CN116697508A - 一种自循环二氧化碳变温吸附装置 - Google Patents

一种自循环二氧化碳变温吸附装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种自循环二氧化碳变温吸附装置，包括壳体，壳体安装在烟道上，壳体的一端设有与室内连通的进气管道，另一端设有排气组件；排气组件的出气端分别与烟道和室内连通；二氧化碳变温捕集器，安装在壳体内；二氧化碳变温捕集器的进气端与进气管道连通，排气端与排气组件连通；换热器，安装在壳体外壁上，并且与烟道接触；二氧化碳浓度探头，安装在壳体内，并且靠近进气管道设置；中控器，安装在壳体上；其中，进气管道内安装有第一电磁阀；第一电磁阀、排气组件、换热器、二氧化碳浓度探头均与中控器电性连接。本发明可实现二氧化碳的动态控制，智能便捷、节能环保，提高了装置的运行效率。

Description

一种自循环二氧化碳变温吸附装置
技术领域
本发明涉及二氧化碳空气碳捕集技术领域，特别是涉及一种自循环二氧化碳变温吸附装置。
背景技术
随着社会经济的快速发展和生活质量的提高，人们对于室内空气质量的要求也越来越高，人们不仅关注室内污染物(如，甲醛，TVOC，PM2.5，病毒微生物等)的清除，对于二氧化碳的含量的动态控制也开始涉足。成年人平均每小时通过呼吸排出的二氧化碳约为18L，在封闭的室内经过一昼夜可排出432L的二氧化碳，而一个小房间约能容纳36000L空气，如果不采取措施清除累积排出的二氧化碳，会导致人长期吸入过多二氧化碳，引起体内的二氧化碳含量长期居高不下，进而对人体健康产生不良影响。
室内的二氧化碳含量是室内空气质量的一项重要指标，现有的室内空气净化器大多针对室内装修产生的甲醛等有害物质。而现有的室内二氧化碳变温捕集装置在完成吸附后，依靠电能等高品质能提供能量进行脱附，产生较高能耗；同时，现有的室内二氧化碳变温捕集装置并不能实现二氧化碳的动态控制。
现基于脱附时的节能需求与实现室内二氧化碳动态控制两个目的，提出一种能够实现循环吸附的二氧化碳变温吸附装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种自循环二氧化碳变温吸附装置，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种自循环二氧化碳变温吸附装置，包括：
壳体，所述壳体安装在烟道上，所述壳体的一端设有与室内连通的进气管道，另一端设有排气组件；所述排气组件的出气端分别与烟道和室内连通；
二氧化碳变温捕集器，安装在所述壳体内；所述二氧化碳变温捕集器的进气端与所述进气管道连通，排气端与所述排气组件连通；
换热器，安装在所述壳体外壁上，并且与烟道接触；
二氧化碳浓度探头，安装在所述壳体内，并且靠近所述进气管道设置；
中控器，安装在所述壳体上；
其中，所述进气管道内安装有第一电磁阀；所述第一电磁阀、所述排气组件、所述换热器、所述二氧化碳浓度探头均与所述中控器电性连接。
根据本发明提供的一种自循环二氧化碳变温吸附装置，所述二氧化碳变温捕集器包括空气预处理机构和二氧化碳变温捕集机构；所述空气预处理机构和所述二氧化碳变温捕集机构均安装在所述壳体内；所述进气管道、所述空气预处理机构、所述二氧化碳变温捕集机构、所述排气组件依次连通。
根据本发明提供的一种自循环二氧化碳变温吸附装置，所述排气组件包括总管道、第一支管和第二支管；所述总管道一端与所述壳体远离所述进气管道的一端固定且连通；所述总管道与所述二氧化碳变温捕集机构连通；
所述第一支管和所述第二支管通过三通接头与所述总管道远离所述壳体的一端连通；所述总管道上安装有风机；
所述第一支管和所述第二支管上均安装有第二电磁阀，所述风机、两所述第二电磁阀均与所述中控器电性连接；所述第一支管与烟道连通，所述第二支管与室内连通。
根据本发明提供的一种自循环二氧化碳变温吸附装置，所述壳体内安装有温度传感器，所述温度传感器靠近所述进气管道设置，所述温度传感器与所述中控器电性连接。
根据本发明提供的一种自循环二氧化碳变温吸附装置，所述空气预处理机构包括依次间隔设置的滤网层、活性炭层、催化剂层；所述滤网层、所述活性炭层、所述催化剂层均安装在所述壳体内，并且所述滤网层靠近所述进气管道设置。
根据本发明提供的一种自循环二氧化碳变温吸附装置，所述二氧化碳变温捕集机构包括至少一层变温固体吸附剂层；所述变温固体吸附剂层安装在所述壳体内，并且位于所述催化剂层和所述总管道之间。
根据本发明提供的一种自循环二氧化碳变温吸附装置，所述换热器电性连接有光伏发电组件。
根据本发明提供的一种自循环二氧化碳变温吸附装置，所述光伏发电组件包括太阳能板和蓄电池，所述蓄电池和所述换热器均与所述中控器电性连接；所述太阳能板通过变流器与所述蓄电池电性连接。
根据本发明提供的一种自循环二氧化碳变温吸附装置，所述变温固体吸附剂层设有三层。
本发明公开了以下技术效果：
本发明通过二氧化碳变温捕集器对室内空气中的二氧化碳等杂质进行吸附，换热器利用烟道余热对二氧化碳变温捕集器内的吸附材料进行加热，使得二氧化碳变温捕集器中捕获的二氧化碳等杂质脱附，实现二氧化碳变温捕集器的持续运行，节能环保，可实现室内二氧化碳循环吸附；
本发明中室内空气经进气管道进入壳体内，经二氧化碳变温捕集器解吸附后的二氧化碳气体经排气组件排出至烟道，无需储存在装置内部；同时经过吸附过滤后的低二氧化碳浓度的热空气返回室内，冬季时可为室内提供回流热风；
本发明通过二氧化碳浓度探头对可以空气的二氧化碳浓度进行监测，并将数据传递至中控器，经中控器控制第一电磁阀、排气组件、换热器的启闭和输出功率，实现装置的自动化调节，进而实现二氧化碳的动态控制，智能便捷、提高了装置的运行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明中二氧化碳变温捕集器的结构示意图；
图3为本发明中中控器的结构示意图；
图4为本发明实施例2的结构示意图；
其中，01、进气管道；021、二氧化碳浓度探头；022、温度传感器；03、二氧化碳变温捕集器；031、空气预处理机构；032、二氧化碳变温捕集机构；04、排气组件；041、第一支管；042、第二支管；05、中控器；06、换热器；07、风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1-3，本发明提供一种自循环二氧化碳变温吸附装置，包括：
壳体，壳体安装在烟道上，壳体的一端设有与室内连通的进气管道01，另一端设有排气组件04；排气组件04的出气端分别与烟道和室内连通；
二氧化碳变温捕集器03，安装在壳体内；二氧化碳变温捕集器03的进气端与进气管道01连通，排气端与排气组件04连通；
换热器06，安装在壳体外壁上，并且与烟道接触；
换热器06由换热管道及换热工质组成，分别与烟道和二氧化碳变温捕集器03接触，当温度传感器022传递的温度信号达到150度后，中控器05控制换热器06工作，通过高效导热油热传导及热对流方式将烟道热量传递到二氧化碳变温捕集器03处，实现病毒、TVOC、甲醛的净化脱除和多功能固体吸附剂中二氧化碳的脱附，提高二氧化碳变温捕集器03的使用寿命；
二氧化碳浓度探头021，安装在壳体内，并且靠近进气管道01设置；二氧化碳浓度探头021的探测端朝向室内，实时检测室内空气中的二氧化碳浓度并将数据反馈至中控器05；
中控器05，安装在壳体上；
其中，进气管道01内安装有第一电磁阀；第一电磁阀、排气组件04、换热器06、二氧化碳浓度探头021均与中控器05电性连接；
如此设置，本发明通过二氧化碳变温捕集器03对室内空气中的二氧化碳等杂质进行吸附，换热器06利用烟道余热对二氧化碳变温捕集器03内的吸附材料进行加热，使得二氧化碳变温捕集器03中捕获的二氧化碳等杂质脱附，实现二氧化碳变温捕集器03的持续运行，节能环保，可实现室内二氧化碳循环吸附；
本发明中室内空气经进气管道01进入壳体内，经二氧化碳变温捕集器03解吸附后的二氧化碳气体经排气组件04排出至烟道，无需储存在装置内部；同时经过吸附过滤后的低二氧化碳浓度的热空气返回室内，冬季时可为室内提供回流热风；
本发明通过二氧化碳浓度探头021对可以空气的二氧化碳浓度进行监测，并将数据传递至中控器05，经中控器05控制第一电磁阀、排气组件04、换热器06的启闭和输出功率，实现装置的自动化调节，进而实现二氧化碳的动态控制，智能便捷、提高了装置的运行效率。
进一步优化方案，二氧化碳变温捕集器03包括空气预处理机构031和二氧化碳变温捕集机构032；空气预处理机构031和二氧化碳变温捕集机构032均安装在壳体内；进气管道01、空气预处理机构031、二氧化碳变温捕集机构032、排气组件04依次连通。
进一步优化方案，排气组件04包括总管道、第一支管041和第二支管042；总管道一端与壳体远离进气管道01的一端固定且连通；总管道与二氧化碳变温捕集机构032连通；
第一支管041和第二支管042通过三通接头与总管道远离壳体的一端连通；总管道上安装有风机07；风机07起到引风作用，将室内高碳空气引入壳体内以及将处理后的脱碳空气或高浓度二氧化碳强制排出；
第一支管041和第二支管042上均安装有第二电磁阀，风机07、两第二电磁阀均与中控器05电性连接；第一支管041与烟道连通，第二支管042与室内连通；
如此设置，通过控制两第二电磁阀的启闭实现第一支管041和第二支管042的连通和关闭；进而实现经二氧化碳变温捕集器03解吸附后的二氧化碳气体经排气组件04排出至烟道，以及将经过吸附过滤后的低二氧化碳浓度的热空气返回室内。
进一步优化方案，壳体内安装有温度传感器022，温度传感器022靠近进气管道01设置，温度传感器022与中控器05电性连接；温度传感器022位于壳体内壁，并且紧贴烟道处；可实时监测烟道温度，并将数据传输到中控器05；
如此设置，中控器05通过二氧化碳浓度探头021反馈的二氧化碳浓度、温度传感器022反馈的烟道热量控制风机07档位、第一电磁阀、两第二电磁阀的启闭，从而实现不同模式的切换；当二氧化碳浓度超过0.06％(即600ppm)时，风机07启动，将室内空气引入进气管道01中，第一电磁阀开启，同时第一支管041上的第二电磁阀开启，中间空气通过二氧化碳变温捕集器03完成二氧化碳的吸附；当浓度低于0.04％(400ppm)时，第一电磁阀、两第二电磁阀都关闭，风机07停止；当烟道温度超过150度时，第二支管042上的第二电磁阀开启，换热器06开始工作，将吸附剂前期吸附的二氧化碳实现脱附排出；
本发明通过温度传感器022与二氧化碳浓度探头021可以实现模式自动转换，无需人为调控。
进一步优化方案，空气预处理机构031包括依次间隔设置的滤网层、活性炭层、催化剂层；滤网层、活性炭层、催化剂层均安装在壳体内，并且滤网层靠近进气管道01设置；如此设置，通过滤网层、活性炭层、催化剂层对空气中的颗粒悬浮物进行过滤，对室内的病毒、TVOC、甲醛等活性炭耦合催化剂进行吸附原位处理；避免其附着在多功能固体吸附剂层状表面降低吸附剂吸附性能。
进一步优化方案，二氧化碳变温捕集机构032包括至少一层变温固体吸附剂层；变温固体吸附剂层安装在壳体内，并且位于催化剂层和总管道之间；
变温固体吸附剂层设有三层；通过三层变温固体吸附剂层去除大颗粒分子的空气进入后通过一层层的吸附剂，二氧化碳通过物理及化学吸附作用吸附在固体碳捕集颗粒表面及孔道内，完成吸附过程；过滤大颗粒分子、脱除部分二氧化碳、净化病毒、TVOC、甲醛等污染物的洁净空气经出气管重新返回到室内，保证室内温度不变的条件下完成二氧化碳浓度的降低。
实施例2
参照图4，本实施例与实施例1的不同之处在于，换热器06电性连接有光伏发电组件；
光伏发电组件包括太阳能板和蓄电池，蓄电池和换热器06均与中控器05电性连接；太阳能板通过变流器与蓄电池电性连接。
如此设置，当太阳能充足时，太阳能板吸收太阳辐射并转化为电能存储与蓄电池中，通过蓄电池连接加热设备(图中未示出)将热量用于换热器06中导热油的升温，当导热油温度达到150度时，对二氧化碳变温捕集器03进行加热，同样进行病毒、TVOC、甲醛的净化脱除和多功能固体吸附剂中二氧化碳的脱附。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体安装在烟道上，所述壳体的一端设有与室内连通的进气管道(01)，另一端设有排气组件(04)；所述排气组件(04)的出气端分别与烟道和室内连通；
二氧化碳变温捕集器(03)，安装在所述壳体内；所述二氧化碳变温捕集器(03)的进气端与所述进气管道(01)连通，排气端与所述排气组件(04)连通；
换热器(06)，安装在所述壳体外壁上，并且与烟道接触；
二氧化碳浓度探头(021)，安装在所述壳体内，并且靠近所述进气管道(01)设置；
中控器(05)，安装在所述壳体上；
其中，所述进气管道(01)内安装有第一电磁阀；所述第一电磁阀、所述排气组件(04)、所述换热器(06)、所述二氧化碳浓度探头(021)均与所述中控器(05)电性连接。
2.根据权利要求1所述的自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于：所述二氧化碳变温捕集器(03)包括空气预处理机构(031)和二氧化碳变温捕集机构(032)；所述空气预处理机构(031)和所述二氧化碳变温捕集机构(032)均安装在所述壳体内；所述进气管道(01)、所述空气预处理机构(031)、所述二氧化碳变温捕集机构(032)、所述排气组件(04)依次连通。
3.根据权利要求2所述的自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于：所述排气组件(04)包括总管道、第一支管(041)和第二支管(042)；所述总管道一端与所述壳体远离所述进气管道(01)的一端固定且连通；所述总管道与所述二氧化碳变温捕集机构(032)连通；
所述第一支管(041)和所述第二支管(042)通过三通接头与所述总管道远离所述壳体的一端连通；所述总管道上安装有风机(07)；
所述第一支管(041)和所述第二支管(042)上均安装有第二电磁阀，所述风机(07)、两所述第二电磁阀均与所述中控器(05)电性连接；所述第一支管(041)与烟道连通，所述第二支管(042)与室内连通。
4.根据权利要求1所述的自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于：所述壳体内安装有温度传感器(022)，所述温度传感器(022)靠近所述进气管道(01)设置，所述温度传感器(022)与所述中控器(05)电性连接。
5.根据权利要求3所述的自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于：所述空气预处理机构(031)包括依次间隔设置的滤网层、活性炭层、催化剂层；所述滤网层、所述活性炭层、所述催化剂层均安装在所述壳体内，并且所述滤网层靠近所述进气管道(01)设置。
6.根据权利要求5所述的自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于：所述二氧化碳变温捕集机构(032)包括至少一层变温固体吸附剂层；所述变温固体吸附剂层安装在所述壳体内，并且位于所述催化剂层和所述总管道之间。
7.根据权利要求1所述的自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于：所述换热器(06)电性连接有光伏发电组件。
8.根据权利要求7所述的自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于：所述光伏发电组件包括太阳能板和蓄电池，所述蓄电池和所述换热器(06)均与所述中控器(05)电性连接；所述太阳能板通过变流器与所述蓄电池电性连接。
9.根据权利要求6所述的自循环二氧化碳变温吸附装置，其特征在于：所述变温固体吸附剂层设有三层。
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