空调是一种用于给空间区域(一般为密闭)提供处理空气温度变化的机组。它的功能是对该房间(或封闭空间、区域)内空气的温度、湿度、洁净度和空气流速等参数进行调节，以满足人体舒适或工艺过程的要求。

空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、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家电产品，主要分为家用、商用、工业、楼宇。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。常用的空气净化技术有：吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；

大气中的颗粒污染物(PM2.5和PM10)是大气中的首要污染物，对人们身体的健康带来严重的影响。一般来说，在室外大气污染尤为严重，特别是化工废气和汽车尾气影响。室内污染主要以甲醛和粉尘为主。相比室外的大环境，人们更倾向于在室内营造一种清新健康的环境。

甲醛作为世界上公认的对人类有害的气体，有着“室内杀手”的称号，近年来因甲醛超标而发生的惨案屡见不鲜。甲醛是一种致癌物质，长期接收会导致病变，进一步引起癌症的产生，吸入甲醛浓度过高时，会引起一些支气管疾病，如哮喘，如果皮肤直接接触会引起皮肤产生过敏反应，严重的会导致皮肤坏死，在不通风的室内长期吸入甲醛，轻则出现头痛，恶心，胸闷等状况，重则导致记忆力衰退，孕妇在怀孕期间摄入甲醛，可能引起胎儿不正常发育，重则导致胎儿死亡。男性长期摄入甲醛可导致***活性降低，对生育能力造成损害。

石墨烯是21世纪最具颠覆性的新材料，两位成功分离出单层石墨烯的科学家，因此获得了2010年诺贝尔物理学奖。根据权威杂志显示石墨烯具有优良的抗菌性质，石墨烯的抗菌原理包括，破坏细菌的细胞膜，从而导致胞内物质外流并杀死细菌；其次石墨烯可以通过对细菌细胞膜的***进行切割，通过对细胞膜上磷脂分子的大规模直接抽取，来破坏细胞膜从而杀死细菌；另外有报告称石墨烯优良的导电性能可以破坏细菌的电子平衡，致使细菌代谢紊乱而死亡。石墨烯与无纺布混合，可以提高无纺布的抗菌性。对过滤过程中无纺布截留的细菌达到抑制或杀死效果。

经对现有专利文献的检索发现，CN201720554208.7的实用新型专利涉及一种新风空调一体机，箱体和箱盖扣合连接，箱体底部有机脚架，箱体内部空间分隔为进气通道和排气通道两部分，箱体上开有室外进风出口、室内排风入口、进风口和排风口，进风口、室外进风口和进气通道相连；排风口、室内排风入口和排气通道相同，进气通道内装有进风机，热交换器安装在排气通道内，热交换器为筒状，由多跟平行放置的热管构成，排气通道内装有排风机，热交换器的侧面连通进气通道；压缩机通过四通阀分别连接冷凝器和蒸发器，同时冷凝器通过毛细管连接蒸发器，冷凝器位于热交换器和排风口之间，蒸发器则位于进风机的出口与室外进风出口之间。然而，此新风空调一体机没有增加净化装置，仅仅将室外空气与室内相连，如果室外空气质量恶劣的话，并不能起到很好的净化过滤效果，譬如雾霾或沙尘天气不利与室内人体的健康。

CN201410752419.2的发明专利公开了一种水过滤空气净化空调装置，包括空调装置、空气净化装置和吸收回流装置，空气净化装置包括空气净化水箱，空气净化水箱的中部设置有进水管和进气管，空气净化水箱的底部设置有排水管，空气净化水箱上部设有电磁阀，空气净化水箱的上部设置有排风管，排风管内安装有抽风机；空调装置包括安装于排风管内的冷凝器和蒸发器，以及制冷压缩机，吸收回流装置包括集水盒和回流管；所述电磁阀控制排水管、进水管和回流管的给排水。然而，本发明的空气净化主要采用水过滤净化，但污染气体有些并不溶于全溶于水，因此用水净化不能很好地达到净化目的。另外产生的废水也会造成二次污染，安装的空气净化水箱体积太小无法起到过滤作用，如果太大则占据房屋空间。

CN201510656942.X的发明专利涉及一种节能型中央空调空气净化设备，主要是对中央空调的进出空气进行净化处理的装置。它包括可安装于中央空调风口的绝缘壳体，绝缘壳体的一段为进风口，另一端为出风口。绝缘壳体内设有可拆装的静电集尘器，该静电集尘器包括绝缘框架、设于绝缘框架内的集尘板、金属的上游支撑框和安装在上游支撑框上的电晕丝，上游支撑框设于绝缘框架的进风端。然而，单纯的静电集尘器只是过滤空气中的灰尘以及大的碎屑等，并不能起到很好的空气净化效果，譬如甲醛等无法去除。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有空调存在的包括无法净化空气，除去颗粒物和有害气体以及空调结构复杂，体积过大，不便于使用等不足，提供一种空调空气净化一体装置。本发明对现有空调进行了结构的调整，包括在空调的上方安装净化装置，净化装置内设置净化滤芯。净化滤芯采用石墨烯复合材料制备，不仅有效过滤杂质，还可以抗菌抑菌。空气经过净化装置过滤，然后进入空调，由空调加热或冷却后进入室内。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明公开了一种空调空气净化装置，包括固定连接在所述室内空调挂机上方的空气净化装置，所述装置内设有净化通道，净化通道内设有双风机和多级空气净化过滤芯，所述装置的进风口位于净化通道的上端，所述装置的出风口位于所述多级空气净化过滤芯的后端，所述出风口与所述室内空调挂机中温控装置的回风口相通；所述多级空气净化过滤芯包括沿进风方向依次设置的初效过滤网、HEPA过滤网、蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网和冷触媒过滤海绵。

优选的，所述初效过滤网采用石墨烯复合聚酯纤维(PET)过滤网布。本发明的体系中，初效过滤网是空气净化过滤的第一层，主要吸附空气中的小灰尘颗粒以及毛发等大体积物质。过滤面积大，初阻力低，容尘量高，经济实用。

更优选的，所述石墨烯复合聚酯纤维(PET)过滤网布是由如下方法制备而得：将PET切片在210℃～280℃进行熔融，降温至150℃，并加入石墨烯粉末进行搅拌1～3h，搅拌过程中并逐渐升温至170℃～200℃；之后冷却至室温，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒；将母粒加入到喷丝机中制备成过滤网布；所述石墨烯与PET切片的质量比为1:100～3:100。

优选的，所述HEPA过滤网采用石墨烯复合聚丙烯过滤网。达到HEPA标准的过滤网，对于0.1微米和0.3微米的有效率达到99.7％，HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。它对直径为0.3微米(头发直径的1/200)以下的微粒去除效率可达到99.97％以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。

更优选的，所述石墨烯复合聚丙烯(PP)过滤网是由如下方法制备而得：将聚丙烯在180℃～300℃进行熔融，缓慢降温至130～150℃，加入石墨烯粉末进行搅拌1～4h，搅拌过程中并逐渐升温至170℃～190℃；之后冷却至100℃，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒，将母粒加入到喷丝机中制备成过滤网布；所述石墨烯与聚丙烯的质量比为1～3:100。

优选的，所述蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网包括两侧覆盖滤网以及中间的塑料蜂窝板，所述塑料蜂窝板的蜂窝状空隙中填充有石墨烯复合活性炭颗粒。

塑料蜂窝是采用PVC、PET、PP等塑料片材叠合而成的蜂窝状材料，具有质量轻、强度大等特点。目前蜂窝孔形态：六角形、圆孔，塑料蜂窝板的特性主要为：防水、防潮、其结构为蜂窝状，所以质量轻便，具有防震、保温、隔热隔音等优点。本发明在蜂窝状塑料的空隙中加入石墨烯复合活性炭颗粒，两侧用滤网覆盖，复合的活性炭具有高效的吸附性能，可用于空气净化，去除挥发性有机化合物甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯和空气中的污染物。空气阻力小，能耗低，可在一定风量下除臭、除异味，净化环境，具有很好的净化效果。

优选的，所述石墨烯复合活性炭颗粒是由如下方法制备而得：将活性炭颗粒用石墨烯溶液进行浸泡3～5h，然后放入烤箱中烘干2～3h,持续操作3～5次。目的是使石墨烯充分覆盖在活性炭表面。

更优选的，所述石墨烯与活性炭颗粒的质量比为1～3:100。

优选的，所述石墨烯复合活性炭颗粒的粒径为8～80目。

本发明的空调空气净化一体装置的突出特点是，采用的净化装置内含有过滤材料，主要包括初效过滤网、HEPA过滤网、蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网和冷触媒过滤海绵等进行过滤。另外，在空调的基础上安装复合净化装置，可以起到调节气温与净化的双重功效。净化装置安装简单，成本耗材较少。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)采用的石墨烯初效过滤网、HEPA过滤网等具有良好的抗菌效果，且风量大、风阻较低。

2)蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网(如实施例1-3)具有优良的过滤效果，去除甲醛效率可达90％以上，石墨烯复合活性炭抗菌测试大于99.9％。

3)针对现有空调的缺陷，本发明的空调空气净化一体装置不仅可以加热或冷却空气，更能起到洁净空气的作用，体现环保健康的理念。

4)现有的类似集空气净化、温度调节一身的净化空调，由于增加了风机压头增加，噪音会明显加大，而且价格更加昂贵；而本发明的空调净化一体装置，结构简单，安装方便，综合成本较低。

5)高透过率、低阻力的多级空气净化过滤芯既起到净化空气的效果，又不妨碍正常的空调通过的气流量。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为空气净化与空调一体机的正面和反面的结构示意图；

其中，1为初效过滤网，2为HEPA过滤网，3为蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网，4为冷触媒过滤海绵。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例涉及一种空调空气净化一体装置，如图1所示，主要包括固定连接在所述室内空调机上的空气净化装置，所述装置内设有净化通道，净化通道内设有双风机和多级空气净化过滤芯，所述装置的进风口位于净化通道的上端，所述装置的出风口位于所述多级空气净化过滤芯的后端。室内空调机主要作为温控装置，内设有温控装置，温控装置包括循环管，管线路、小型压缩机等。循环管内装有压缩溶液。当空气净化装置自动运行，风机转动带动气体从空气净化装置进风口进入空气净化装置，期间经过特制的多级空气净化过滤芯，空气经过滤芯之后被过滤净化。经过净化的气体继续向下进入温控装置。净化过的气体与温控装置的回流管接触，使得气体被加热或者冷却后吹向室内。

如图1所示，多级空气净化过滤芯包括沿进风方向依次设置的初效过滤网1、HEPA过滤网2、蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网3和冷触媒过滤海绵4；

其中，初效过滤网采用石墨烯复合聚酯纤维过滤网布。将PET切片在245℃进行熔融，降温至150℃，并加入石墨烯粉末进行搅拌2h，搅拌过程中并逐渐升温至185℃；之后冷却至室温，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒；将母粒加入到喷丝机中制备成该石墨烯复合聚酯纤维过滤网布；所述石墨烯与PET切片的质量比为1:50。

HEPA过滤网采用石墨烯复合聚丙烯过滤网。将聚丙烯在240℃进行熔融，缓慢降温至140℃，加入石墨烯粉末进行搅拌2.5h，搅拌过程中并逐渐升温至180℃；之后冷却至100℃，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒，将母粒加入到喷丝机中制备成该石墨烯复合聚丙烯过滤网；所述石墨烯与聚丙烯的质量比为1:50。

蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网包括两侧覆盖滤网以及中间的塑料蜂窝板；所述塑料蜂窝板的蜂窝状空隙中填充有粒径为45目左右的石墨烯复合活性炭颗粒。所述石墨烯复合活性炭颗粒是由如下方法制备而得：将活性炭颗粒用石墨烯溶液进行浸泡4h，然后放入烤箱中烘干2.5h,持续操作4次；所述石墨烯与活性炭颗粒的质量比为1:50。

冷触媒过滤海绵：又称自然触媒，是继光触媒除臭空气净化材料之后的又一种新型空气净化材料，能在常温条件下起催化反应，在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质，由单纯的物理吸附转变为化学吸附，边吸附边分解，祛除甲醛、苯、二甲苯、甲苯、TVOC等有害气体，生成水和二氧化碳，在催化反应过程中,冷触媒本身并不直接参与反应,反应后冷触媒不变化不丢失,长期发挥作用。冷触媒本身无毒、无腐蚀性、不燃烧，反应生成物为水和二氧化碳，不产生二次污染，大大延长了吸附材料的使用寿命。

实施例2

本实施例涉及一种空调空气净化一体装置，基本同实施例1，所不同之处在于：

初效过滤网采用石墨烯复合聚酯纤维过滤网布。制备时，将PET切片在210℃进行熔融，降温至150℃，并加入石墨烯粉末进行搅拌3h，搅拌过程中并逐渐升温至170℃；之后冷却至室温，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒；将母粒加入到喷丝机中制备成该石墨烯复合聚酯纤维过滤网布；所述石墨烯与PET切片的质量比为1:100。

HEPA过滤网采用石墨烯复合聚丙烯过滤网。制备时，将聚丙烯在180℃进行熔融，缓慢降温至130℃，加入石墨烯粉末进行搅拌4h，搅拌过程中并逐渐升温至170℃；之后冷却至100℃，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒，将母粒加入到喷丝机中制备成该石墨烯复合聚丙烯过滤网；所述石墨烯与聚丙烯的质量比为1:100。

蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网的塑料蜂窝板的蜂窝状空隙中填充的是粒径为8目左右的石墨烯复合活性炭颗粒。所述石墨烯复合活性炭颗粒是由如下方法制备而得：将活性炭颗粒用石墨烯溶液进行浸泡3h，然后放入烤箱中烘干2h,持续操作3次；所述石墨烯与活性炭颗粒的质量比为1:100。

实施例3

本实施例涉及一种空调空气净化一体装置，基本同实施例1，所不同之处在于：

初效过滤网采用石墨烯复合聚酯纤维过滤网布。制备时，将PET切片在280℃进行熔融，降温至150℃，并加入石墨烯粉末进行搅拌1h，搅拌过程中并逐渐升温至200℃；之后冷却至室温，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒；将母粒加入到喷丝机中制备成该石墨烯复合聚酯纤维过滤网布；所述石墨烯与PET切片的质量比为3:100。

HEPA过滤网采用石墨烯复合聚丙烯过滤网。制备时，将聚丙烯在300℃进行熔融，缓慢降温至150℃，加入石墨烯粉末进行搅拌1h，搅拌过程中并逐渐升温至190℃；之后冷却至100℃，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒，将母粒加入到喷丝机中制备成该石墨烯复合聚丙烯过滤网；所述石墨烯与聚丙烯的质量比为3:100。

蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网的塑料蜂窝板的蜂窝状空隙中填充的是粒径为80目左右的石墨烯复合活性炭颗粒。所述石墨烯复合活性炭颗粒是由如下方法制备而得：将活性炭颗粒用石墨烯溶液进行浸泡5h，然后放入烤箱中烘干3h,持续操作5次；所述石墨烯与活性炭颗粒的质量比为3:100。

实施例4

本实施例涉及一种空调空气净化一体装置，基本同实施例1，所不同之处在于：

采用的蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网的塑料蜂窝板的蜂窝状空隙中填充的是平均粒径为45目左右的石墨烯与活性炭颗粒的混合物；所述石墨烯与活性炭颗粒的质量比为1:50。

对比例1

本对比例1用作实施例1的对比例，也涉及一种空调空气净化一体装置，与实施例1的不同之处在于：

采用蜂窝状活性炭滤网替换实施例1的蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网；即在塑料蜂窝板的蜂窝状空隙中填充的是45目的活性炭颗粒。

对比例2

本对比例2涉及一种空调空气净化一体装置，基本同实施例1，所不同之处在于：

HEPA过滤网采用市购的HEPA过滤网(不含石墨烯)。

对比例3

本对比例3涉及一种空调空气净化一体装置，基本同实施例1，所不同之处在于：

初效过滤网采用聚酯纤维过滤网布。

对以上实施例和对比例涉及的多级空气净化过滤芯的阻力和效率进行测试，结果如表1所示：

表1

对以上实施例和对比例涉及的多级空气净化过滤芯的过滤细菌菌落数以及0.3微米的过滤效率等进行测试，结果如表2所示：

表2

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种空调空气净化一体装置，其特征在于，包括固定连接在所述室内空调挂机上方的空气净化装置，所述装置内设有净化通道，净化通道内设有双风机和多级空气净化过滤芯，所述装置的进风口位于净化通道的上端，所述装置的出风口位于所述多级空气净化过滤芯的后端，所述出风口与所述室内空调挂机中温控装置的回风口相通；所述多级空气净化过滤芯包括沿进风方向依次设置的初效过滤网、HEPA过滤网、蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网和冷触媒过滤海绵。

2.根据权利要求1所述的空调空气净化一体装置，其特征在于，所述初效过滤网采用石墨烯复合聚酯纤维过滤网布。

3.根据权利要求2所述的空调空气净化一体装置，其特征在于，所述石墨烯复合聚酯纤维过滤网布是由如下方法制备而得：将聚酯切片在210℃～280℃进行熔融，降温至150℃，并加入石墨烯粉末进行搅拌1～3h，搅拌过程中并逐渐升温至170℃～200℃；之后冷却至室温，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒；将母粒加入到喷丝机中制备成过滤网布；所述石墨烯与聚酯切片的质量比为1.0：100～2.0:100。

4.根据权利要求1所述的空调空气净化一体装置，其特征在于，所述HEPA过滤网采用石墨烯复合聚丙烯过滤网。

5.根据权利要求4所述的空调空气净化一体装置，其特征在于，所述石墨烯复合聚丙烯过滤网是由如下方法制备而得：将聚丙烯在180℃～300℃进行熔融，缓慢降温至130～150℃，加入石墨烯粉末进行搅拌1～4h，搅拌过程中并逐渐升温至170℃～190℃；之后冷却至100℃，将熔融态的混合物进行机械粉碎成母粒，将母粒加入到喷丝机中制备成过滤网布；所述石墨烯与聚丙烯的质量比为1.0:100～2.0:100。

6.根据权利要求1所述的空调空气净化一体装置，其特征在于，所述蜂窝状石墨烯复合活性炭滤网包括两侧覆盖滤网以及中间的塑料蜂窝板；所述塑料蜂窝板的蜂窝状空隙中填充有石墨烯复合活性炭颗粒。

7.根据权利要求6所述的空调空气净化一体装置，其特征在于，所述石墨烯复合活性炭颗粒是由如下方法制备而得：将活性炭颗粒用石墨烯溶液进行浸泡3～5h，然后放入烤箱中烘干2～3h,持续操作3～5次。

8.根据权利要求7所述的空调空气净化一体装置，其特征在于，所述石墨烯与活性炭颗粒的质量比为1～3:100。

9.根据权利要求6所述的空调空气净化一体装置，其特征在于，所述石墨烯复合活性炭颗粒的粒径为8～80目。