專利名稱：靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于空氣調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種空氣浄化裝置。
背景技術(shù)：
民用和エ業(yè)建筑的室內(nèi)環(huán)境對(duì)于人類活動(dòng)影響越來越大，室內(nèi)空氣品質(zhì)直接或間接影響了人們的生活和工作，目前由于各種原因，室內(nèi)污染情況較為嚴(yán)重。室內(nèi)污染物主要分為物理污染物，化學(xué)污染物，生物污染物三類。物理污染物主要包括油粒，煙霧，粉塵等顆粒物，通過負(fù)載化學(xué)污染物和生物污染物破壞人體健康；化學(xué)污染物主要包括甲醛，苯，一氧化碳，氮氧化物，硫化物和VOC等，直接同人體發(fā)生作用破壞免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生肺炎，神經(jīng)炎等疾?。簧镂廴疚锇?xì)菌，霉菌，病毒等，也是直接同人體作用產(chǎn)生疾病。隨著現(xiàn)代都市化進(jìn)程的加快，人們有80%的時(shí)間在室內(nèi)環(huán)境中度過，但被污染的室內(nèi)環(huán)境引發(fā)大量健康 問題和工作效率下降，據(jù)統(tǒng)計(jì)中國約8%的慢性疾病同SBS (病態(tài)建筑綜合征)有關(guān)；エ業(yè)建筑中空氣污染情況更為惡化，復(fù)雜的生產(chǎn)エ藝過程產(chǎn)生嚴(yán)重的污染物，工人工作情緒，勞動(dòng)效率，健康狀況很不樂觀，中國衛(wèi)生研究機(jī)構(gòu)將長(zhǎng)期接觸高濃度氣體污染物和顆粒物的工人列入最易患癌癥人群前十位。因此，各種各樣的空氣凈化設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)，主要有過濾網(wǎng)型設(shè)備，活性炭型設(shè)備，光觸媒型設(shè)備，紫外線型設(shè)備以及各種設(shè)備的復(fù)合組成形式等，過濾網(wǎng)型設(shè)備通過物理攔截方法去除顆粒物；活性炭型設(shè)備通過物理吸附方法去除氣態(tài)污染物；光觸媒型設(shè)備和紫外線型設(shè)備通過化學(xué)反應(yīng)方法去除化學(xué)和生物污染物。近年來，許多學(xué)者對(duì)于空氣凈化設(shè)備進(jìn)行了研究，如[I]朱義成.空氣清潔器.中國專利· 1637355. 2005-07-13.(此專利設(shè)計(jì)了除水裝置以防止除塵過濾単元和除臭単元效果惡化)；[2]饒榮水等.一種空氣浄化器.中國專利.2756997. 2006-2-8.(此專利設(shè)計(jì)了靜電顆粒物過濾，光觸媒，紫外線，活性炭吸附的復(fù)合空氣浄化裝置)；[3]王寶柱，范洪波等.灰霾和臭氧空氣浄化過濾器.中國專利· 201209927. 2009-3-18.(此專利設(shè)計(jì)了灰霾和臭氧空氣浄化裝置)；[4]zhengweiLong,Qiang Yao. Numerical simulation of the flow and the collection mecnanisminside a scale hyhird particle collector. Powder Technology，2012,34(3)，26-37.
(此文獻(xiàn)詳細(xì)描述了集塵孔板在エ業(yè)用帶式除塵器的作用以及此過濾凈化系統(tǒng)的數(shù)值模擬方法)盡管空氣凈化設(shè)備效率驚人，但仍然有很多人拒絕它，很重要的一點(diǎn)就是運(yùn)行費(fèi)用過高，比如高效過濾器更換次數(shù)過于頻繁，管道阻力加大導(dǎo)致動(dòng)カ設(shè)施耗電量升高甚至需要更換動(dòng)力設(shè)備。目前關(guān)于空氣凈化設(shè)備的研究更多集中于凈化過濾效率，而凈化設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性分析，節(jié)能手段研究則較少。如果要進(jìn)一歩普及空氣凈化設(shè)備使用率，必須加強(qiáng)其經(jīng)濟(jì)性，做到效率性，經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保性，節(jié)能性全面協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在保證室內(nèi)優(yōu)質(zhì)空氣品質(zhì)基礎(chǔ)上，響應(yīng)國家建筑節(jié)能政策號(hào)召，降低能耗和使用費(fèi)用，使得大多數(shù)用戶可以接受空氣過濾浄化系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中空氣凈化設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用過高的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下—種靜電過濾復(fù)合空氣浄化裝置，包括管道以及設(shè)置于管道內(nèi)部的浄化裝置，所述管道截面為正方形結(jié)構(gòu)，所述浄化裝置依次包括垂直于管道設(shè)置的初效過濾網(wǎng)、與管道軸向設(shè)置的高壓電極、垂直于管道設(shè)置的集塵均流板和高效過濾器。所述初效過濾網(wǎng)和集塵均流板之間的管道壁左右兩側(cè)設(shè)置有管道集塵板。所述初效過濾網(wǎng)厚度為40_60mm，外框材料為鐵或鋁合金，內(nèi)骨架為鋼鐵焊接結(jié)構(gòu)，濾網(wǎng)成V字形，濾料由100%人造纖維纏繞式濾材制成?！0010]所述高壓電源放電極電壓為30-50KV。所述高壓電源放電極材料為不銹鋼絲，鋼琴線，鋼針或鎢絲的任意ー種。所述管道集塵板材料為碳鋼或不銹鋼。所述集塵均流板開孔率50-70%，開孔形狀為圓形或方形。所述高效過濾器濾料為超細(xì)玻璃纖維紙或細(xì)玻璃纖維紙。所述高效過濾器濾紙厚度為O. 3-0. 6_，高效過濾器的截面尺寸同風(fēng)道一致，厚度為150m，高效過濾器的褶皺密度為30-40折/100mm。所述管道材料為具有絕緣性質(zhì)的玻璃鋼。本實(shí)用新型的有益效果是集塵均流板是由集塵材料制成的多孔板，有四點(diǎn)作用。一是收集帶電顆粒，保護(hù)高效過濾器(HEPA)，延長(zhǎng)高效過濾器(HEPA)的使用壽命；ニ是減少高效過濾器(HEPA)的容塵量，降低壓降，節(jié)約動(dòng)力，三是降低空氣同高效過濾器(HEPA)上塵土和顆粒的暴露時(shí)間，減少空氣在顆粒過濾過程中同污染物氣體，細(xì)菌病毒的二次污染；四是均流作用，使得流過高效過濾器(HEPA)的氣流分布較為均勻，加強(qiáng)過濾效果?？諝饬鬟^集塵均流板進(jìn)入高效過濾器(HEPA)，超細(xì)顆粒物被其過濾。用戶可以根據(jù)自身要求選擇高效過濾器(HEPA)以及是否安裝管道集塵板，在保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的基礎(chǔ)上最大程度降低運(yùn)行成本。高效過濾器(HEPA)的兩端設(shè)置單ー壓差傳感器，同時(shí)檢測(cè)過濾器和靜電裝置的工作狀態(tài)，保證系統(tǒng)持久運(yùn)行。本實(shí)用新型空氣浄化裝置能夠有效去除顆粒物，氣態(tài)污染物，細(xì)菌，病毒等，同時(shí)可以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低運(yùn)行過程能耗，降低運(yùn)行成本，提高空氣品質(zhì)等。

圖I是本實(shí)用新型靜電過濾復(fù)合空氣浄化裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型靜電過濾復(fù)合空氣浄化裝置另ー種實(shí)施方式示意具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。如圖I所示，本實(shí)用新型空氣過濾浄化裝置方形管道內(nèi)部依次包括初效過濾網(wǎng)I ;高壓電源放電極2 ;管道集塵板3 ;集塵均流板4 ;高效過濾器(HEPA) 5 ;傳感器取壓管6 ；壓差傳感器7 ;接地線8 ;接地裝置9 ;設(shè)備管道壁面10 ;法蘭連接11。圖I和圖2的差別在于有無管道集塵板3。若大粒徑顆粒(d>lum)濃度大，應(yīng)安裝管道集塵板3，管道集塵板3和集塵均流板4共同收集帶電顆粒；若大粒徑顆粒(d>lum)濃度小，可無管道集塵板3，僅有集塵均流板4收集帶電顆粒；若小粒徑顆粒(d〈0. 3um)濃度大，高效過濾器(HEPA) 5應(yīng)使用超細(xì)玻璃纖維紙；若小粒徑顆粒(d〈0. 3um)濃度小，可使用細(xì)玻璃纖維紙。用戶可以根據(jù)不同的污染物類型以及室內(nèi)環(huán)境要求選擇不同的過濾凈化裝置型號(hào)。本實(shí)用新型工作原理和具體實(shí)施方式
如下被污染的空氣在HVAC系統(tǒng)中動(dòng)カ設(shè)備的作用下，依次通過各個(gè)過濾凈化設(shè)備后釋放到室內(nèi)空間中?？諝馐紫韧ㄟ^初效過濾網(wǎng)1，過濾較大的顆粒物并保護(hù)后續(xù)的空氣浄化裝置。初效過濾網(wǎng)I的截面尺寸與風(fēng)道一致，厚度為40-60_，具體的幾何尺寸見圖I ;外框材料為鐵或鋁合金，內(nèi)骨架為鋼鐵焊接結(jié)構(gòu)，兩者為可拆結(jié)構(gòu)以便于濾料更換和清洗。濾網(wǎng)做成V字形，濾料由100%人造纖維纏繞式濾材制成，過濾面積大，容塵量高,使用壽命長(zhǎng)。 被過濾的空氣進(jìn)入到高壓電源放電極2和管道集塵板3組成的靜電過濾區(qū)，在常溫常壓的條件下，高壓電極放電產(chǎn)生大量的高能電子，高能電子沖擊空氣產(chǎn)生活性負(fù)離子，高能電子和活性負(fù)離子可以使得顆粒帶電。部分帶電顆粒運(yùn)動(dòng)到集塵板實(shí)現(xiàn)靜電過濾作用，其余帶電顆粒以及高能電子和活性負(fù)離子進(jìn)入集塵均流板4。顆粒帶電使高效過濾器(HEPA) 5的過濾效率大幅度提高；活性負(fù)離子可以同VOC等有害氣體發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生無害物質(zhì)。高壓電源放電極2位于管道斷面中心，其軸向與管道長(zhǎng)度方向一致，中心同初效過濾網(wǎng)I有5-6倍管徑距離，同集塵均流板4有4-5倍管徑距離，保證放電區(qū)域足夠大使顆粒荷電充分，管徑為方形管道邊長(zhǎng)長(zhǎng)度。具體的幾何尺寸見圖I ;高壓電源放電極2電壓為30-50KV ;電極直徑為2mm，長(zhǎng)度為2_3倍管徑，電極形狀為圓柱形，鋸齒形，芒刺型，魚骨型；電極材料為不銹鋼絲，鋼琴線，鋼針，鎢絲。兩塊管道集塵板3位于管道左右側(cè)壁，高壓電源放電極2位于管道集塵板區(qū)域中心，管道集塵板3長(zhǎng)度為3-4倍管徑，高度為I倍管徑，具體的幾何尺寸見圖I ;管道集塵板3的材料為碳鋼和不銹鋼，碳鋼集塵板厚度為I. 2-2mm，不銹鋼集塵板厚度為O. 8-1. 5mm ;管道集塵板3在使用時(shí)應(yīng)接地線。管道集塵板3通過接地線8與接地裝置9相連，接地部分保證電安全故必須認(rèn)真安裝。此處方管管徑是指方形管道的斷面邊長(zhǎng)。被浄化的空氣進(jìn)入小粒徑顆粒物過濾區(qū)域，空氣首先流經(jīng)集塵均流板4，再流過過濾器。集塵均流板4是由集塵材料制成的多孔板，有四點(diǎn)作用。一是收集帶電顆粒，保護(hù)高效過濾器(HEPA) 5，延長(zhǎng)高效過濾器(HEPA) 5的使用壽命；ニ是減少高效過濾器(HEPA) 5的容塵量，降低壓降，節(jié)約動(dòng)力，三是降低空氣同高效過濾器(HEPA) 5上塵土和顆粒的暴露時(shí)間，減少空氣在顆粒過濾過程中氣體污染物，細(xì)菌病毒的二次污染；四是均流作用，使流過高效過濾器(HEPA) 5的氣流分布較為均勻，加強(qiáng)過濾效果?？諝饬鬟^集塵均流板4進(jìn)入高效過濾器(HEPA) 5，超細(xì)顆粒物被其過濾。 集塵均流板4同高壓電源放電極2有4-5倍管徑距離，其截面同風(fēng)道截面一致；集塵均流板4由碳鋼或不銹鋼制作，厚度為4-7mm ;集塵均流板4開孔率50-70%，開孔形狀為圓形或方形，開孔沿?cái)嗝婢鶆虿贾?，具體的幾何尺寸見圖I。開孔率小，集塵均流板4收集的帶電顆粒多，空氣阻カ大，利于保護(hù)后置的過濾設(shè)備，開孔率大則效果相反。因此，低開孔率集塵板適用于粉塵濃度高的場(chǎng)所，高開孔率集塵板適用于粉塵濃度低的場(chǎng)所。集塵均流板4通過接地線8與接地裝置9相連，接地部分保證電安全故必須認(rèn)真安裝。高效過濾器(HEPA)5采用無隔板形式，無隔板過濾器風(fēng)量在相同壓降條件下比有隔板的大；高效過濾器(HEPA)5的濾料為超細(xì)玻璃纖維紙，對(duì)于3um顆粒過濾效率達(dá)到99%以上；若濾料為細(xì)玻璃纖維紙，對(duì)于3um顆粒過濾效率達(dá)到60% -90% ;濾紙厚度為O. 3-0. 6mm;高效過濾器(HEPA) 5的截面尺寸同風(fēng)道一致，厚度為150mm;高效過濾器(HEPA) 5的褶皺密度為30-40折/100mm，較大的褶皺密度保證較低的過濾風(fēng)速。集塵均流板4以及高效過濾器(HEPA) 5的具體結(jié)構(gòu)形式(如褶皺密度，褶皺深度等)的具體參數(shù)(如開孔形狀，開孔率，距離過濾器的距離等)需根據(jù)實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)條件和エ況來確定，數(shù)值仿真技術(shù)(如CFD)是提供設(shè)計(jì)依據(jù)的有效手段。高效過濾器(HEPA) 5的兩端裝有壓差傳感器7，將信號(hào)傳至樓宇控制中心，檢測(cè)整 體空氣過濾系統(tǒng)。若壓差過高(超過3倍初阻力)，說明過濾器應(yīng)該更換；若壓差基本為零，說明過濾器被堵死；若壓差在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較大數(shù)值，說明前置的靜電系統(tǒng)對(duì)于目前的污染空氣作用較差，應(yīng)重新設(shè)計(jì)和改造靜電系統(tǒng)。過濾凈化設(shè)備管道材料為具有絕緣性質(zhì)的玻璃鋼。若管道材料同普通風(fēng)道一致為金屬體，則方管四個(gè)表面全部為集塵板，不利于清洗維護(hù)。此系統(tǒng)在去除顆粒物的同時(shí)也直接或間接地凈化氣態(tài)污染物以及細(xì)菌病毒。首先，高壓電極放電產(chǎn)生高壓電場(chǎng)，在電場(chǎng)和高速電子沖擊下氣態(tài)污染物以及病毒細(xì)菌的結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞；其次，大量的顆粒物被去除，氣態(tài)污染物以及病毒細(xì)菌失去了賴以依靠的載體，其威脅人類健康的幾率大大降低；第三，此系統(tǒng)對(duì)于氣態(tài)污染物以及病毒細(xì)菌的初級(jí)凈化有利于提高后續(xù)專業(yè)裝置(如光觸媒和紫外線凈化，活性炭吸附)效率的提高。如圖2所示，無管道集塵板3，僅通過均流集塵板4收集帶電顆粒，高壓電源放電極2的長(zhǎng)度和布置不同于圖1，直接朝向均流集塵板4放電。高壓電源放電極2位于管道斷面中心，其軸向與管道長(zhǎng)度方向一致，電極左端同圖I電極中心有2-3D距離，電極長(zhǎng)度有1-2D(D為管徑)距離，具體見圖2?？諝饨?jīng)過初效過濾，靜電過濾等過程釋放到封閉空間中。用戶可以根據(jù)室內(nèi)空間顆粒物的性質(zhì)以及室內(nèi)空間使用要求選擇不同的過濾器類型(如對(duì)空氣品質(zhì)要求高，則選用圖I型號(hào)采用超細(xì)玻璃纖維紙，但造價(jià)也高；如對(duì)空氣品質(zhì)要求一般，則選用細(xì)玻璃纖維紙，但造價(jià)有所降低)。盡管結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了上述描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗_和權(quán)利要求所保護(hù)范圍的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之列。
權(quán)利要求1.一種靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，包括管道以及設(shè)置于管道內(nèi)部的凈化裝置，其特征在于，所述管道截面為正方形結(jié)構(gòu)，所述凈化裝置依次包括垂直于管道設(shè)置的初效過濾網(wǎng)、與管道軸向設(shè)置的高壓電極、垂直于管道設(shè)置的集塵均流板和高效過濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述初效過濾網(wǎng)和集塵均流板之間的管道壁左右兩側(cè)設(shè)置有管道集塵板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述初效過濾網(wǎng)厚度為40-60_，外框材料為鐵或鋁合金，內(nèi)骨架為鋼鐵焊接結(jié)構(gòu)，濾網(wǎng)成V字形，濾料由100%人造纖維纏繞式濾材制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述高壓電源放電極電壓為30-50KV。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述高壓電源放電極材料為不銹鋼絲，鋼琴線，鋼針或鎢絲的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述管道集塵板材料為碳鋼或不銹鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述集塵均流板開孔率50-70 %，開孔形狀為圓形或方形。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述高效過濾器濾料為超細(xì)玻璃纖維紙或細(xì)玻璃纖維紙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述高效過濾器濾紙厚度為O. 3-0. 6mm,高效過濾器的截面尺寸同風(fēng)道一致，厚度為150m，高效過濾器的褶皺密度為30-40折/100mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，其特征在于，所述管道材料為具有絕緣性質(zhì)的玻璃鋼。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種靜電過濾復(fù)合空氣凈化裝置，包括管道以及設(shè)置于管道內(nèi)部的凈化裝置，所述管道截面為正方形結(jié)構(gòu)，所述凈化裝置依次包括垂直于管道設(shè)置的初效過濾網(wǎng)、與管道軸向設(shè)置的高壓電極、垂直于管道設(shè)置的集塵均流板和高效過濾器。本實(shí)用新型空氣凈化裝置能夠有效去除顆粒物，氣態(tài)污染物，細(xì)菌，病毒等，同時(shí)可以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低運(yùn)行過程能耗，降低運(yùn)行成本，提高空氣品質(zhì)等。
文檔編號(hào)F24F3/16GK202630261SQ20122028524
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者龍正偉, 馮壯波 申請(qǐng)人:天津大學(xué)