一種自活化空氣過濾系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于空氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種自活化空氣過濾系統(tǒng)。系統(tǒng)包含三個(gè)空氣流通回路：內(nèi)循環(huán)回路，其包含一組過濾裝置，該過濾裝置由多組不同孔徑的分子篩濾層組成，通過室內(nèi)空氣的循環(huán)流動(dòng)，對(duì)室內(nèi)粉塵、微生物等進(jìn)行吸附；外循環(huán)回路，用于室內(nèi)外的空氣流通，引入室外新鮮空氣，減少室內(nèi)二氧化碳等廢氣含量；自清潔回路，包含一加熱裝置，用于對(duì)過濾裝置進(jìn)行清潔，即通過加熱方式焚燒去除過濾裝置上附著殘留的有機(jī)物和微生物，并將產(chǎn)生的廢氣排出到室外。本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，過濾效率高，且具有自清潔和滅菌功能。
【專利說明】一種自活化空氣過濾系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種空氣過濾系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市生活的不斷發(fā)展，人們?cè)絹碓街匾暱諝赓|(zhì)量對(duì)人體健康的影響。而當(dāng)前人們所處的生活環(huán)境越來越惡劣，工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣、隨處可見的汽車尾氣等導(dǎo)致了日益嚴(yán)重的空氣污染。近年來，霧霾天氣的急劇增多、PM2.5指數(shù)的頻繁超標(biāo)，向揭示了空氣污染的嚴(yán)重影響。而室內(nèi)的空氣污染，對(duì)于人體健康的威脅則更加明顯，已經(jīng)成為嚴(yán)重影響現(xiàn)代人類健康的殺手之一。
[0003]室內(nèi)污染物可能達(dá)數(shù)千種之多，包括了空氣中本身含有的粉塵、花粉、帶菌顆粒物等有害物質(zhì)、室內(nèi)裝飾材料的揮發(fā)性有機(jī)化合物等有毒物質(zhì)。此外，由于現(xiàn)代生活中日益普及的空調(diào)系統(tǒng)，造成了室內(nèi)封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)，極容易造成細(xì)菌、病毒、霉菌等病原微生物的大量繁衍，成為了室內(nèi)空氣污染的重大隱患。因此，近年來人們對(duì)空氣凈化系統(tǒng)的需求日益增加。
[0004]目前常見的空氣凈化系統(tǒng)，都需要進(jìn)行定期維護(hù)，清理、更換濾網(wǎng)或?yàn)V芯來維持其凈化效果，否則其濾網(wǎng)、濾芯本身會(huì)成為污染源造成空氣的二次污染。因此，有關(guān)自清潔的空氣凈化設(shè)備得到了極大的關(guān)注。
[0005]最常用的自清潔方式是采用氣流將濾網(wǎng)上沉積的顆粒物排出。多項(xiàng)專利中都采用了類似的方法，如發(fā)明專利CN201310578613.9介紹了的一種自清潔空氣凈化設(shè)備，將吸塵管安裝于過濾器旁側(cè)，通過吸力去除過濾器的附著物，從而實(shí)現(xiàn)自清潔的功能。而發(fā)明專利CN201210305862.6的自動(dòng)除塵空氣凈化器，采用連接滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的吸塵嘴來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除塵效果。發(fā)明專利CN200910039611.6介紹了帶有空氣凈化裝置的空調(diào)器，采用靜電除塵模塊和臭氧或紫外發(fā)生器的組合，實(shí)現(xiàn)空氣凈化的效果，其部件上吸附的灰塵通過風(fēng)葉形成的渦旋氣流來清除。發(fā)明專利CN200710045048.4的容積式通風(fēng)裝置，主過濾裝置采用環(huán)形過濾帶，部分工作在空氣過濾狀態(tài)，另一部分則由吹氣裝置清除積塵。但這種方式無法保證自清潔的徹底性，灰塵顆粒物等可能還會(huì)殘留在濾網(wǎng)或凈化系統(tǒng)的其他部件上，可能隨循環(huán)氣流回到室內(nèi)，影響空氣凈化效果。
[0006]發(fā)明專利CN201310216362.X介紹了一種裝設(shè)有電吸解附系統(tǒng)的自清潔空氣凈化裝置，通電后兩個(gè)電吸解附單元內(nèi)的吸附材料電極分別帶不同電性，吸附空氣中的污染物實(shí)現(xiàn)空氣凈化；隨后通過控制電源更換電極極性以解附吸附材料電極上的污染物，再配合水源清洗污染物以實(shí)現(xiàn)自清潔作用。
[0007]實(shí)用新型CN201320251912.7介紹了圈帶式自動(dòng)清潔靜電空氣凈化裝置，裝置內(nèi)的大、小圈帶分別帶正負(fù)電性形成高壓電場(chǎng)，流經(jīng)其間的帶荷電的灰塵顆粒在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被吸附，當(dāng)圈帶上的灰塵累積到一定程度后，采用磁性刮板將灰垢刮入灰斗中，從而保持大、小圈帶的清潔。
[0008]發(fā)明專利CN201110400045.4介紹的室內(nèi)空氣凈化裝置包含有烘干裝置、清洗裝置、低溫等離子發(fā)生器、風(fēng)機(jī)、紫外線燈管、納米光觸媒裝置、臭氧消除裝置等部分，適用于空氣污染嚴(yán)重的環(huán)境，適合室內(nèi)使用。實(shí)用新型CN201220039417.5采用活性碳纖維吸附層和紫外燈組合的方式，吸附層受熱后快速實(shí)現(xiàn)主動(dòng)脫附，而吸附層外側(cè)設(shè)置光觸媒層，在光催化作用下將有機(jī)物分解，從而實(shí)現(xiàn)帶自清潔的空氣凈化效果。光觸媒方法能有效去除空氣中的有機(jī)物，但仍然存在無機(jī)微塵顆粒物沉積的問題。
[0009]需要開發(fā)一種方便簡(jiǎn)易的空氣凈化系統(tǒng)，既能夠提高過濾除塵的效果、兼顧微生物和細(xì)菌滅除，同時(shí)又能夠?qū)崿F(xiàn)自清潔功能，維護(hù)操作方便，維護(hù)成本較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種除塵效果好，能兼顧微生物和細(xì)菌滅除，且具有自清潔功能的空氣過濾系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明提供的空氣過濾系統(tǒng)，采用不同孔徑的分子篩組合來提高過濾的效果，通過加熱方式分解分子篩濾層上沉積的有機(jī)物；并同時(shí)將殘余的無機(jī)物轉(zhuǎn)化為濾層的一部分，以此方式達(dá)到自清潔的效果。該方式節(jié)能環(huán)保，避免了空氣凈化系統(tǒng)定期維護(hù)造成的人力成本的負(fù)擔(dān)以及繁復(fù)的操作。
[0012]本發(fā)明提出的一種空氣過濾系統(tǒng)是一種自活化空氣過濾系統(tǒng)，包括三個(gè)空氣流通回路:
(1)內(nèi)循環(huán)回路，該回路包含一組過濾裝置，通過室內(nèi)空氣的循環(huán)流動(dòng)，過濾裝置對(duì)室內(nèi)粉塵等有機(jī)物、以及微生物進(jìn)行吸附；
(2)外循環(huán)回路，該回路用于室內(nèi)外的空氣流通，引入室外新鮮空氣，減少室內(nèi)二氧化碳等廢氣含量；
(3)自清潔回路，該回路包含一個(gè)加熱裝置，用于對(duì)過濾裝置進(jìn)行自清潔，即通過加熱方式，焚燒去除過濾裝置上附著殘留的有機(jī)物和微生物，并將產(chǎn)生的廢氣排出到室外。
[0013]本發(fā)明中，所述的內(nèi)循環(huán)回路中，過濾裝置由多組不同孔徑的分子篩濾層組成，從進(jìn)氣管到出氣管按照分子篩濾層孔徑從大到小逐順序排列，孔徑范圍為0.Γ50 nm，可以濾除PM2.5等細(xì)顆粒物。
[0014]本發(fā)明中，所述加熱裝置采用微波加熱裝置，或采用電熱絲、碳纖維、紅外燈等電加熱裝置，也可以采用熱吹風(fēng)裝置。加熱溫度可為250 °C以上，持續(xù)時(shí)間為f 30分鐘。
[0015]本發(fā)明中，所述加熱裝置，其功率可以調(diào)節(jié)，在啟動(dòng)自清潔回路時(shí)，可高溫清潔分子篩濾層；在啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)回路時(shí)，可根據(jù)用戶要求選擇關(guān)閉加熱或保持低溫加熱清潔空氣。
[0016]本發(fā)明中，各空氣流通回路的開關(guān)和切換可以設(shè)置成定時(shí)自動(dòng)控制，或手動(dòng)控制；可以配置傳感器進(jìn)行控制，在檢測(cè)到無人時(shí)啟動(dòng)自清潔回路，或當(dāng)檢測(cè)到室內(nèi)二氧化碳濃度超過某一定值時(shí)，啟動(dòng)外循環(huán)回路；可以采用有線遠(yuǎn)程控制，也可以采用手機(jī)、平板電腦等智能終端的無線遠(yuǎn)程控制等。
[0017]本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì):
本發(fā)明采用分子篩作為過濾裝置，既提高了過濾效果，又方便節(jié)能。傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)過濾介質(zhì)能非常有效地去除10微米以上的顆粒物。但對(duì)于5微米以下的顆粒物，高效的機(jī)械式過濾系統(tǒng)非常昂貴。靜電集塵對(duì)較大顆粒和纖維的捕集效果較差，又容易引起放電，而且清洗麻煩，還容易產(chǎn)生臭氧，形成二次污染。負(fù)離子和等離子體法都是通過使空氣中的顆粒物帶電，聚結(jié)形成較大顆粒而沉降，但顆粒物實(shí)際上并未移除，只是附著于附近的表面上，易導(dǎo)致再次揚(yáng)塵。分子篩作為一種多孔材料，能有效增大空氣流通路徑，增大吸附幾率。將多組分子篩組合，能夠充分過濾不同孔徑的顆粒物，提高過濾效果。而且分子篩是由無機(jī)的硅鋁酸鹽化合物構(gòu)成，能耐受高溫加熱，且容易處理，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。
[0018]本發(fā)明通過微波加熱、電加熱等方式，可以使被吸附的顆粒物加熱至250 °C以上的高溫，則其中的有機(jī)物分解成揮發(fā)性氣體排出，無機(jī)物高溫下與分子篩燒結(jié)成一體，同時(shí)能夠殺滅空氣中的細(xì)菌和微生物。僅一套加熱裝置就可以實(shí)現(xiàn)濾層自清潔和滅菌功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且不存在臭氧、紫外泄漏等危害。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一種自活化空氣過濾系統(tǒng)的示意圖。
[0020]圖中標(biāo)號(hào):1一室外進(jìn)氣管；2—室內(nèi)進(jìn)氣管；3—室外出氣管；4一室內(nèi)出氣管；5—過濾腔體；6—風(fēng)機(jī)；7—分子篩濾層；8—風(fēng)箱；9一加熱裝置；11 一室外進(jìn)氣管閥門；21—室內(nèi)進(jìn)氣管閥門；31—室外出氣管閥門；41 一室內(nèi)出氣管閥門。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和實(shí)例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。所描述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的部分實(shí)施例。基于本發(fā)明而未作出創(chuàng)造性成果的其他所有實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]根據(jù)圖1所示，一種自活化空氣過濾系統(tǒng)，包含:室外進(jìn)氣管1、室內(nèi)進(jìn)氣管2、室外出氣管3、室內(nèi)出氣管4、過濾腔體5、風(fēng)機(jī)6、分子篩濾層7、風(fēng)箱8以及加熱裝置9。分子篩濾層7設(shè)置在過濾腔體5下部，分子篩濾層7由若干個(gè)不同孔徑的分子篩按孔徑大小從上到下依次排列組成；風(fēng)機(jī)6設(shè)在過濾腔體5內(nèi)、分子篩濾層7的上部，分子篩濾層7的上部設(shè)有風(fēng)箱8 ;風(fēng)機(jī)6和風(fēng)箱8使過濾腔體5內(nèi)形成空氣循環(huán)；加熱裝置9設(shè)置在過濾腔體5的旁邊或過濾腔體5內(nèi)；室外進(jìn)氣管I設(shè)有閥門11，室內(nèi)進(jìn)氣管2設(shè)有閥門21，室外出氣管3閥門31，室內(nèi)出氣管4設(shè)有閥門41，這些閥門用來控制氣流的通路。
[0023]其中，內(nèi)循環(huán)回路由室內(nèi)進(jìn)氣管2、過濾腔體5和室內(nèi)出氣管4構(gòu)成；常規(guī)情況下，開啟閥門21和閥門41，關(guān)閉閥門11和閥門31，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)6，室內(nèi)污染空氣在風(fēng)機(jī)6的作用下形成流動(dòng)，經(jīng)過該循環(huán)回路后被過濾腔體5中的分子篩濾層7濾除灰塵(包括粗顆粒物和細(xì)顆粒物)和有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，從室內(nèi)出氣管4排出潔凈的空氣，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。同時(shí)可以根據(jù)用戶的需要，開啟加熱裝置9并工作在較低溫度下，達(dá)到殺菌消毒的效果。
[0024]外循環(huán)回路由室外進(jìn)氣管1、過濾腔體5和室內(nèi)出氣管4構(gòu)成；開啟閥門11和閥門41，關(guān)閉閥門21和閥門31，室外新鮮空氣在風(fēng)機(jī)6作用下從室外進(jìn)氣管I被引入過濾腔體5，經(jīng)過分子篩濾層7濾除空氣中的有害顆粒物后，從室內(nèi)出氣管4進(jìn)入室內(nèi)環(huán)境，從而提高氧氣含量，降低室內(nèi)二氧化碳等廢氣的濃度，避免室內(nèi)長(zhǎng)期封閉引起的惡心、暈眩、頭痛等缺氧癥狀。
[0025]自清潔回路由室外進(jìn)氣管1、過濾腔體5、室外出氣管3以及加熱裝置9構(gòu)成；當(dāng)需要啟動(dòng)自清潔功能時(shí)，開啟閥門11和閥門31，關(guān)閉閥門21和閥門41，風(fēng)機(jī)6調(diào)節(jié)至較低風(fēng)速，啟動(dòng)加熱裝置9，加熱裝置9對(duì)濾層7進(jìn)行f 30分鐘的高溫加熱，使吸附物達(dá)到250 V以上溫度，使有機(jī)物和微生物充分焚燒分解；分解后的二氧化碳和水等氣體以及殘留無機(jī)物從室外出氣管3排出，完成過濾裝置的自清潔。
[0026]在比較小型的空氣凈化機(jī)中，加熱裝置9可以采用電熱絲、碳纖維、紅外燈等電加熱方式，可以纏繞在分子篩濾層中，也可以安裝在分子篩濾層外。而在中央空調(diào)系統(tǒng)等大型空氣凈化系統(tǒng)中，加熱裝置9可以采用微波裝置，高效可靠，且控制方便，可隨時(shí)開關(guān)。
[0027]本發(fā)明的空氣凈化系統(tǒng)中，各個(gè)回路之間的控制和切換方式多樣，可以設(shè)置各種功能的定時(shí)自動(dòng)切換裝置，也可以根據(jù)用戶需要手動(dòng)切換。定時(shí)自動(dòng)切換裝置的控制系統(tǒng)還可以采用有線遠(yuǎn)程控制，也可以采用手機(jī)、平板電腦等智能終端的無線遠(yuǎn)程控制等方式，以滿足不同的使用需求。
【權(quán)利要求】
1.一種自活化空氣過濾系統(tǒng)，其特征在于包括三個(gè)空氣流通回路: (I)內(nèi)循環(huán)回路，該回路包含一組過濾裝置，通過室內(nèi)空氣的循環(huán)流動(dòng)，過濾裝置對(duì)室內(nèi)空氣中有機(jī)物、以及微生物進(jìn)行吸附； (2)外循環(huán)回路，該回路用于室內(nèi)外的空氣流通，引入室外新鮮空氣，減少室內(nèi)廢氣含量; (3)自清潔回路，該回路包含一個(gè)加熱裝置，用于對(duì)過濾裝置進(jìn)行自清潔，即通過加熱方式，焚燒去除過濾裝置上附著殘留的有機(jī)物和微生物，并將產(chǎn)生的廢氣排出到室外； 其中，所述的過濾裝置由多個(gè)不同孔徑的分子篩濾層組成，從進(jìn)氣管到出氣管方向按照分子篩濾層孔徑從大到小逐順序排列，孔徑范圍0.Γ50 nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自活化空氣過濾系統(tǒng)，其特征在于所述的加熱裝置采用微波加熱裝置，或者采用電加熱裝置，或者采用熱吹風(fēng)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自活化空氣過濾系統(tǒng)，其特征在于所述的加熱裝置，其功率可以調(diào)節(jié)，在啟動(dòng)自清潔回路時(shí)，用于高溫清潔分子篩濾層；在啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)回路時(shí)，根據(jù)用戶要求選擇關(guān)閉加熱或保持低溫加熱清潔空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自活化空氣過濾系統(tǒng)，其特征在于各各回路的開關(guān)和切換設(shè)置成定時(shí)自動(dòng)控制，或手動(dòng)控制；并配置傳感器進(jìn)行控制，在檢測(cè)到無人時(shí)啟動(dòng)自清潔回路，或當(dāng)檢測(cè)到室內(nèi)二氧化碳濃度超過某一定值時(shí)，啟動(dòng)外循環(huán)回路；采用有線遠(yuǎn)程控制，或采用手機(jī)、平板電腦智能終端的無線遠(yuǎn)程控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的自活化空氣過濾系統(tǒng)，其特征在于包含:室外進(jìn)氣管(I)、室內(nèi)進(jìn)氣管(2)、室外出氣管(3)、室內(nèi)出氣管(4)、過濾腔體(5)、風(fēng)機(jī)(6)、分子篩濾層(7)、風(fēng)箱(8)以及加熱裝置(9);分子篩濾層(7)設(shè)置在過濾腔體(5)下部，分子篩濾層(7)由若干個(gè)不同孔徑的分子篩按孔徑大小從上到下依次排列組成；風(fēng)機(jī)(6)設(shè)在過濾腔體(5)內(nèi)、分子篩濾層(7)的上部，分子篩濾層(7)的上部設(shè)有風(fēng)箱(8);風(fēng)機(jī)(6)和風(fēng)箱(8)使過濾腔體(5)內(nèi)形成空氣循環(huán)；加熱裝置(9)設(shè)置在過濾腔體(5)的旁邊或過濾腔體(5)內(nèi)；室外進(jìn)氣管(I)設(shè)有第一閥門(11)，室內(nèi)進(jìn)氣管(2)設(shè)有第二閥門(21)，室外出氣管(3)設(shè)有第三閥門(31)，室內(nèi)出氣管(4)設(shè)有第四閥門(41)，這些閥門用來控制氣流的通路； 其中，內(nèi)循環(huán)回路由室內(nèi)進(jìn)氣管(2)、過濾腔體(5)和室內(nèi)出氣管(4)構(gòu)成；外循環(huán)回路由室外進(jìn)氣管(I)、過濾腔體(5)和室內(nèi)出氣管(4)構(gòu)成；自清潔回路由室外進(jìn)氣管(I)、過濾腔體(5)、室外出氣管(3)以及加熱裝置(9)構(gòu)成。
6.—種如權(quán)利要求5所述的自活化空氣過濾系統(tǒng)的控制方法,其特征在于: 對(duì)于內(nèi)循環(huán)回路，開啟第二閥門(21)和第四閥門(41)，關(guān)閉第一閥門(11)和第三閥門(31)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)(6)，室內(nèi)污染空氣在風(fēng)機(jī)(6)的作用下形成流動(dòng)，經(jīng)過該循環(huán)回路后被過濾腔體(5 )中的分子篩濾層(7 )吸附空氣中的微生物和有機(jī)物質(zhì)，從室內(nèi)出氣管(4)排出潔凈的空氣，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量；同時(shí)根據(jù)用戶的需要，開啟加熱裝置(9)并工作在較低溫度下，達(dá)到殺菌消毒的效果； 對(duì)于外循環(huán)回路，開啟第一閥門(11)和第四閥門(41)，關(guān)閉第二閥門(21)和第三閥門(31)，室外新鮮空氣在風(fēng)機(jī)(6)作用下從室外進(jìn)氣管(I)被引入過濾腔體(5)，經(jīng)過分子篩濾層(7)濾除空氣中的有害顆粒物后，從室內(nèi)出氣管(4)進(jìn)入室內(nèi)環(huán)境，從而提高氧氣含量，降低室內(nèi)二氧化碳等廢氣的濃度；對(duì)于自清潔回路，當(dāng)需要啟動(dòng)自清潔功能時(shí)，開啟第一閥門(11)和第三閥門(31)，關(guān)閉第二閥門(21)和第四閥門(41)，風(fēng)機(jī)(6)調(diào)節(jié)至較低風(fēng)速，啟動(dòng)加熱裝置(9)，加熱裝置(9)對(duì)分子篩濾層(7)進(jìn)行f 30分鐘的高溫加熱，使吸附物達(dá)到250 1:以上溫度，使有機(jī)物和微生物充分焚燒分解；分解后的二氧化碳和水等氣體以及殘留無機(jī)物從室外出氣管(3)排出，完成過濾裝置的自清潔。
【文檔編號(hào)】B01D46/30GK104162323SQ201410346617
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】張善端, 韓秋漪, 荊忠 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué), 上海鎵銦光電科技有限公司