CN107631389B - 基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统及其运行方法。该系统包括压缩机、空气净化换热器、室外管翅式换热器、室内管翅式换热器、节流元件、四通换向阀、电动截止阀、风机、风阀和净化风道。本发明在普通家用空调的基础上增加了空气净化部分，在空气净化阶段，通过空气净化换热器表面涂有的VOCs及甲醛吸附材料的吸附作用对流经空气进行净化处理；在再生阶段，利用空调的冷凝废热提供吸附材料解附过程所需的热量，并将空气排至室外。本发明能实现对室内VOCs及甲醛的持续性吸附，提高室内空气品质；有效利用空调冷凝废热再生吸附材料，达到循环使用的效果，并节约系统能耗；再生过程排气的同时能够对室内进行换气，兼具提高室内空气新鲜度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统及其运行方法。
背景技术
人的一生有超过80％的时间生活在室内，因此室内空气品质将对人的生活品质产生较大影响。较低的室内空气品质将会降低劳动效率，甚至危害居住者健康，产生一系列建筑关联病，如过敏性鼻炎、过敏性肺炎、哮喘等等。在影响室内空气品质的有害气体中，挥发性有机化合物(VOCs)和甲醛占了很大的比重。
当前室内净化技术中，由于吸附材料具有成本较低，无有害副产物等优势，在市场中应用广泛。然而由于吸附材料吸附量有限，当前市场上的产品均采用更换吸附材料的方法解决吸附饱和问题，这使得吸附势净化器须频繁更换吸附材料，增加运行成本。且若吸附材料长期未得到更换，将无法起到空气净化的效果。因此亟需解决吸附材料饱和这一关键问题。
在常规的家用空调系统当中，室外管翅式换热器中的冷凝热直接以废热的形式通过风机排至室外，这部分热量并没有得到很好的利用。而其中压缩机出口的排气温度较高，该温度已能够对吸附材料进行部分或全部再生，使得吸附材料得以循环利用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能耗较低、基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统。
本发明拟用如下技术方案实现本发明的目的：
基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统，其包括压缩机、第一电动截止阀、空气净化换热器、第二电动截止阀、四通换向阀、室外管翅式换热器、节流元件、室内管翅式换热器、净化风机、室外风机、室内风机、排风风阀、送风风阀和净化风道；所述空气净化换热器是通过将VOCs及甲醛固体吸附材料涂覆在常规翅片管式换热器翅片表面得到的；
所述的空气净化系统包括制冷剂流程、净化空气流程、空调室内机空气流程和系统室外机空气流程；
制冷剂流程的连接方式为：所述压缩机的出口与所述第一电动截止阀和所述第二电动截止阀的入口相连，所述压缩机的入口与所述四通换向阀的一个接口相连，所述第一电动截止阀的出口与所述空气净化换热器的入口相连，所述空气净化换热器的出口与所述第二电动截止阀的出口相连，之后与所述四通换向阀的一个接口相连，所述四通换向阀的另外两个接口分别于所述室外管翅式换热器入口和室内管翅式换热器出口相连，所述室外管翅式换热器的出口与所述节流元件的入口相连，所述节流元件的出口与所述室内管翅式换热器的入口相连；
净化空气流程的连接方式为：室内空气在所述净化风道中经过净化风机后进入所述空气净化换热器，之后经过所述排风风阀排至室外或经过所述送风风阀送入室内；
空调室内机空气流程的连接方式为：室内空气经过所述室内管翅式换热器后，由所述室内风机送入室内；
系统室外机空气流程的连接方式为：室外空气经过所述室外管翅式换热器后，由所述室外风机送入室外。
作为优选，所述固体吸附材料包括但不限于硅胶、硅藻、活性炭、活性氧化铝。
作为优选，所述空气净化换热器的铜管入口经过所述第一电动截止阀之后与所述压缩机出口相连；所述空气净化换热器表面吸附材料吸附饱和之后，吸附材料再生过程所需的热量来自于空调系统的冷凝废热。
作为优选，所述空气净化风道安装在室内墙壁上，并通过风道与室外通。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述任意一项所述系统的空气净化运行方法，其包括空气净化方法、吸附材料再生方法和家用空调运行方法；
其中所述空气净化方法为：
系统关闭所述第一电动截止阀和所述排风风阀，打开所述第二电动截止阀、所述净化风机和所述送风风阀；室内空气流经所述空气净化换热器时，由于其表面涂敷的VOCs及甲醛的固体吸附材料的吸附作用，空气中的有害物质被除去，达到净化效果；净化后的空气经过所述送风风阀送入室内，达到净化空气的效果；
其中所述吸附材料再生方法为：
当所述空气净化换热器表面的吸附材料吸附饱和之后，系统打开所述第一电动截止阀、所述净化风机和所述排风风阀，关闭所述第二电动截止阀和所述送风风阀；所述压缩机出口高温高压的制冷剂气体通过所述空气净化换热器的管侧进入所述空气净化换热器，提供其表面吸附材料再生过程所需热量；室内空气经过所述空气净化换热器后，带走解附的有害物质，再生过程中的废气经过所述排风风阀排至室外。
作为优选，所述的空气净化方法和所述的吸附材料再生方法按照一定的周期交替进行，空气净化时间和吸附材料再生时间根据具体材料物性决定，采用常数或随着总运行时长增长考虑材料性能变化而变化的量；通过材料吸附和解吸的循环进行，保证吸附材料的吸附性能，实现空气净化功能，提高室内空气品质。
与现有技术相比，本发明所述的一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统具有的优势在于：
第一，本发明在普通家用空调的基础上增加了空气净化部分，可对室内的挥发性有机物(VOCs)及甲醛进行净化处理，提高室内空气品质。
第二，本发明中VOCs及甲醛的吸附材料可在空调冷凝热的作用下再生，使得吸附材料可循环使用，增加材料的使用寿命，降低运行成本。
第三，本发明中吸附材料再生过程使用的热源为空调冷凝废热，无需其他能源投入，节能环保。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果做进一步说明，以充分的了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统的结构示意图。
图中：压缩机1、第一电动截止阀2、空气净化换热器3、第二电动截止阀4、四通换向阀5、室外管翅式换热器6、节流元件7、室内管翅式换热器8、净化风机9、室外风机10、室内风机11、排风风阀12、送风风阀13和净化风道14。
具体实施方式
本发明的一个较佳实施例提供了一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统，如图1所示，包括压缩机1、第一电动截止阀2、空气净化换热器3、第二电动截止阀4、四通换向阀5、室外管翅式换热器6、节流元件7、室内管翅式换热器8、净化风机9、室外风机10、室内风机11、排风风阀12、送风风阀13和净化风道14；
基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统还包括制冷剂流程、净化空气流程、空调室内机空气流程和系统室外机空气流程；
制冷剂流程的连接方式为：所述压缩机1的出口与所述第一电动截止阀2和所述第二电动截止阀4的入口相连，所述压缩机1的入口与所述四通换向阀5的一个接口相连，所述第一电动截止阀2的出口与所述空气净化换热器3的入口相连，所述空气净化换热器3的出口与所述第二电动截止阀4的出口相连，之后与所述四通换向阀5的一个接口相连，所述四通换向阀5的另外两个接口分别于所述室外管翅式换热器6入口和室内管翅式换热器8出口相连，所述室外管翅式换热器6的出口与所述节流元件7的入口相连，所述节流元件7的出口与所述室内管翅式换热器8的入口相连；
净化空气流程的连接方式为：室内空气在所述净化风道14中经过净化风机9后进入所述空气净化换热器3，之后经过所述排风风阀12排至室外或经过所述送风风阀13送入室内；
空调室内机空气流程的连接方式为：室内空气经过所述室内管翅式换热器8后，由所述室内风机11送入室内；
系统室外机空气流程的连接方式为：室外空气经过所述室外管翅式换热器6后，由所述室外风机10送入室外。
本实施例的一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统中，所述空气净化换热器3是通过将VOCs及甲醛固体吸附材料涂覆在常规翅片管式换热器翅片表面制备而成的。通过表面材料对VOCs及甲醛的吸附作用，实现空气的净化过程。
本实施例的一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统中，所述空气净化换热器3的铜管入口经过所述第一电动截止阀2之后与所述压缩机1出口相连。所述空气净化换热器3表面吸附材料吸附饱和之后，吸附材料再生过程所需的热量来自于空调系统的冷凝废热。
本实施例的一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统中，所述空气净化风道14中包含了可将净化后空气送入房间的所述送风风阀13和可将再生过程中废气直接排至室外的所述排风风阀12。所述空气净化风道14安装在室内墙壁上，并通过风道与室外通。
本实施例还提供了一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统的运行方法，添加了除VOCs及其自动再生的功能，用户可以通过空调控制面板进行控制，有强力去除、一般去除和智能去除等三个级别。强力去除是指净化风机一直保持高风量运行，一般去除是指间歇性地工作风量较低，智能去除是根据本地时间和运行时间等优化净化系统的运行。包括空气净化方法、吸附材料再生方法和家用空调运行方法；
本实施例的空气净化方法为：
系统关闭所述第一电动截止阀2和所述排风风阀12，打开所述第二电动截止阀4、所述净化风机9和所述送风风阀13。室内空气流经所述空气净化换热器3时，由于其表面涂敷的VOCs及甲醛的固体吸附材料的吸附作用，空气中的VOCs和甲醛等有害物质被除去，达到净化效果。净化后的空气经过所述送风风阀13送入室内，达到净化空气的效果；
本实施例的吸附材料再生方法为：
当所述空气净化换热器3表面的吸附材料吸附饱和之后，系统打开所述第一电动截止阀2、所述净化风机9和所述排风风阀12，关闭所述第二电动截止阀4和所述送风风阀13。所述压缩机1出口高温高压的制冷剂气体通过所述空气净化换热器3的管侧进入所述空气净化换热器3，提供其表面吸附材料再生过程所需热量。室内空气经过所述空气净化换热器后3，带走解附的VOCs及甲醛等有害物质，再生过程中的废气经过所述排风风阀12排至室外；
本实施例的家用空调运行方法与常规家用空调运行方法相同，不在赘述。
本实施例的空气净化方法和本实例的吸附材料再生方法按照一定的周期交替进行，空气净化时间和吸附材料再生时间根据具体材料物性决定，可以是常数，也可以是随着总运行时长增长考虑材料性能变化而变化的量。通过材料吸附和解吸的循环进行，保证吸附材料的吸附性能，实现空气净化功能，提高室内空气品质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种基于空调冷凝热回收再生的空气净化系统的空气净化运行方法，其特征在于，所述的空气净化系统包括压缩机（1）、第一电动截止阀（2）、空气净化换热器（3）、第二电动截止阀（4）、四通换向阀（5）、室外管翅式换热器（6）、节流元件（7）、室内管翅式换热器（8）、净化风机（9）、室外风机（10）、室内风机（11）、排风风阀（12）、送风风阀（13）和净化风道（14）；所述空气净化换热器（3）是通过将VOCs及甲醛固体吸附材料涂覆在常规翅片管式换热器翅片表面得到的；
所述的空气净化系统包括制冷剂流程、净化空气流程、空调室内机空气流程和系统室外机空气流程；
制冷剂流程的连接方式为：所述压缩机（1）的出口与所述第一电动截止阀（2）和所述第二电动截止阀（4）的入口相连，所述压缩机（1）的入口与所述四通换向阀（5）的一个接口相连，所述第一电动截止阀（2）的出口与所述空气净化换热器（3）的入口相连，所述空气净化换热器（3）的出口与所述第二电动截止阀（4）的出口相连，之后与所述四通换向阀（5）的一个接口相连，所述四通换向阀（5）的另外两个接口分别于所述室外管翅式换热器（6）入口和室内管翅式换热器（8）出口相连，所述室外管翅式换热器（6）的出口与所述节流元件（7）的入口相连，所述节流元件（7）的出口与所述室内管翅式换热器（8）的入口相连；
净化空气流程的连接方式为：室内空气在所述净化风道（14）中经过净化风机（9）后进入所述空气净化换热器（3），之后经过所述排风风阀（12）排至室外或经过所述送风风阀（13）送入室内；
空调室内机空气流程的连接方式为：室内空气经过所述室内管翅式换热器（8）后，由所述室内风机（11）送入室内；
系统室外机空气流程的连接方式为：室外空气经过所述室外管翅式换热器（6）后，由所述室外风机（10）送入室外；
所述空气净化换热器（3）的铜管入口经过所述第一电动截止阀（2）之后与所述压缩机（1）出口相连；所述空气净化换热器（3）表面吸附材料吸附饱和之后，吸附材料再生过程所需的热量来自于空调系统的冷凝废热；
所述空气净化运行方法包括空气净化方法、吸附材料再生方法和家用空调运行方法；
其中所述空气净化方法为：
系统关闭所述第一电动截止阀（2）和所述排风风阀（12），打开所述第二电动截止阀（4）、所述净化风机（9）和所述送风风阀（13）；室内空气流经所述空气净化换热器（3）时，由于其表面涂敷的VOCs及甲醛的固体吸附材料的吸附作用，空气中的有害物质被除去，达到净化效果；净化后的空气经过所述送风风阀（13）送入室内，达到净化空气的效果；
其中所述吸附材料再生方法为：
当所述空气净化换热器（3）表面的吸附材料吸附饱和之后，系统打开所述第一电动截止阀（2）、所述净化风机（9）和所述排风风阀（12），关闭所述第二电动截止阀（4）和所述送风风阀（13）；所述压缩机（1）出口高温高压的制冷剂气体通过所述空气净化换热器（3）的管侧进入所述空气净化换热器（3），提供其表面吸附材料再生过程所需热量；室内空气经过所述空气净化换热器（3）后，带走解附的有害物质，再生过程中的废气经过所述排风风阀（12）排至室外。
2.根据权利要求1所述的空气净化运行方法，其特征在于，所述固体吸附材料包括硅胶、硅藻、活性炭、活性氧化铝。
3.根据权利要求1所述的空气净化运行方法，其特征在于，所述净化风道（14）安装在室内墙壁上，并通过风道与室外通。
4.根据权利要求1所述的空气净化运行方法，其特征在于，所述的空气净化方法和所述的吸附材料再生方法按照一定的周期交替进行，空气净化时间和吸附材料再生时间根据具体材料物性决定，采用常数或随着总运行时长增长考虑材料性能变化而变化的量；通过材料吸附和解吸的循环进行，保证吸附材料的吸附性能，实现空气净化功能，提高室内空气品质。
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