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CN110906446B - 一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置 - Google Patents

一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置，包括外壳，其内部含有相互独立的第一腔体和第二腔体，外壳设置有与第一腔体连通的第一进风口和第一出风口，以及与第二腔体连通的第二进风口和第二出风口；第一腔体和第二腔体内部包括过滤网膜旋转架,其上布置有两组湿法再生CO2过滤网膜，一组位于第一腔体内部，另一组位于第二腔体内部，第二腔体内部还包括雾化装置和水收集器。本发明装置能实现对室内CO2不间断过滤清除，所用湿法再生CO2过滤网膜材料价廉、环保，该装置在空调原本基础上进行小幅改装即可，第一进风口与空调的进风口共用，不会额外增加空调能耗即可实现CO2的滤除，经济适用，可适配现有市场各种型号空调。

Description

一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置
技术领域
本发明涉及空调空气净化领域，具体涉及一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置。
背景技术
随着当今科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对生活环境的要求越来越高，建筑物内空调系统的应用也越来越广泛。由于节能的需要，使用空调的房间往往门窗封闭严实，室内人员的呼吸会导致CO2浓度快速累积上升，当室内CO2累积浓度超标时，室内人员会出现头痛、呼吸困难、疲劳感加剧等密闭性建筑综合征、病态建筑综合征等许多与空调相关的疾病。在不通风的空调房内，对CO2进行清除从而将室内CO2浓度控制在一定水平以下，有利于创设良好的室内空气品质，是关乎室内人员健康的重要问题。
现有的空调空气净化设备对颗粒污染物的净化方法较成熟，但对气态污染物特别是CO2还缺乏实用高效的净化手段。
另外，随着温室效应的加剧，如何控制以CO2为主的温室气体的排放引起全世界的广泛关注。对工业过程中产生的高浓度CO2的捕集技术已经相对成熟，但全球范围内移动排放源和小型排放源所排放的CO2占到总排放量的30～50％，目前，人们逐渐开始关注生产生活中移动排放源和小型排放源所排放的CO2的捕集问题。空调在全世界范围应用非常广泛，利用空调来捕获室内空气中的CO2，并将其转化为可储存的合成燃料或其他产品，将能够实现大规模的“负碳排放”效应，对节能减排、控制温室效应和低碳环保意义重大。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置，本发明所述装置能实现对室内CO2进行不间断清除从而将其控制在一定浓度以下，更重要的是，所述装置甚至可以将室内CO2控制在室外空气的CO2浓度水平以下，有利于创设良好的室内空气品质。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置，包括外壳1，设置在外壳1的隔板9以及通过隔板9隔开相互独立的第一腔体6和第二腔体7；所述外壳1上设置有与第一腔体6连通的第一进风口2和第一出风口4，以及与第二腔体7连通的第二进风口3和第二出风口5，还设置有与第二腔体7连通的雾化装置11和水收集器12；
所述第一腔体6和第二腔体7内部设置一体化结构的过滤网膜旋转架8；
所述过滤网膜旋转架8内包含两组湿法再生CO2过滤网膜13，一组湿法再生CO2过滤网膜位于第一腔体6内部，另一组湿法再生CO2过滤网膜位于第二腔体7内部；
所述隔板9与外壳1外部的旋转驱动装置10连接，通过控制旋转驱动装置10使得隔板9翻转，带动过滤网膜旋转架8翻转，使得过滤网膜旋转架8上的两组湿法再生CO2过滤网膜13在第一腔体6和第二腔体7内部交替出现；位于第一腔体6内部的湿法再生CO2过滤网膜13吸附CO2，位于第二腔体7内部的湿法再生CO2过滤网膜13在雾化水蒸气的作用下脱附CO2；从而，吸附与脱附都在不间断地进行。
所述第一进风口2安装在第一腔体6的一侧，与空调的进风口共用，将室内空气吸入，第一出风口4安装在第一腔体6的另一侧，从室内吸入的空气经过过滤网膜旋转架8内的湿法再生CO2过滤网膜后，从第一出风口4排出，再经过空调的冷却系统后排入室内。
所述第二进风口3安装在第二腔体7的一侧，第二进风口3连接到室外，工作时通入室外气体，所述第二出风口5安装在第二腔体7的另一侧，将第二腔体7内气体通过第二出风口5排出到室外。
所述湿法再生CO2过滤网膜13为负载有CO3 2-的阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒，阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒是一种基于湿度调控的CO2循环吸附/脱附材料，阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒在干燥环境时能够自动吸附CO2，吸附饱和后，在湿润环境时能够自动脱附CO2。
所述阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒能够根据室内空间和空调内部空间大小多种方法放置，能够设置成不同形状。
所述雾化装置11将空调冷凝后的水雾化喷入第二腔体7，以润湿第二腔体7内的湿法再生CO2过滤网膜13，从而使得湿法再生CO2过滤网膜13再生，CO2被释放出来；所述水收集器12收集第二腔体7内的水，通过管路将回收后的水送回雾化装置11循环使用。
所述隔板9还包括密封件，设置在所述隔板9两侧，以使所述第一腔体6和第二腔体7通过隔板9相互独立，密封性完好。
经过不间断连续的吸附-脱附循环后，将室内CO2浓度控制在预设水平以下，甚至低于室外空气中CO2的浓度。
一种空调，包括空调室内机14，所述空调室内机14中包括所述的集成空调装置，集成空调装置设于空调室内机14的进风口和蒸发器之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明所述湿法再生CO2过滤网膜可以应用于空调室内空气中CO2的高效、快速滤除与捕集，降低室内CO2浓度，吸附CO2饱和的材料可通过增湿方式(如本发明中的雾化加湿)实现材料的循环再生使用，能耗低，吸附材料价廉、环保、性能佳。
2.本发明所述集成空调装置在原有空调的基础上经过简单改装即可完成，几乎不会额外增加空调能耗就可实现CO2的滤除，安装简单，维修、更换过程便捷，经济适用，可适配现有市场上各种型号的空调。
3.本发明所述集成空调装置，能实现对室内CO2进行不间断过滤清除，将CO2浓度控制在一定水平以下，甚至可以低于室外空气中CO2的浓度，实现室内的超低碳呼吸环境。
附图说明
图1是本发明具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置示意图。
图2是本发明湿法再生CO2过滤网膜的一种放置方式示意图。
图3是本发明空调部件框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明附图，对本发明的技术方案进行进一步说明和描述，应理解，本部分所述实施例是本发明的部分实施例，而非全部实施例。实施例中采用的实施条件可以根据空调生产厂家的具体条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验条件。
在本发明实施例中的描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于该发明附图所示的方位或位置关系，或是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，目的是便于描述本发明，并非所述装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明所述系统的限制。描述中的术语“第一”、“第二”是用于区别本发明中类似的对象或元件，而非用于描述特定的顺序或先后次序，因此亦不能理解为对本发明所述系统的限制。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“包括”等词应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电磁连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明所述系统中的具体含义。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，如图2所示是本发明所述湿法再生CO2过滤网膜的一种放置方式，并非所述湿法再生CO2过滤网膜材料只有一种放置方式，也并非仅放置三层，因此不能理解为对本发明所述系统的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况进行调整。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置，包括外壳1，设置在外壳1的隔板9以及通过隔板9隔开相互独立的第一腔体6和第二腔体7；所述外壳1上设置有与第一腔体6连通的第一进风口2和第一出风口4，以及与第二腔体7连通的第二进风口3和第二出风口5，还设置有与第二腔体7连通的雾化装置11和水收集器12；
所述第一腔体6和第二腔体7内部设置一体化结构的过滤网膜旋转架8；所述过滤网膜旋转架8内包含两组湿法再生CO2过滤网膜13，一组湿法再生CO2过滤网膜位于第一腔体6内部，另一组湿法再生CO2过滤网膜位于第二腔体7内部；
所述隔板9与外壳1外部的旋转驱动装置10连接，通过控制旋转驱动装置10使得隔板9翻转，带动过滤网膜旋转架8翻转，使得过滤网膜旋转架8上的两组湿法再生CO2过滤网膜13在第一腔体6和第二腔体7内部交替出现；位于第一腔体6内部的湿法再生CO2过滤网膜13吸附CO2，位于第二腔体7内部的湿法再生CO2过滤网膜13在雾化水蒸气的作用下脱附CO2；从而，吸附与脱附都在不间断地进行。
作为本发明的优选实施方式，所述第一进风口2安装在第一腔体6的一侧，与空调的进风口共用，将室内空气吸入，第一出风口4安装在第一腔体6的另一侧，从室内吸入的空气经过过滤网膜旋转架8内的湿法再生CO2过滤网膜后，从第一出风口4排出，再经过空调的冷却系统后排入室内。第一进风口与空调的进风口共用这一设置方式节约了加工制造成本。
作为本发明的优选实施方式，所述第二进风口3安装在第二腔体7的一侧，第二进风口3连接到室外，工作时通入室外气体，所述第二出风口5安装在第二腔体7的另一侧，将第二腔体7内气体通过第二出风口5排出到室外。
作为本发明的优选实施方式，所述湿法再生CO2过滤网膜13为负载有CO3 2-的阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒，阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒是一种基于湿度调控的CO2循环吸附/脱附材料，阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒在干燥环境时能够自动吸附CO2，吸附饱和后，在湿润环境时能够自动脱附CO2。所述阴离子交换树脂膜材料价廉、环保、性能佳。
在本实施例中，所述阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒可根据室内空间大小设置多种方法放置，该材料可设置成不同形状。由于阴离子交换树脂膜的透气性较差，为保证CO2循环吸附膜的透气性和增大膜与空气的接触面积，为有效利用空间，所述阴离子交换树脂膜可设置成蜂窝状(如图2所示)，也可设置成其它形状，可单层放置，也可多层放置，在具体实施过程中，可根据室内空间和空调内部空间的大小、室内空间的CO2浓度适当添加或减少阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒的用量。
作为本发明的优选实施方式，所述雾化装置11将空调冷凝后的水雾化喷入所述第二腔体7，也可接水管引入自来水，以润湿所述第二腔体7内的湿法再生CO2过滤网膜13，从而使得过滤网膜再生，CO2被释放出来；所述水收集器12收集第二腔体7内的水，通过管路将回收后的水送回雾化装置11循环使用。
为使第一腔体和第二腔体相互独立，密封性良好，在本实施例中，隔板9还包括密封件，设置在所述隔板9两侧。所述隔板9与所述外壳1外部的旋转驱动装置10连接。
具体地，所述旋转驱动装置10的输出端穿过外壳，设置在外壳外部，这一设置方式使得工作人员或用户对该旋转驱动装置的维修或更换更加容易、简便，进而降低了工作人员的劳动强度。
如图3所示，在本实施例中还提供了一种空调，包括空调室内机14，所述空调室内机14包括上述提供的集成空调装置，集成空调装置设于空调室内机14的进风口和蒸发器之间。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例中实现了如下技术效果：所用吸附材料价廉、环保、性能佳；所述装置安装简单，维修、更换过程便捷，经济适用，可适配现有市场上各种型号的空调；所述集成空调装置能高效、快速滤除与捕集室内空气中的CO2，将CO2浓度控制在预设水平以下，甚至可低于室外空气中的CO2浓度，实现室内的超低碳呼吸环境。
上述具体实施例只为说明本发明的技术构思及特征，其目的在于让熟悉该技术的人员据本发明内容对该技术加以实施，需要提出的一点是，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，在本发明的原理之内，仅对本发明进行一定的改进所获得的所有实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置，其特征在于，包括外壳（1），设置在外壳（1）的隔板（9）以及通过隔板（9）隔开相互独立的第一腔体（6）和第二腔体（7）；所述外壳（1）上设置有与第一腔体（6）连通的第一进风口（2）和第一出风口（4），以及与第二腔体（7）连通的第二进风口（3）和第二出风口（5），还设置有与第二腔体（7）连通的雾化装置（11）和水收集器（12）；
所述第一腔体（6）和第二腔体（7）内部设置一体化结构的过滤网膜旋转架（8）；所述过滤网膜旋转架（8）内包含两组湿法再生CO2过滤网膜（13），一组湿法再生CO2过滤网膜位于第一腔体（6）内部，另一组湿法再生CO2过滤网膜位于第二腔体（7）内部；
所述隔板（9）与外壳（1）外部的旋转驱动装置（10）连接，通过控制旋转驱动装置（10）使得隔板（9）翻转，带动过滤网膜旋转架（8）翻转，使得过滤网膜旋转架（8）上的两组湿法再生CO2过滤网膜（13）在第一腔体（6）和第二腔体（7）内部交替出现；位于第一腔体（6）内部的湿法再生CO2过滤网膜（13）吸附CO2，位于第二腔体（7）内部的湿法再生CO2过滤网膜（13）在雾化水蒸气的作用下脱附CO2；从而，吸附与脱附都在不间断地进行；
所述第一进风口（2）安装在第一腔体（6）的一侧，与空调的进风口共用，将室内空气吸入，第一出风口（4）安装在第一腔体（6）的另一侧，从室内吸入的空气经过过滤网膜旋转架（8）内的湿法再生CO2过滤网膜后，从第一出风口（4）排出，再经过空调的冷却系统后排入室内；
所述第二进风口（3）安装在第二腔体（7）的一侧，第二进风口（3）连接到室外，工作时通入室外气体，所述第二出风口（5）安装在第二腔体（7）的另一侧，将第二腔体（7）内气体通过第二出风口（5）排出到室外；
所述湿法再生CO2过滤网膜（13）为负载有CO3 2-的阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒，阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒是一种基于湿度调控的CO2循环吸附/脱附材料，阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒在干燥环境时能够自动吸附CO2，吸附饱和后，在湿润环境时能够自动脱附CO2。
2.根据权利要求1所述的具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置，其特征在于：所述阴离子交换树脂膜或阴离子交换树脂颗粒能够根据室内空间和空调内部空间大小多种方法放置，能够设置成不同形状。
3.根据权利要求1所述的具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置，其特征在于：所述雾化装置（11）将空调冷凝后的水雾化喷入第二腔体（7），以润湿第二腔体（7）内的湿法再生CO2过滤网膜（13），从而使得湿法再生CO2过滤网膜（13）再生，CO2被释放出来；所述水收集器（12）收集第二腔体（7）内的水，通过管路将回收后的水送回雾化装置（11）循环使用。
4.根据权利要求1所述的具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置，其特征在于：所述隔板（9）还包括密封件，设置在所述隔板（9）两侧，以使所述第一腔体（6）和第二腔体（7）通过隔板（9）相互独立，密封性完好。
5.根据权利要求1所述的具有滤除和捕集室内二氧化碳功能的集成空调装置, 其特征在于：经过不间断连续的吸附-脱附循环后，将室内CO2浓度控制在预设水平以下，甚至低于室外空气中CO2的浓度。
6.一种空调，包括空调室内机（14），其特征在于，所述空调室内机（14）中包括权利要求1至5中任一项所述的集成空调装置，集成空调装置设于空调室内机（14）的进风口和蒸发器之间。
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