具備臭氧處理功能的空調(diào)及其處理臭氧的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及空調(diào)，特別涉及空調(diào)的臭氧處理。本發(fā)明為了解決空調(diào)運行過程中產(chǎn)生的臭氧積聚過量對人體產(chǎn)生的危害，提供一種具有臭氧處理能力的空調(diào)，通過在空調(diào)中增加臭氧處理模塊對空調(diào)產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行處理，使得空調(diào)排放到室內(nèi)的臭氧濃度不至于對人體產(chǎn)生危害。具體的方案如下：具備臭氧處理功能的空調(diào)，包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)部的蒸發(fā)器、風(fēng)扇、電機(jī)、電路板、電子集塵器及控制模塊，還包括臭氧處理模塊，臭氧處理模塊通過物理吸附和催化分解的方法處理臭氧，電子集塵器包括進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，出風(fēng)口輸出的氣流通過臭氧處理模塊進(jìn)行臭氧處理。本發(fā)明還提供一種空調(diào)處理空調(diào)的方法，本發(fā)明適用于空調(diào)。
【專利說明】具備臭氧處理功能的空調(diào)及其處理臭氧的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)，特別涉及空調(diào)的臭氧處理。

【背景技術(shù)】
[0002]空調(diào)作為熱量交換的設(shè)備已經(jīng)成為了人們生活的一部分，它極大地提高人們生活的舒適性?？墒请S著人類居住環(huán)境的惡化，為了改善空氣質(zhì)量，空調(diào)采用了電子集塵器、負(fù)離子、臭氧發(fā)生裝置和過濾網(wǎng)等裝置。雖然臭氧能殺滅細(xì)菌，但臭氧也有危害，且臭氧并非一種直接污染物，而是氧氣及氮氧化物等在陽光作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成的二次污染或者是密閉環(huán)境中聚集污染。在大多數(shù)人的印象中，臭氧層是保護(hù)地球免遭紫外線損害的功臣，很難理解臭氧為何會污染環(huán)境。臭氧并非直接排放到大氣中的污染物，而是氧氣、氮氧化物(NOx)及揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)在陽光作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成的二次污染。作為強(qiáng)氧化劑，臭氧幾乎能與任何生物組織發(fā)生反應(yīng)，它是光化學(xué)煙霧(即因光照反應(yīng)而形成的有害混合煙霧)的主要成分。除了上述的方法可以產(chǎn)生臭氧外，電機(jī)運轉(zhuǎn)中放出的火花也可以產(chǎn)生臭氧。如靜電復(fù)印機(jī)在使用過程中，由于采用電暈充電，會使周圍空氣中的氧分子(02)產(chǎn)生電離，形成原子態(tài)氧(O)，原子態(tài)氧與周圍氧分子結(jié)合而形成臭氧(03)。同樣，電子集塵器的高壓放電，也可以產(chǎn)生臭氧；臭氧產(chǎn)生的條件是高壓和紫外線輻射，采用靜電除塵過程中需為離子箱提供高壓，除塵的過程中會產(chǎn)生微量的臭氧，這是全世界所有采用靜電除塵原理凈化機(jī)不可避免的問題。但這些臭氧，在密閉的環(huán)境中，隨著時間的推移，會越積越多，會造成對使用者的危害。
[0003]超標(biāo)的臭氧是無形殺手，會造成人的神經(jīng)中毒、頭暈頭痛、視力下降及記憶力減退等危害。例如，空氣中臭氧濃度在0.012ppm(lppm為百萬分之一)水平時，能導(dǎo)致皮膚刺癢，眼睛、鼻腔、呼吸道受刺激，肺功能受影響，出現(xiàn)咳嗽、氣短和胸痛等癥狀。美國一些城市衛(wèi)生部門的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，空氣中臭氧水平提高到0.05ppm，入院就醫(yī)人數(shù)平均上升7%?10%。
[0004]在常溫常壓下，臭氧穩(wěn)定性極差，在常溫下可自行分解為氧氣；其密度是氧氣的1.5倍。臭氧具有強(qiáng)烈的刺激性，吸入過量對人體健康有一定危害。含量為1%以下的臭氧，在常溫常態(tài)常壓的空氣中分解半衰期為16h左右。隨著溫度的升高，分解速度加快，溫度超過100°C時，分解非常劇烈，達(dá)到270°C高溫時，可立即轉(zhuǎn)化為氧氣。臭氧在水中的分解速度比空氣中快。在含有雜質(zhì)的水溶液中臭氧迅速回復(fù)到形成它的氧氣。如水中臭氧濃度為6.25X10-5mol/L(3mg/l)時，其半衰期為5?30min，但在純水中分解速度較慢，如在蒸餾水或自來水中的半衰期大約是20min (20°C )，然而在二次蒸餾水中，經(jīng)過85min后臭氧分解只有10%，若水溫接近0°C時，臭氧會變得更加穩(wěn)定。臭氧在冰中極為穩(wěn)定，其半衰期為2000年。臭氧的半衰期在水中僅為30-60min，且與溫度和濕度有關(guān)。
[0005]國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，居住區(qū)空氣中臭氧一小時平均最高容許濃度為0.lmg/m3。當(dāng)房間的濃度為0.lmg/m3時，經(jīng)過換算，房間的臭氧濃度正好為100/470 = 0.21ppm。
[0006]具體的臭氧ppm換算成mg/m3計算如下:
[0007]A(mg/m3) = M*E (ppm)/22.4
[0008]注:A為濃度(mg/m3)，E為ppm數(shù)，M為相對分子量
[0009]例如，臭氧分子量為48
[0010]IPPM = lmg/m3*22.4 + 48 = 0.47mg/m3
[0011]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在密閉的環(huán)境中，IFD模塊(靜電除塵模塊)在4.5小時釋放的臭氧濃度超過0.13PPM,也就是臭氧濃度已經(jīng)接近0.1mg/m3 (0.1mg/m3折換成PPM,為0.21ppm);在密閉的環(huán)境中，IFD模塊連續(xù)運行8小時，臭氧超過0.356PPM(0.1mg/m3折換成PPM,為0.2Ippm),也就是臭氧濃度已經(jīng)超過0.1mg/m3,大于國家規(guī)定的0.1mg/m3,已經(jīng)不符合要求。
[0012]這主要是目前的靜電除塵設(shè)備，如果要去除PM2.5效果較好，必然電壓在6000V以上；如果電壓6000V以上，在密閉的環(huán)境中，長時間臭氧必然超標(biāo)。
[0013]靜電式除塵技術(shù)利用陽極放電使空氣中顆粒污染物帶上正電荷，并使用庫侖力作用將帶電顆粒污染物吸附在集塵裝置上凈化空氣。而采用該種技術(shù)沒有辦法消除顆粒污染物上的細(xì)菌，并且在使用正極電暈過程中會產(chǎn)生臭氧。由于臭氧的半衰期較長，在空氣中可達(dá)16小時，如果長時間的聚集，必然會對人體健康帶來影響的。
[0014]目前的現(xiàn)有技術(shù)，在使用IFD模塊時，采用降低工作電壓以減少電場強(qiáng)度以降低臭氧發(fā)生，或者在此類空氣凈化器上內(nèi)置臭氧吸附裝置來解決臭氧產(chǎn)生的危害?？蛇@種解決的方法，帶來了去除PM2.5的效果的降低。
[0015]臭氧對人類也有不小的益處。如將臭氧排氣管掛在1.7米以上高度，排放臭氧20-30分鐘，即可有效去除室內(nèi)煙塵或裝飾材料的異味，降塵滅菌，增加空氣含氧量，清新空氣，讓您在家中享受到雨后森林般清新的空氣(可用于家庭、辦公室、會議室、娛樂場所的除煙、除塵、消毒、去味)。
[0016]另外，由于臭氧是一種氧化性極強(qiáng)的不穩(wěn)定氣體，臭氧的分子量及濃度受多種因素的影響，其中腔體溫度是極重要的因素之一；臭氧在30度左右時會在I分鐘內(nèi)衰減一半。在40?50°C時衰減達(dá)到80%，超過60°C臭氧會馬上分解。
[0017]臭氧易分解，不穩(wěn)定狀態(tài)下臭氧的半衰期為22?25分鐘，一個小時的衰退率為61%，在I %的臭氧水溶液中半衰期約為16分鐘，且溫度越高，濕度越大，半衰期越短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的目的是為了消除空調(diào)使用中臭氧積聚對人體造成的危害。
[0019]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種具備臭氧處理功能的空調(diào)，包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)部的蒸發(fā)器、風(fēng)扇、電機(jī)、電路板、電子集塵器及控制模塊，還包括臭氧處理模塊，臭氧處理模塊通過物理吸附和催化分解的方法處理臭氧，所述電子集塵器包括進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，所述出風(fēng)口輸出的氣流通過臭氧處理模塊進(jìn)行臭氧處理。
[0020]具體地，所述臭氧處理模塊為由具有微孔的3D多孔陶瓷和納米復(fù)合催化劑組成的臭氧過濾裝置。
[0021]具體地，所述臭氧過濾裝置為臭氧過濾網(wǎng)，所述臭氧過濾網(wǎng)的形狀與電子集塵器的形狀相匹配。
[0022]進(jìn)一步地，還包括封閉裝置和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置安裝在殼體內(nèi)并與控制模塊連接，所述驅(qū)動裝置與所述封閉裝置傳動連接，封閉裝置由驅(qū)動裝置驅(qū)動以封閉或開啟所述電子集塵器的出風(fēng)口。
[0023]具體地，所述殼體為圓弧形殼體，所述封閉裝置為圓弧形的密封板，所述密封板的背面安裝有支撐該密封板的托架結(jié)構(gòu)，所述托架結(jié)構(gòu)上安裝有圓弧形的齒條，所述齒條、密封板和殼體相互平行；所述驅(qū)動裝置包括步進(jìn)電機(jī)、行程控制開關(guān)以及齒輪結(jié)構(gòu)，所述齒輪結(jié)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)的軸相連；所述齒條與所述齒輪結(jié)構(gòu)相嚙合。
[0024]進(jìn)一步地，還包括水容器，用于將電子集塵器的出風(fēng)口排出的臭氧進(jìn)行溶解和分解，所述水容器安裝在電子集成器的出風(fēng)口處。電子集塵器的出風(fēng)口設(shè)置成漏斗的形狀，目的是為了降低風(fēng)壓和風(fēng)的流速，避免水容器中的水因氣壓過大溢出水容器，電子集塵器還設(shè)置有一個出風(fēng)管，該出風(fēng)管的風(fēng)從水容器中流出。
[0025]較佳地，所述臭氧處理模塊上設(shè)置有開關(guān)，用于控制臭氧處理模塊與所述電子集塵器的出風(fēng)口的位置。
[0026]進(jìn)一步地，還包括計時器，用于記錄臭氧處理模塊與所述電子集塵器的出風(fēng)口脫離后空調(diào)產(chǎn)生臭氧的起始時間及停止時間。
[0027]進(jìn)一步地，還包括臭氧濃度檢測及報警裝置，當(dāng)檢測到臭氧濃度超標(biāo)后進(jìn)行報警，所述臭氧濃度檢測及報警裝置與控制模塊連接。
[0028]本發(fā)明提供的空調(diào)處理臭氧的方法，方法如下:
[0029]設(shè)置電子集塵器出風(fēng)口與臭氧處理模塊相互連接，使電子集塵器出風(fēng)口的空氣進(jìn)入臭氧處理模塊中的過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)用于過濾空氣中的臭氧，所述臭氧處理模塊通過物理吸附和催化分解的方法處理臭氧。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
[0031]1、通過在空調(diào)中加入臭氧處理模塊，對空調(diào)工作產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行處理，減少了使用者在使用空調(diào)過程中空調(diào)對人體的危害；
[0032]2、臭氧處理模塊采用具有微孔的3D多孔陶瓷和納米復(fù)合催化劑組成的臭氧過濾裝置，在臭氧過濾網(wǎng)中增加其它具備空氣凈化功能的處理層級，在處理臭氧的同時可以過濾掉空氣中的細(xì)微顆粒物，降低了空氣中PM2.5的含量；
[0033]3、使用臭氧過濾網(wǎng)進(jìn)行臭氧過濾處理，實現(xiàn)簡單，并且在過濾網(wǎng)損壞或達(dá)到使用壽命后可以方便地進(jìn)行更換；
[0034]4、在空調(diào)中加入水容器，在空調(diào)制冷處理時，在空調(diào)制冷運行時，在濕度比較大的地方，可以利用冷凝水作為水容器中的水對臭氧進(jìn)行分解，促進(jìn)了對臭氧的處理；
[0035]5、在臭氧處理模塊上設(shè)置開關(guān)，可以驅(qū)動該臭氧處理模塊脫離電子集塵器的出風(fēng)口。這樣就還可以在密閉空間中，在沒有使用者的情況下，單獨運行電子集塵器一段時間，并釋放臭氧，來消除密閉細(xì)菌、病毒；
[0036]6、通過記錄空調(diào)產(chǎn)生臭氧的起始時間和結(jié)束時間，使用者可以在臭氧濃度符合標(biāo)準(zhǔn)的安全期內(nèi)進(jìn)入經(jīng)過消毒的密閉空間，保證了使用者的安全；
[0037]7、臭氧濃度檢測及報警裝置，當(dāng)檢測到臭氧濃度超標(biāo)后進(jìn)行報警，提醒用戶過濾網(wǎng)的過濾效果已經(jīng)不符合標(biāo)準(zhǔn)或者損壞，用戶可以及時地進(jìn)行更換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為實施例的臭氧過濾網(wǎng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為臭氧過濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]其中，I為臭氧過濾網(wǎng)，2為電子集塵器，101為第一初級過濾層，102為第一高效過濾層，103為除臭除甲醛層，104為臭氧過濾層，105為第二高效過濾層，106為第二初級過濾層。

【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[0042]本發(fā)明為了解決空調(diào)運行過程中產(chǎn)生的臭氧積聚過量對人體產(chǎn)生的危害，提供一種具有臭氧處理能力的空調(diào)，通過在空調(diào)中增加臭氧處理模塊對空調(diào)產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行處理，使得空調(diào)排放到室內(nèi)的臭氧濃度不至于對人體產(chǎn)生危害。具體的方案如下:具備臭氧處理功能的空調(diào)，包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)部的蒸發(fā)器、風(fēng)扇、電機(jī)、電路板、電子集塵器及控制模塊，還包括臭氧處理模塊，臭氧處理模塊通過物理吸附和催化分解的方法處理臭氧，電子集塵器包括進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，出風(fēng)口輸出的氣流通過臭氧處理模塊進(jìn)行臭氧處理?？刂颇K即為空調(diào)的處理器，用于對與其連接的空調(diào)的其它設(shè)備模塊進(jìn)行控制。
[0043]一種優(yōu)選的方案是，臭氧處理模塊采用具有微孔的3D多孔陶瓷和納米復(fù)合催化劑組成的臭氧過濾裝置，例如過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)的形狀必須與電子集塵器的形狀相匹配，以掛式空調(diào)為例，過濾網(wǎng)可以制成凸面形狀或凹面形狀。，在空調(diào)中設(shè)置封閉裝置和驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置安裝在殼體內(nèi)并與控制模塊連接，驅(qū)動裝置與封閉裝置傳動連接，封閉裝置由驅(qū)動裝置驅(qū)動以封閉或開啟電子集塵器的出風(fēng)口。為使驅(qū)動裝置與封閉裝置緊密配合，進(jìn)行如下的特殊設(shè)置:殼體為圓弧形殼體，封閉裝置為圓弧形的密封板，密封板的背面安裝有支撐該密封板的托架結(jié)構(gòu)，托架結(jié)構(gòu)上安裝有圓弧形的齒條，齒條、密封板和殼體相互平行；驅(qū)動裝置包括步進(jìn)電機(jī)、行程控制開關(guān)以及齒輪結(jié)構(gòu)，齒輪結(jié)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)的軸相連；齒條與齒輪結(jié)構(gòu)相嚙合。
[0044]為促進(jìn)對臭氧的分解，結(jié)合臭氧分解的性質(zhì)，可在空調(diào)中設(shè)置一個水容器，在空調(diào)制冷處理時，在空調(diào)制冷運行時，在濕度比較大的地方，可以利用冷凝水作為水容器中的水對臭氧進(jìn)行分解。在臭氧處理模塊上設(shè)置開關(guān)，可以驅(qū)動該臭氧處理模塊脫離電子集塵器的出風(fēng)口。這樣就還可以在密閉空間中，在沒有使用者的情況下，單獨運行電子集塵器一段時間，并釋放臭氧，來消除密閉細(xì)菌、病毒，這樣可以充分利用臭氧的殺菌功能對室內(nèi)進(jìn)行殺菌消毒。為了提醒用戶在臭氧濃度安全期內(nèi)進(jìn)入室內(nèi)空間，可以在空調(diào)中增加一個計時器，用于記錄臭氧處理模塊與電子集塵器的出風(fēng)口脫離后空調(diào)產(chǎn)生臭氧的起始時間及停止時間。由于過濾網(wǎng)是有使用壽命的，在使用一段時間之后其臭氧處理能力會有所下降，因此，在空調(diào)中設(shè)置一個臭氧濃度檢測及報警裝置，當(dāng)檢測到臭氧濃度超標(biāo)后進(jìn)行報警，臭氧濃度檢測及報警裝置與控制模塊連接。
[0045]實施例
[0046]下面以掛式空調(diào)為例，說明空調(diào)在增加臭氧處理模塊之后進(jìn)行臭氧處理的效果。本例中臭氧處理模塊使用臭氧過濾網(wǎng)1，空調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，臭氧過濾網(wǎng)采用凹面設(shè)置，其形狀及大小與集塵器2及空調(diào)外形相匹配。如圖2所示，臭氧過濾網(wǎng)包括第一初級過濾層101、第一高效過濾層102、除臭除甲醛層103、臭氧過濾層104、第二高效過濾層105及第二初級過濾層106。臭氧過濾層104起濾除臭氧的主要作用，其通過物理吸附和催化分解的方法處理臭氧。第一初級過濾層101及第二初級過濾層106能夠濾除較大的灰塵，將其設(shè)置在臭氧過濾網(wǎng)的外側(cè)可以有效保護(hù)處于其內(nèi)層的其它處理層，當(dāng)灰塵到達(dá)一定的數(shù)量可以通過清洗進(jìn)行復(fù)原。除臭除甲醛層103用于過濾空氣中的甲醛及有異味的氣體，第一高效過濾層102及第二高效過濾層105用于濾除細(xì)小的灰塵及空氣中細(xì)菌，達(dá)到精細(xì)凈化空氣的目的。這種結(jié)構(gòu)在裝配時不存在正反的問題，即方向的問題，也即臭氧過濾網(wǎng)I在設(shè)置以上6層級時對其組合的順序沒有特殊要求。另外，也可根據(jù)其它空氣凈化需求增加其它處理層。
[0047]為便于比較分析，本例在20平米的密閉空間中做了對比試驗，在沒有增加臭氧過濾網(wǎng)之前，隨著使用時間的增加，臭氧的濃度逐漸增加。密閉空間中IFD開啟時間與臭氧濃度關(guān)系表如下表所示:
[0048]

【權(quán)利要求】
1.具備臭氧處理功能的空調(diào)，包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)部的蒸發(fā)器、風(fēng)扇、電機(jī)、電路板、電子集塵器及控制模塊，其特征在于，還包括臭氧處理模塊，臭氧處理模塊通過物理吸附和催化分解的方法處理臭氧，所述電子集塵器包括進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口，所述出風(fēng)口輸出的氣流通過臭氧處理模塊進(jìn)行臭氧處理。
2.如權(quán)利要求1所述的具備臭氧處理功能的空調(diào)，其特征在于，所述臭氧處理模塊為由具有微孔的3D多孔陶瓷和納米復(fù)合催化劑組成的臭氧過濾裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的具備臭氧處理功能的空調(diào)，其特征在于，所述臭氧過濾裝置為臭氧過濾網(wǎng)，所述臭氧過濾網(wǎng)的形狀與電子集塵器的形狀相匹配。
4.如權(quán)利要求3所述的具備臭氧處理功能的空調(diào)，其特征在于，還包括封閉裝置和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置安裝在殼體內(nèi)并與控制模塊連接，所述驅(qū)動裝置與所述封閉裝置傳動連接，封閉裝置由驅(qū)動裝置驅(qū)動以封閉或開啟所述電子集塵器的出風(fēng)口。
5.如權(quán)利要求4所述的具備臭氧處理功能的空調(diào)，其特征在于，所述殼體為圓弧形殼體，所述封閉裝置為圓弧形的密封板，所述密封板的背面安裝有支撐該密封板的托架結(jié)構(gòu)，所述托架結(jié)構(gòu)上安裝有圓弧形的齒條，所述齒條、密封板和殼體相互平行；所述驅(qū)動裝置包括步進(jìn)電機(jī)、行程控制開關(guān)以及齒輪結(jié)構(gòu)，所述齒輪結(jié)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)的軸相連；所述齒條與所述齒輪結(jié)構(gòu)相哨合。
6.如權(quán)利要求1所述的具備臭氧處理功能的空調(diào)，其特征在于，還包括水容器，用于將電子集塵器的出風(fēng)口排出的臭氧進(jìn)行溶解和分解，所述水容器安裝在電子集成器的出風(fēng)口處。
7.如權(quán)利要求1所述的具備臭氧處理功能的空調(diào)，其特征在于，所述臭氧處理模塊上設(shè)置有開關(guān)，用于控制臭氧處理模塊與所述電子集塵器的出風(fēng)口的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的具備臭氧處理功能的空調(diào)，其特征在于，還包括計時器，用于記錄臭氧處理模塊與所述電子集塵器的出風(fēng)口脫離后空調(diào)產(chǎn)生臭氧的起始時間及停止時間。
9.如權(quán)利要I所述的具備臭氧處理功能的空調(diào)，其特征在于，還包括臭氧濃度檢測及報警裝置，當(dāng)檢測到臭氧濃度超標(biāo)后進(jìn)行報警，所述臭氧濃度檢測及報警裝置與控制模塊連接。
10.空調(diào)處理臭氧的方法，其特征在于，方法如下: 設(shè)置電子集塵器出風(fēng)口與臭氧處理模塊相互連接，使電子集塵器出風(fēng)口的空氣進(jìn)入臭氧處理模塊中的過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)用于過濾空氣中的臭氧，所述臭氧處理模塊通過物理吸附和催化分解的方法處理臭氧。
【文檔編號】F24F13/28GK104075381SQ201410299604
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】李越峰, 高向軍 申請人:四川長虹空調(diào)有限公司