[发明专利]一种基于热泵除湿的吸附催化增强型空气净化器

说明书

技术领域

本发明属于空气除湿处理与和空气净化领域，特别涉及可达到了对空气的有效除湿、VOC和甲醛的高效去除以及节能减排的增强型空气净化器结构设计。

背景技术

随着中国经济的发展，生活水平提高，人们对室内环境要求也越来越高。由于人一生中70％‐90％的时间都是在室内度过的，因此人们对营造一个温湿度适宜和室内空气质量良好的室内环境的需求日益迫切。然而随着中国快速的城镇化，我国室内空气品质的现状不容乐观，具体表现在：(1)室外大气空气质量明显下降，雾霾现象严重。人们常用的控制手段是密闭门窗，使用室内空气净化器。然而这势必造成室内材料物品释放出的甲醛、甲苯等污染物积聚。(2)在快速的城镇化中，室内装饰装修材料市场鱼龙混杂，大量的合成建材使用尿醛树脂等添加剂，使得建材在使用的过程中会散发大量的甲醛等有害VOC，严重危害人们身体健康。而且甲醛等VOC的散发周期长，譬如甲醛的散发周期可达三到十几年，此外甲醛等VOC的散发易受温湿度影响，有文献表明，温度上升15℃，建材中可散发甲醛浓度的提高可达200％‐300％，可见温度的升高对建材中可散发甲醛含量的提高十分明显。这给室内VOC的去除带来了很大的困难。因此需要发展能高效去除室内VOC的空气净化器。

根据调查，现有的空气净化器以及空气净化器类专利仍存在着一定的问题，具体体现如下：

(1)常采用的活性炭吸附净化方式在实际环境中对VOC的吸附效率不高，有效寿命短，并且未解决空气中水蒸气抑制活性炭等吸附材料去除VOC性能的难题；

(2)市场上空气净化器对甲醛的处理效果不佳，有些产品使用活性炭吸附甲醛这类小分子的可挥发性有机物，无论吸附速率还是净化寿命均不佳；

(3)市场上已有一些在室温条件下可分解甲醛的催化材料，但相较高温条件，室温催化甲醛需要使用昂贵的贵金属催化剂，成本高而且催化效率低，容易中毒，失去活性。而较高的温度可以增强催化材料的活性，延长催化材料寿命，而且还能降低催化材料对贵金属催化剂的依赖，使用较为便宜的催化材料，进而降低使用成本；

(4)我国大部分地区夏季高温高湿，室内除湿负荷大，以及室内甲醛散发大(受高温高湿影响)。而市场上大部分空气净化器功能单一，无法高效地满足用户室内除湿和空气净化双重需求；

因此，亟需开发一款兼顾除湿和空气净化的室内空气处理设备。

发明内容

本发明的目的是克服现有室内空气净化装置功能单一，在高空气湿度环境中对大分子VOC吸附效果不好，对甲醛处理效率不高的难题，提出了一种基于热泵除湿的吸附催化增强型空气净化器，本发明将热泵与除湿和VOC处理相结合，实现了空气除湿、VOC高效净化以及节能减排的目的。

本发明提出的一种基于热泵除湿的吸附催化增强型空气净化器，其特征在于，该净化器包括：壳体，在壳体内用隔板分割为三部分，其中，中部为风道，上部为管路室，下部为管路室和设备箱，其中风道从进风口到出风口依次划分为除湿段、吸附段、预热段、催化加热段，安装在除湿段进风端的颗粒物过滤器，除湿段由安装在风道的热泵蒸发器构成，吸附段由活性炭吸附剂装置构成，预热段由热泵冷凝器的前端构成，催化加热段由冷凝器后端和涂覆在肋片表面的甲醛催化剂层构成，安装在催化加热段出风口端的风机，还包括设置在上管路室中连接蒸发器入口和冷凝器前端出口管道中的节流阀，连接冷凝器前端出口和冷凝器后端出口的管道；设置在下管路室中连接蒸发器出口与冷凝器前端入口和冷凝器后端入口的管道中的压缩机和电动三通阀，设置在冷凝器后端的温度传感器，与温度传感器和电动三通阀相连的PLC可编程控制器；其中，温度传感器的温度测点位于催化加热段冷凝器表面，通过PLC可编程控制器与电动三通阀相连，自动调节冷凝剂流量分配，实现对催化温度的控制。

本发明的技术方案特点如下：

1、使用风机驱动，使室内空气依次通过净化器入口、颗粒物过滤器、蒸发器、活性炭吸附段、冷凝器以及甲醛催化材料段、风机、净化器出口。

2、利用颗粒物过滤器预先去除空气中的颗粒物，保证净化器内的洁净，提高内部装置运行的稳定性，延长吸附材料以及净化器的使用寿命。

3、利用蒸发器对空气进行降温除湿处理，冷凝水进入蒸发器下方的凝水盘，由排水口排出。

4、降温除湿后的低温干燥空气经过活性炭吸附段，由于空气中水蒸气含量降低，而且温度降低有利于活性炭吸附段去除空气中的大分子VOC(譬如甲苯等)，提高了VOC去除效率。