CN114183869A - 一种净化全面安全的新风过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种净化能力全面且安全的新风过滤装置。按气流的方向依次有等离子体腔、混气腔、洗气槽、除臭氧单元和冷凝腔；所述的等离子体腔，腔体内设置等离子体发生器；所述的混气腔，腔体内错落布置折流板；所述洗气槽内有洗气液，所述的除臭氧单元采用电解槽或臭氧还原网；所述的冷凝腔，底部设置冷凝水槽，使得冷凝水能够滴入所述冷凝水槽，所述冷凝水槽分别通过回流阀，与洗气槽和电解槽中的回流管连通。本装置对新风***中流经的空气净化类型全面，一次性完成对主要类型污染物的净化，如PM10、PM2.5、细菌病毒、甲醛等、苯、氨等，没有臭氧污染风险。

Description

一种净化全面安全的新风过滤装置
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种净化全面安全的新风过滤装置。
背景技术
现代生活中的人们越来越追求高品质的生活质量，特别是对于居住环境中 的空气质量，人们更加看重。因而往往在室内安装新风***。新风***将室外的空气引进，并经过过滤、热交换等处理后送入室内，从而起到朝室内充入新鲜空气的作用。
新风***需要将室外进来的空气经过过滤净化，消除或者降低空气中的粉尘、花粉、PM10、PM2.5、细菌病毒、甲醛、氮氧化物等空气污染物，才能进入室内，改善室内空气质量。目前新风***里所用的空气过滤器根据其原理可以分为两类技术：1. 采用固态高效滤网；2. 采用静电集尘。基于这些技术的空气过滤器具有各自的缺点。
采用固态滤网的方法，是将空气通过致密的固态滤网，如高效空气过滤网（HEPA）、活性炭等具有致密孔隙的固态材料，对空气中的污染物进行过滤和吸附。这类方法对空气中的小粒径尘粒和气态污染物过滤效果不好，滤网的过滤效果随着使用时间的增加而下降，因而需要定期更换而产生固体废弃物，增加了使用成本，更换滤网时容易二次扬尘。
采用静电集尘的方法，是利用静电场使气体电离，使尘粒带某种电性，然后吸附到相反电性的收集电极上。这类方法在工作过程中会持续产生臭氧释放到环境中，且需要定期对收集电极进行清洗，清洗过程容易二次扬尘。
以上2种现有的新风净化装置，因为其净化原理的固有属性而存在各自的缺点，如净化功能不全面、使用成本高、产生固体废弃物、二次扬尘、产生臭氧等。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种净化全面安全的新风过滤装置。
本发明的新风过滤装置，作为新风***的过滤部分，起到净化进入的室外空气的功能，或者净化室内循环空气的功能。利用新风***的风机作为气流动力。
本发明装置对空气中污染物的净化类型覆盖面广，可净化的污染物包括PM10、PM2.5、细菌病毒、甲醛等VOCs。并且不用固体滤网，不产生有害或者难处理的固态或液态废弃物，使用成本低，不产生臭氧等任何有害气体。
本发明的新风过滤装置，按气流的方向依次有等离子体腔、混气腔、洗气槽、除臭氧单元和冷凝腔。
所述的等离子体腔，腔体内设置等离子体发生器，所述等离子体发生器采用负电晕放电、正电晕放电、介质阻挡放电这三种中的一种。所述等离子体发生器的启闭由等离子体发生器电源控制。优化的，所述等离子体腔的进气口设置单向阀，防止腔内气体倒流到外界。
所述的混气腔，腔体内错落布置折流板以增加气流各组分的混合程度、增加气流的湍流程度、延长气流流经的时间，使等离子体、臭氧和空气中的污染成分充分发生作用。
所述洗气槽内有气液隔板和孔筛板，将腔体分为洗气槽进气腔和洗气槽洗气腔。所述洗气槽内有洗气液，所述洗气液的成分为水，或者为表面活性剂水溶液。所述洗气槽内设置液位计和回流管，所述回流管设置单独的回流阀与所述冷凝器相连。
所述洗气槽液位计通过导线将液位信号传递到所述控制单元。
所述的除臭氧单元可以采用电解槽，所述电解槽内有可电解反应生成氢氧根离子的溶液，如Na2CO3水溶液、NaHCO3水溶液或K2CO3水溶液。电解电极的通电与断电由电解电源控制。所述电解槽内设置液位计和PH计，所述液位计和所述PH计通过导线将液位信号和PH值信号传递到控制单元。所述电解槽还设置有回流管，通过单独的回流阀与所述冷凝器相连。所述电解槽的出气口设置电热丝，其开闭由电热丝电源控制，用于反应掉电解反应生成的氢气。所述电热丝电源和所述电解电源联动，能够同时启闭。
作为另外一种选择，所述的除臭氧单元也可以采用臭氧还原网。臭氧还原网上有分解臭氧所需的催化剂，此为现有技术中可以提供的。
所述的冷凝腔，底部设置冷凝水槽，使得冷凝水能够滴入所述冷凝水槽。所述冷凝水槽分别通过回流阀，与洗气槽和电解槽中的回流管连通。所述冷凝水槽内的冷凝水，通过重力，或者通过小水泵，可以回流到洗气槽或电解槽中。所述冷凝腔的制冷来源为利用新风***中的热交换器；或者单独采用半导体制冷；或者单独采用压缩机冷媒循环制冷。
本发明装置使用时，空气进入所述等离子体腔，和所述等离子体腔中产生的等离子体和伴随产物臭氧混合；空气、等离子体和臭氧进入所述混气腔充分混合，并反应一段时间，完成小粒径尘粒凝聚为大粒径尘粒、病菌微生物被灭活、甲醛等气态有机挥发物被分解这三个过程；气流进入所述洗气槽，大粒径尘粒、灭活的微生物和气态有机挥发物分解产物被所述洗气液吸附；气流进入所述电解槽，电解液内含有因发生电解反应而产生的氢氧根离子而将气流中的臭氧还原为氧气；或者臭氧采用臭氧还原网分解。气流进入所述冷凝腔，经过冷凝后排向外界环境，气流中的水蒸气被部分冷凝成为冷凝水并汇入所述冷凝水水槽，通过所述回流管回流到所述洗气槽和所述电解槽以保持液位在正常范围。
所述的控制单元，接收所述洗气槽液位计的液位信号、接收所述电解槽液位计的液位信号、接收所述PH计的PH值信号，通过控制条件进行判断，输出所述等离子体发生器电源开闭信号、输出所述洗气槽回流阀开闭信号、输出所述电解槽回流阀开闭信号、输出所述电解电源开闭信号、输出所述电热丝电源开闭信号。通过一定的控制逻辑，保证洗气槽和电解槽的液位在正常范围，保证电解槽内液体的PH值在正常范围。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1. 净化类型全面，在不加入其它额外功能（甲醛催化剂、臭氧催化剂、紫外灭菌、高温灭菌等）的情况下，用简单的流程一次性完成对主要类型污染物的净化，如PM10、PM2.5、细菌病毒、甲醛等、苯、氨等。
2. 不用固体滤芯，不产生任何固体废弃物。唯一的耗材是无毒无害的苏打粉，且使用量极少，成本低廉。
3. 无任何有害气体副产物排放，长期使用，没有臭氧污染风险。
4. 用水作为吸附剂，产生的废水相当于泥浆水，无毒无害，可以直接排入下水道。
5. 不用定期更换配件（和滤网式相比），不用定期清洗配件（和静电集尘式相比）。
附图说明
图1是本发明新风过滤装置的一个实施例的的结构示意图。
图2是本发明新风过滤装置的另一个实施例的的结构示意图。
图3 带进液管和排液管的洗气槽。
图4 带进液管和排液管的电解槽。
图5抽屉式洗气槽（结合状态）示意图。
图6抽屉式洗气槽（分开状态）示意图。
其中，
1：等离子体腔；
2：混气腔；
3：洗气槽；
4：除臭氧单元；
5：冷凝腔；
6：气液隔板；
7：孔筛板；
8：液位计；
9：pH计；
10：冷凝水槽；
11：回流管；
12：电解电极；
13：进液管；
14：进液阀门；
15：排液管；
16：排液阀门；
17：触点；
18：把手；
19：密封圈。
具体实施方式
本发明的新风过滤装置，按气流的方向依次有等离子体腔1、混气腔2、洗气槽3、除臭氧单元4和冷凝腔5。
所述的等离子体腔1，腔体内设置等离子体发生器，所述等离子体腔的进气口设置单向阀。
所述的混气腔2，腔体内错落布置折流板。
所述洗气槽3内有气液隔板6和孔筛板7，将腔体分为进气腔和洗气腔，所述洗气槽内有洗气液，所述洗气液的成分为水，或者为表面活性剂水溶液；所述洗气槽内设置液位计8和回流管11，所述洗气槽液位计通过导线将液位信号传递到控制单元。
所述的除臭氧单元4采用电解槽或臭氧还原网；所述电解槽内设置液位计8和PH计9，所述液位计8和所述PH计9通过导线将液位信号和PH值信号传递到控制单元，所述电解槽的出气口设置电热丝，所述电解槽内有可电解反应生成氢氧根离子的溶液，所述电解槽还设置有回流管11。
所述的冷凝腔5，底部设置冷凝水槽10，使得冷凝水能够滴入所述冷凝水槽，所述冷凝水槽分别通过回流阀，与洗气槽3和电解槽中的回流管11连通。
所述的臭氧还原网上有臭氧分解所需的催化剂。
所述冷凝水槽10内的冷凝水，通过重力，或者通过水泵，回流到洗气槽或电解槽中。
所述冷凝腔5，采用半导体制冷；或者压缩机冷媒循环制冷。
所述等离子体发生器采用负电晕放电、正电晕放电、介质阻挡放电这三种中的任一种。
所述的混气腔2，腔体内错落布置折流板以增加气流各组分的混合程度、增加气流的湍流程度、延长气流流经的时间，使等离子体、臭氧和空气中的污染成分充分发生作用。
所述的除臭氧单元4可以采用电解槽，所述电解槽内有可电解反应生成氢氧根离子的溶液，如Na2CO3水溶液、NaHCO3水溶液或K2CO3水溶液。电解电极12的通电与断电由电解电源控制。所述电解槽内设置液位计和PH计，所述液位计和所述PH计通过导线将液位信号和PH值信号传递到控制单元。
所述电解槽的出气口设置电热丝，其开闭由电热丝电源控制，用于反应掉氧气和氢气。所述电解电源和所述电热丝电源联动，能够同时启闭。
作为另外一种选择，所述的除臭氧单元也可以采用臭氧还原网来反应掉。臭氧还原网上有臭氧分解所需的催化剂，此为现有技术中可以提供的。
所述洗气槽和电解槽有两种更换液体的模式。第一种模式是：所述洗气槽或电解槽和整机是固连的，所述洗气槽或电解槽的容器壁较高处，开有进液管13与进液阀门14，所述洗气槽或电解槽的容器壁最低处，开有排液管15和排液阀门16，液体通过所述进液管3和进液阀门进入腔体，通过所述排液管15和排液阀门16排出。
第二种模式是：所述洗气槽或电解槽和整机不是固连的，能够从整机的外框架中取出和放入。当所述洗气槽或电解槽放入所述外框架时，有如下结构对应：所述外框架上开有进气口，对应所述洗气槽或电解槽的进气口；所述外框架上开有出气口，对应所述洗气槽或电解槽的出气口；所述外框架上开有冷凝水回流管口，对应所述洗气槽或电解槽的回流管。所述外框架上设置电解电极触点17，对应所述电解槽的电解电极并与其接触导通；所述外框架上设置传感器触点17，对应所述洗气槽和电解槽的液位计和PH计的信号输出触点并与其接触而导通。上述相互对应的流通液体或气体的接口处，设置弹性密封圈19，所述洗气槽或电解槽上设置把手18，取出所述洗气槽或电解槽后更换液体。
本发明装置使用时，空气进入所述等离子体腔，和所述等离子体腔中产生的等离子体和伴随产物臭氧混合；空气、等离子体和臭氧进入所述混气腔充分混合，并反应一段时间，完成小粒径尘粒凝聚为大粒径尘粒、病菌微生物被灭活、甲醛等气态有机挥发物被分解这三个过程；气流进入所述洗气槽，大粒径尘粒、灭活的微生物和气态有机挥发物分解产物被所述洗气液吸附；气流进入所述电解槽，电解液内含有因发生电解反应而产生的氢氧根离子而将气流中的臭氧还原为氧气；或者直接采用臭氧还原网分解掉。气流进入所述冷凝腔，经过冷凝后排向外界环境，气流中的水蒸气被部分冷凝成为冷凝水并汇入所述冷凝水水槽，通过所述回流管回流到所述洗气槽和所述电解槽以保持液位在正常范围。

Claims (8)

1.一种净化全面安全的新风过滤装置，按气流的方向依次有等离子体腔、混气腔、洗气槽、除臭氧单元和冷凝腔；
所述的等离子体腔，腔体内设置等离子体发生器，所述等离子体腔的进气口设置单向阀；
所述的混气腔，腔体内错落布置折流板；
所述洗气槽内有气液隔板和孔筛板，将腔体分为进气腔和洗气腔，所述洗气槽内有洗气液，所述洗气液的成分为水，或者为表面活性剂水溶液；所述洗气槽内设置液位计和回流管，所述洗气槽液位计通过导线将液位信号传递到控制单元；
所述的除臭氧单元采用电解槽或臭氧还原网；所述电解槽内设置液位计和PH计，所述液位计和所述PH计通过导线将液位信号和PH值信号传递到控制单元，所述电解槽的出气口设置电热丝，所述电解槽内有可电解反应生成氢氧根离子的溶液，所述电解槽还设置有回流管；
所述的冷凝腔，底部设置冷凝水槽，使得冷凝水能够滴入所述冷凝水槽，所述冷凝水槽分别通过回流阀，与洗气槽和电解槽中的回流管连通。
2.根据权利要求1所述的新风过滤装置，其特征在于，所述电解槽内有Na2CO3水溶液、NaHCO3水溶液或K2CO3水溶液。
3.根据权利要求1所述的新风过滤装置，其特征在于，所述电解槽的电解电源和所述电热丝电源联动，能够同时启闭。
4.根据权利要求1所述的新风过滤装置，其特征在于，所述的臭氧还原网上有臭氧分解所需的催化剂。
5.根据权利要求1或2所述的新风过滤装置，其特征在于，所述冷凝腔，产生冷凝水，制冷的来源为新风***中的热交换器；或者采用半导体制冷；或者压缩机冷媒循环制冷。
6.根据权利要求1或2所述的新风过滤装置，其特征在于，所述冷凝水槽内的冷凝水，通过重力，或者通过水泵，回流到洗气槽或电解槽中。
7.根据权利要求1或2所述的新风过滤装置，其特征在于，所述等离子体发生器采用负电晕放电、正电晕放电、介质阻挡放电这三种中的一种。
8.根据权利要求1或2所述的新风过滤装置，其特征在于，所述洗气槽和电解槽有两种更换液体的模式，第一种模式是：所述洗气槽或电解槽和整机是固连的，所述洗气槽或电解槽的容器壁较高处，开有进液管与进液阀门，所述洗气槽或电解槽的容器壁最低处，开有排液管和废液阀门，液体通过所述进液口和进液阀门进入腔体，通过所述排液管和排液阀门排出；第二种模式是：所述洗气槽或电解槽和整机不是固连的，能够从整机的外框架中取出和放入。
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