CN106440118B - 除湿净氧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除湿净氧系统，其包括：具有密闭性的外壳；设置于外壳前端的室外新风风口和与所述室外新风风口相间隔地设置的室内循环风口，其中所述室外新风风口内设置有可开启和闭合的风阀；设置于外壳后端的出风口；外壳内部依次设置有作为独立模块的初效HEPA过滤器、除湿恒温模块、高效HEPA过滤器、活性炭净化器、风机和控制系统，这些模块分别做成抽拉式部件，沿着外壳内壁由前端至后端依次排列。本发明的除湿净氧系统能够自动调节室内空气湿度、PM2.5水平和二氧化碳含量。

Description

除湿净氧系统

技术领域

本发明属于机电领域，具体涉及一种除湿净氧系统，尤其涉及一种用于自动调节室内空气湿度、PM2.5水平和二氧化碳含量的除湿新风净化系统。

背景技术

具有适宜湿度、低PM2.5水平和充足含氧量的空气是人们生活健康的重要保障；某些特殊的场合比如特定工作环境、特殊储藏空间对于空气的湿度、颗粒物水平和即二氧化碳含量又有特别的要求。普通的新风系统和空气净化系统无法单独满足这些需求，要同时满足上述各种空气质量需求，往往需要配置两个以上功能各异的设备。配置多个设备不仅占据较大的空间，在房间不同的部位分别安装以使其各司其职，而且还普遍存在单机采购成本高、现场施工复杂等问题；另外，不同设备的分别操作使用会耗费较多的时间，给操作者带来诸多不便，也不利于设备的联动控制，一旦某个设备出问题，其相应的功能就丧失，人们的生活或工作必然受到影响。同时，多个设备的使用必然耗费较多的电能，不利于绿色环保的社会要求。

发明内容

为克服现有技术的上述不足，实现空气湿度、PM2.5水平和二氧化碳含量的一体化调控，发明人对现有技术的中央空调系统、新风系统、空气净化系统和自动控制系统进行了创造性的组合，实行一机多能，开发出能够同时调控空气湿度、PM2.5水平和二氧化碳含量的结构紧凑的一体机。

因此，本发明的目的在于提供一种自动调节室内空气湿度、PM2.5水平和二氧化碳含量的除湿净氧系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种除湿净氧系统，其包括：具有密闭性的外壳；沿着从进风至出风方向设置于外壳前端的室外新风风口和与所述室外新风风口相间隔地设置的室内循环风口，其中所述室外新风风口内设置有可开启和闭合的风阀；设置于外壳后端的出风口；外壳内部沿着从进风至出风方向依次设置作为独立模块的初效HEPA过滤器、除湿恒温模块、高效HEPA过滤器、活性炭净化器、风机和控制系统；其中，

初效HEPA过滤器与外壳前端内壁之间形成回风分散区，用于使室内循环空气充分分散于初效HEPA过滤器前端截面、或者室内循环空气与室外新鲜空气充分混合并分散于初效HEPA过滤器前端截面；

除湿恒温模块包括用于使冷媒由液体变为气体的蒸发器、用于使冷媒由气体变为液体的冷凝器、和用于抽吸/压缩冷媒的压缩机，所述蒸发器和所述冷凝器通过节流装置相串联、并且保持一定间隔地设置；

风机和控制系统中的风机用于将室内空气和室外新鲜空气引入除湿净氧系统中并将除湿净化后的空气经出风口吹出；风机和控制系统中的控制系统用于实现除湿净氧系统在自动模式下工作，其包括控制器、湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器；

出风口与所述风机相连接，用于将湿度、PM2.5水平和二氧化碳水平符合预定指标的净化空气排入室内。

优选地，在外壳后端或外壳其他部位设置有通讯接口，通讯接口用于实现控制器与各传感器和电机或其他电气部件之间的连接。

优选地，所述初效HEPA过滤器、除湿恒温模块、高效HEPA过滤器、活性炭净化器、风机和控制系统分别为抽拉式模块化组件，它们的外周面分别与外壳内壁相贴合。

在一种优选的实施方式中，上述外壳由多个盖板组合而成，盖板之间通过搭扣和/或铰链相连接。

优选地，在所述新风风口的外部或所述风阀前面加设有防尘滤网。

在一种优选的实施方式中，所述除湿恒温模块的下方设有冷凝水集水盘，用于将空气除湿所得的冷凝水存于该冷凝水集水盘中。

优选地，当冷凝水的温度高于室温时，再用排水泵通过排水管将冷凝水排出室外，使机体内外排水管不结露。

在一种优选的实施方式中，所述湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器中的两种以上被集成在一起。

优选地，控制器与各传感器和电机之间的连接为电连接或通信连接。

在一种优选的实施方式中，控制器与各传感器和电机之间的连接是WIFI、ZIGBEE、蓝牙或者红外中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，控制器中的应用程序是安装在iPad、手机上的APP。

本发明的除湿净氧系统结构紧凑，占用空间小，维修保养方便，能够在自动模式下智能化地调控室内空气的湿度、PM2.5水平和二氧化碳含量，并且节能环保，适应环境范围宽广。

附图说明

图1为本发明的除湿净氧系统的立体结构图，显示了各个模块抽拉出来时的状态。

图2显示了图1所示除湿净氧系统的各个模块安置完毕时的状态。

图3为本发明的除湿净氧系统的俯视图，显示了除去外壳上盖板后的状态。

图4为本发明的除湿净氧系统的工作原理图。图中，大的空箭头代表风的流动方向；小箭头代表冷媒的流动方向。

图5为本发明的除湿净氧系统的另一个立体结构图，显示了主要部件的位置关系。其中右侧为前端。

图6为本发明的除湿净氧系统的电路图和接线图。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

在本发明中，术语“除湿净氧系统”、“除湿新风净化系统”、“机组”和“机组系统”表示相同的意义，是指同时本发明的除湿净氧系统。

本文中，术语“模块”、“组件”、“模块化组件”是指同样的设备或装置，它们之间有时可以互换。

本发明中，术语“前”表示沿着本发明的除湿净氧系统中从进风至出风方向的上游的位置关系，但并不意味着实际安装操作中必须保持进风口和出风口朝向某一固定方向，仅仅为了显示各个模块之间的位置关系或连接关系。类似地，术语“后”、“上”、“下”等并不构成绝对的空间关系限制，只是一种相对的概念。这是本领域技术人员都能够理解的。

参见图1、图2、图3和图4，本发明提供了一种除湿净氧系统1，其包括：具有密闭性的外壳2，其可以由多个盖板21组合而成，这些盖板21例如通过搭扣22和/或铰链23相连接而成，图1和图2显示了外壳2包括左盖板21、右盖板21、上盖板21、下盖板（即底板）21、两侧盖板21；沿着从进风至出风方向设置于外壳2上前端的室外新风风口3（下文中可简称新风风口3或者新风口3）和与所述室外新风风口3相间隔地设置的室内循环风口4（下文中可简称循环风口4），其中所述室外新风风口3内设置有可开启和闭合的风阀31，必要时在新风风口3外部或风阀31前部加设有防尘滤网（未图示），以阻挡颗粒物和粉尘进入除湿净氧系统形成污染；设置于外壳2上后端的出风口10；外壳2内部沿着从进风至出风方向依次设置作为独立模块的初效HEPA过滤器5、除湿恒温模块6、高效HEPA过滤器7、活性炭净化器8、风机和控制系统9。

下面对各个模块分别详细描述。

参见图1-5，初效HEPA过滤器5用于除去空气中的PM10细颗粒物和大部分的PM2.5细颗粒物。初效HEPA过滤器5可有效地过滤、捕集1.0μm以上的尘埃粒子、空气悬浮物等细小微粒。

初效HEPA过滤器5与外壳2前端内壁之间形成回风分散区A，用于使室内循环空气充分分散于初效HEPA过滤器5前端截面、或者室内循环空气与室外新鲜空气充分混合并分散于初效HEPA过滤器5前端截面，这可以避免HEPA过滤器5正对进风口（3，4）的局部滤网过度使用造成衰减严重、周边部位不能发挥过滤作用、从而大大缩短HEPA过滤器5寿命的现象发生。回风分散区A的设置对于除湿净氧系统1的经济意义表现在避免频繁更换初效HEPA过滤器5，因为HEPA过滤网不能清洗，只能更换，而频繁更换必然导致除湿净氧系统1的使用成本增加，给用户带来经济负担。

除湿恒温模块6包括用于使冷媒由液体变为气体的蒸发器61、用于使冷媒由气体变为液体的冷凝器62、和用于抽吸/压缩冷媒的压缩机63，所述蒸发器61和所述冷凝器62通过节流装置（包括毛细管、过滤器等）相串联、并且保持一定间隔地设置。蒸发器61和冷凝器62之间保持一定距离，以便使得经初步净化后的进风空气先经过蒸发器61进行降温除湿、然后经过冷凝器62进行升温至设定值，即在一个组件模块6中同时实现空气除湿和恒温功能，这样可以省去传统空调系统和/或空气净化系统中常设的空气加热装置比如电热管，不仅降低了生产成本，而且减少了故障发生率，有利于延长除湿净氧系统1的使用寿命；也就是说，通过流动的空气作为介质，可以实现蒸发器61和冷凝器62之间的热量交换，同时也达到了空气的除湿和恒温的目的，一举两得。

高效HEPA过滤器7用于进一步除去除湿恒温后的空气中残留的PM2.5细颗粒物，使PM2.5水平达到设定标准。高效HEPA过滤器7可有效地过滤、捕集1.0μm以下的空气悬浮物等细小微粒。

活性炭净化器8用于除去空气中的微生物、有害气体和异味。

风机和控制系统9中的风机91是将室内空气和室外新鲜空气引入除湿净氧系统1中、并将除湿净化后的空气经出风口10吹出的机器，其内可以安装永磁直流电机作为动力。

风机和控制系统9中的控制系统用于实现除湿净氧系统1在自动模式下工作，其包括控制器92、湿度传感器93、温度传感器93、PM2.5传感器93、二氧化碳传感器94和蒸发器传感器等传感器，这些传感器（93，94）将各自检测到的信息通过有线或无线的方式传递给控制器92，再由控制器92进行数据处理，按照设定的技术指标来控制除湿净氧系统1的运行。

出风口10与所述风机91相连接，将湿度、PM2.5水平和二氧化碳水平符合预定指标的净化空气排入室内。

优选地，在外壳2后端或外壳2其他部位设置有通讯接口95，通讯接口95用于实现控制器92的连接，控制器92与各传感器（93，94）、电机或其他电气部件之间的连接，所述连接包括电连接和/或通信连接。

图4显示了除湿净氧系统在运行时的空气流动路线。图中，大的空箭头代表风的流动方向；小箭头代表冷媒的流动方向。室内循环风和室外新风经由风口（3，4）进入到回风分散区A；经过初效HEPA过滤器5的初步净化后，进入到除湿恒温模块6，先经过蒸发器61除湿降温，干燥后的冷风再经过冷凝器62来给冷凝器62降温，空气本身从冷凝器62得到热量而升温；加热恒温后的空气被带入高效HEPA过滤器7进一步净化；无尘的暖风再经过活性炭净化器8来除去微生物（比如细菌）和异味（比如甲醛）；最后再由风机和控制系统9中的风机91吸入洁净干燥且富含氧气的空气送入到出风口10吹出。

在一种优选的实施方式中，上述初效HEPA过滤器5、除湿恒温模块6、高效HEPA过滤器7、活性炭净化器8、风机和控制系统9分别为模块化组件，它们的外周面分别与外壳内壁相贴合，避免了除湿净氧系统1中的空气沿着外壳2内壁流动而不经过各个模块化组件（5，6，7，8，9）处理、“漏风”导致因空气质量达不到预期标准的现象发生。

优选地，上述5个模块化组件即初效HEPA过滤器5、除湿恒温模块6、高效HEPA过滤器7、活性炭净化器8、风机和控制系统9模块分别做成抽拉式部件，沿着外壳2内壁由前端至后端依次排列。机组实行模块化设计，各部件（5，6，7，8，9）都可以单独拿出保养或维修。据统计，一个熟练工在五分钟内就可完成整个机组各模块的更换，大大节省了人力和机组维修保养成本。另一方面，这种模块化可以使除湿净氧系统1变得结构紧凑，占用空间小。比如，参见图1和图2，要更换或维修某一模块时，打开一侧盖板21上两端的搭扣22，盖板21向上打开，必要时可以取下盖板21；然后可以任意抽出各个模块（5，6，7，8，9），但在取出除湿恒温模块6、风机和控制系统9这两个模块时，需要打开风机和控制系统9的电器盒盖（未图示），再从主板（未图示）上取消除湿恒温模块6的相应连接线。

参见图5，在一种优选的实施方式中，上述除湿恒温模块6的下方设有冷凝水集水盘64，将空气除湿所得的冷凝水存于该冷凝水集水盘64中，冷凝器62的系统管路经过冷凝水可给冷凝器62降温，使得冷凝水温度升高，当高于室温时，用排水泵65通过排水管66将冷凝水排出室外，杜绝外部排水管结露和漏水的风险。冷凝水集水盘64的设置既可以使得冷凝水被充分加热从而保护排水管66，也可以用以冷却冷凝器62，形成除湿恒温模块6的热量循环利用，利于节能。本发明的除湿净氧系统1自带提升排水系统，可将冷凝水提升到1.2米的高度，从而适应更广的使用环境比如高湿度的工作环境。

参见图4、图5和图6，在一种优选的实施方式中，用于监测空气质量的湿度传感器93、温度传感器93、PM2.5传感器93、二氧化碳传感器94可以两种以上被集成在一起，比如PM2.5/温度/湿度一体传感器93。在一种的实施方式中，这些传感器比如PM2.5/温度/湿度一体传感器93和二氧化碳传感器93可以分别、或者一起设置在能够典型地反映室内空气质量的位置处，包括但不限于外壳2上方、外壳2内、或者房间内；但不建议设置在出风口10的空气吹送路线上，因为检测值往往不能典型地反映室内的实际空气质量，尤其在除湿净氧系统1处于工作状态时。

在一种的实施方式中，控制器92可以设置在除湿净氧系统1主体机组上，比如外壳2后端、外壳2侧面；或者离开外壳的房间内，比如办公桌、工作台或者墙壁上。控制器92与机组主体之间的“连接”包括电连接和/或通信连接，优选为电线连接，也可以是无线连接。控制器92根据预设的指令、各传感器（93，94）采集的空气质量信息，启动或者关闭除湿净氧系统1的风机91电机、压缩机63、设置于新风风口3的风阀31、压缩机排气温控开关（未图示）、排水泵65等电气部件，保障机组正常运行。

需要说明的是，对于上述术语“连接”，本领域的技术人员可以根据该术语的使用环境毫无异义地确定是电连接还是通信连接。在“连接”表示通信连接时，包括有线连接和无线连接。有线连接例如可以是USB、RS232\485、同轴电缆、双绞线或光纤中的至少一种。无线连接例如可以是WIFI、ZIGBEE、蓝牙或者红外中的至少一种。

例如，当二氧化碳传感器94检测到室内空气的二氧化碳含量高于控制器92中预设的指标时，控制器92自动指令开启风阀31、并启动风机91和风机91大小，将室外的新鲜空气引入除湿净氧系统1进行净化处理，从而为室内提供氧气充足的净化空气，降低二氧化碳水平。

当PM2.5/温度/湿度一体传感器93检测到室内空气的湿度或PM2.5高于控制器92中预设的指标、但二氧化碳含量正常时，控制器92自动指令启动风机91和风机91大小、但并不开启风阀31，将室内的空气循环引入除湿净氧系统1进行除湿和净化处理。

当PM2.5/温度/湿度一体传感器93检测到室内空气的PM2.5高于控制器92中预设的指标、但湿度和二氧化碳含量正常时，控制器92自动指令启动风机91和风机91大小、但并不开启风阀31，也不开启压缩机63，将室内的空气循环引入除湿净氧系统1进行净化处理。

当冷凝水集水盘64中的冷凝水液位较高时，控制器92自动指令启动排水泵65将冷凝水通过排水管66排出室外。

在另一种的实施方式中，控制器92中的应用程序也可以是安装在iPad、手机等移动设备上的APP，实现除湿净氧系统1的远程管理和移动管理。

上述应用实例表明，本发明的除湿净氧系统1至少可取得如下技术效果：

1.除湿净氧系统1能同时检测室内空气的湿度、温度、PM2.5和二氧化碳；在自动模式下根据用户在控制器92中输入设定的指标控制压缩机63、风机91、风阀31、排水泵65等电器是否开启工作，并且控制风机91的开启大小；

2.能够向室内提供富含氧气、湿度适宜、无菌无尘无异味的净化新鲜空气；

3.各主要功能部件做成模块化，结构紧凑，维修方便，占用空间小；

4.除湿恒温模块6内的热量得到循环利用，避免加设电加热器等部件，降低生产成本；

5.各模块尤其是初效HEPA过滤器5的使用寿命长，能够减少用户的经济负担；

6.一机多能，机组运转能耗小，利于节能，符合绿色环保的社会要求；

7.冷凝水集水盘64和排水泵65的设置使除湿净氧系统1自带提升排水系统，可适应高湿度的工作环境；

8.可以实现智能化远程控制。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同或者等同要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (11)

1.一种除湿净氧系统，其包括：具有密闭性的外壳；沿着从进风至出风方向设置于外壳前端的室外新风风口和与所述室外新风风口相间隔地设置的室内循环风口，其中所述室外新风风口内设置有可开启和闭合的风阀；设置于外壳后端的出风口；外壳内部沿着从进风至出风方向依次设置作为独立模块的初效HEPA过滤器、除湿恒温模块、高效HEPA过滤器、活性炭净化器、风机和控制系统；其中，

初效HEPA过滤器与外壳前端内壁之间形成回风分散区，用于使室内循环空气充分分散于初效HEPA过滤器前端截面、或者室内循环空气与室外新鲜空气充分混合并分散于初效HEPA过滤器前端截面，避免初效HEPA过滤器正对进风口的局部滤网过度使用造成衰减严重、周边部位不能发挥过滤作用；

除湿恒温模块包括用于使冷媒由液体变为气体的蒸发器、用于使冷媒由气体变为液体的冷凝器、和用于抽吸/压缩冷媒的压缩机，所述蒸发器和所述冷凝器通过节流装置相串联、并且保持一定间隔地设置；

风机和控制系统中的风机用于将室内空气和室外新鲜空气引入除湿净氧系统中并将除湿净化后的空气经出风口吹出；风机和控制系统中的控制系统用于实现除湿净氧系统在自动模式下工作，其包括控制器、湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器；

出风口与所述风机相连接，用于将湿度、PM2.5水平和二氧化碳水平符合预定指标的净化空气排入室内，

初效HEPA过滤器过滤、捕集1.0μm以上的尘埃粒子、空气悬浮物，初效HEPA过滤器用于除去空气中的PM10细颗粒物和大部分的PM2.5细颗粒物，高效HEPA过滤器用于进一步除去除湿恒温后的空气中残留的PM2.5细颗粒物。

2.根据权利要求1所述的除湿净氧系统，其特征在于，所述初效HEPA过滤器、除湿恒温模块、高效HEPA过滤器、活性炭净化器、风机和控制系统分别为抽拉式模块化组件，它们的外周面分别与外壳内壁相贴合。

3.根据权利要求1所述的除湿净氧系统，其特征在于，外壳由盖板组合而成，盖板之间通过搭扣或铰链相连接。

4.根据权利要求1所述的除湿净氧系统，其特征在于，在所述新风风口外部或所述风阀前面加设有防尘滤网。

5.根据权利要求1所述的除湿净氧系统，其特征在于，所述除湿恒温模块的下方设有冷凝水集水盘，用于将空气除湿所得的冷凝水存于该冷凝水集水盘中。

6.根据权利要求5所述的除湿净氧系统，其特征在于，当冷凝水温度高于室温时，再用排水泵通过排水管将冷凝水排出室外，使机体内外排水管不结露。

7.根据权利要求1所述的除湿净氧系统，其特征在于，所述湿度传感器、温度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器中的两种以上被集成在一起。

8.根据权利要求1所述的除湿净氧系统，其特征在于，控制器与各传感器和电机之间的连接为电连接或通信连接。

9.根据权利要求8所述的除湿净氧系统，其特征在于，在外壳后端设置有通讯接口，通讯接口用于实现控制器与各传感器和电机之间的连接。

10.根据权利要求1所述的除湿净氧系统，其特征在于，控制器中的应用程序是安装在iPad、手机上的APP。

11.根据权利要求1所述的除湿净氧系统，其特征在于，所述节流装置包括毛细管、过滤器。

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