CN101799203B

CN101799203B - 空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置

Info

Publication number: CN101799203B
Application number: CN200910046055.5A
Authority: CN
Inventors: 朱家兴
Original assignee: SHANGHAI GARDEN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: FUJIAN GUANGYAO JIADUN ECO ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: CN101799203A

Abstract

空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置，在空调系统的回风口处设置有一用于空气净化的等离子体净化模块，所述等离子体净化模块具有一连接空调回风口的壳体，壳体内部设置有形成电场的集尘板和放电锯齿板，电场两极连接微脉冲交直流叠加等离子电源，所述电极板上均匀涂覆有高比表面积、高催化氧化的绝缘阻挡层。所述绝缘阻挡层为高比表面积、高催化氧化的二氧化钛薄膜。本发明所述的净化装置将二氧化钛纳米材料制备在电场的电极板上，形成高比表面积、高氧化性的二氧化钛薄膜，利用等离子体放电释放产生的氮气紫外线波长，激发产生高性能活性自由基，消毒杀菌、降解有机废气。

Description

空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体的来说涉及一种应用在空调系统上的等离子体/纳米光催化空气净化消毒装置。

背景技术

城市大气污染和室内环境现代化，导致室内空气质量明显下降，甚至污染物指标高出室外数十倍。因此，室内空气净化消毒杀菌对人体健康来说至关重要。

室内空气净化一般采用居室净化器和商用空调消毒净化装置。

综观国内外室内空气净化技术一般包括：过滤技术、吸附技术、光催化技术和臭氧氧化技术。

1、过滤技术——是将固态或液态微粒从气流中分离出来的方法，包括各种纤维材料制成的过滤器和静电过滤装置，安装在空调系统中，能过滤1～10um微粒和细菌。但对室内空气中的有机废气(TVOC)和异味等却没有降解作用。存在风阻大、二次污染、耗材反复更换、运行成本高等缺点。

2、吸附技术——是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物的方法，包括物理和化学吸附，如活性炭、分子筛等。吸附装置能祛除有机废气(TVOC)和异味。但不能除尘、杀菌消毒，且存在风阻大、二次污染、耗材反复更换、运行成本高等缺点。

3、光催化技术——是基于光催化在紫外灯照射下具有的氧化还原能力而净化污染物的方法。它用紫外灯和二氧化钛基材组成净化装置安装在空调系统中，能杀菌、除臭、降解有机废气(TVOC)。但含有重金属水银，紫外灯寿命短、存在二次污染、结构复杂且风阻大、反应分解时间长不适合流量大、风速高的中央空调系统使用。

4、臭氧氧化技术——臭氧是强氧化剂具有高效消毒和氧化有机废气(TVOC)的功效。不生成残留物，但不能用于人类活动的场所，一旦超标即变成污染物。且运行成本高、不能除尘，被限制于无人居住的空间使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有空气净化技术中存在的问题，提供一种空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置。该装置在空调系统大风量、高流速的条件下，可以实现瞬间消毒杀菌的技术要求；在密闭的空调系统中存在污染物种类多、浓度低的条件下，不仅能满足除尘、祛味、消毒灭菌的功能，还能实现降解有机废气(TVOC)的独特功能。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置，在空调系统的回风口处设置有一用于空气净化的等离子体净化模块，其特征在于，所述等离子体净化模块具有一连接空调回风口的壳体，壳体内部设置有形成电场的集尘板和放电锯齿板，电场两极连接微脉冲交直流叠加等离子电源，所述集尘板上均匀涂覆有高比表面积、高催化氧化的绝缘阻挡层。

所述绝缘阻挡层为高比表面积、高催化氧化的二氧化钛薄膜。

所述微脉冲交直流叠加等离子电源，脉冲上升时间＜100ns、脉宽＜10us，电源输出功率：10～50W、输出直流高压6000V、输出交流高压2000V、交直流叠加电压7000～8000V、频率为25～35KHz。

所述二氧化钛薄膜由二氧化钛溶液涂覆在电极板上构成，二氧化钛薄膜厚度为＜1mm。

二氧化钛溶液由二氧化钛纳米级粉末剂、氧化硅、氧化银和无机溶剂混合而成；电极板上涂覆过二氧化钛薄膜后，进行加热固化，加热温度为100～300℃；电极板加热固化以后，在经过双面用抛光机抛光定形，形成均匀光滑的二氧化钛薄膜层。

所述等离子体净化模块连接中央空调的回风口处。

所述等离子体净化模块连接风机盘管式空调的回风口处。

所述等离子体净化模块连接柜式空调的回风口处。

有益效果，本发明所述的净化装置将二氧化钛纳米材料制备在电场的电极板上，形成高比表面积、高氧化性的二氧化钛薄膜，利用等离子体放电释放产生的氮气紫外线波长，激发产生高性能活性自由基，消毒杀菌、降解有机废气。且适用于风量大、高流速空调系统的空气进行瞬间消毒杀菌效果达到消毒杀菌的标准要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明所述的电场结构示意图；

图3为图2的俯视结构示意图；

图4为图2的局部放大图；

图5为本发明实施例2的结构示意图；

图6为本发明实施例3的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

参看图1，图中所示为本发明所述的空气净化装置，设置在集中式空调空气净化中的结构示意图。在空调回风口处，设置一个模块插入口，模块插入口用于插入等离子净化模块1。插入等离子净化模块1后空调回风口的进风，均通过等离子净化模块1进行净化和除菌。

等离子净化模块1由电场板2和设置在电场板两侧的光催化网3、活性炭纤维网4组成，光催化网3、活性炭纤维网4分别设置在电场板2的两侧用于除尘过滤。

参看图2、图3，电场板2包括一个由左侧板201、右侧板202、顶板203、底板204构成的长方体框架，长方体框架内部设置有若干个极板204，在相邻的两个极板204之间设置有齿板205，在由极板204和齿板205组成的组合中还穿有两根铁管206，铁管206贯穿极板204和齿板205组成的组合，铁管206在长方体框架一短边固定连接，铁管206在长方体框架的另一短边也固定连接。铁管206在长方体框架的一边处连接一供电电源207，且该供电电源207模块也设置在长方体框架该侧边上。

所述供电电源207为微脉冲交直流叠加等离子电源，其脉冲上升时间＜100ns、脉宽＜10us，电源输出功率：10～50W、输出直流高压6000V、输出交流高压2000V、交直流叠加7000～8000V、频率为25～35KHz。微脉冲交直流叠加等离子电源，在高压直流基础上叠加高频高压交流，使它具有峰值电压低、电压范围宽等特点，同时复合了直流放电和微脉冲电晕放电的优点，又弥补了两种放电的不足。研发高直流叠加电源，不仅使电源体积小、功率低，又可以大幅降低材料成本，以利于空调净化装置产业化生产。

电场结构设计为铝合金齿板放电结构、极板模具冲压、流水线工艺组装，确保装配间隙控制在±0.5mm左右，防止拉弧、爬电、漏电等现象，实现均匀放电，使净化装置的安全性能达到国际水平。

所述极板204、齿板205上涂覆有高比表面积、高催化氧化的绝缘阻挡层。所述绝缘阻挡层为高比表面积、高催化氧化的二氧化钛薄膜。使等离子体脉冲电晕放电变成介质阻挡放电，将等离子体纳米光催化复合技术应用在空调净化装置上。由脉冲电晕放电转化为介质阻挡放电，同时利用等离子体放电过程中产生的氮气紫外线波长(350～400nm)的照射形成电子空穴运动，产生OH、O₂ ^-、O^-、O₃等羟基自由基，与等离子体产生的自由基复合生成大量的活性自由基，氧化性极强。其反应时间极短，反应速度极快，这就是在空调系统中大风量、高流速的条件下能瞬间消毒杀菌，降解有机废气的机理。

涂覆工艺如下：

配置二氧化钛(TiO2)溶液

将二氧化钛纳米级粉末剂和氧化硅、氧化银等材料按一定的重量比例混合成溶剂。二氧化钛粉剂5-10％，氧化硅溶剂80-90％，氧化银5-10％。

在极板上涂覆二氧化钛(TiO₂)薄膜采用一定的工艺涂覆一层耐高压、耐高频、结合力好，经反复清洗不剥落，不影响净化效率的薄膜层。

进烘箱加温烧结

极板上涂覆纳米二氧化钛(TiO₂)薄膜后，必须进行烘箱加热固化，其加热温度为100～300℃，加热时间视材质、数量多少而定。

抛光定形

经涂覆固化后的极板还需双面用抛光机抛光定形，以形成均匀、光滑的二氧化钛薄膜层。二氧化钛薄膜厚度为＜0.1mm。

参看图4，铁管206连接电源端，具体为，铁管206穿过右侧板202后，套上一接线绝缘帽208，接线绝缘帽208外侧套上平垫209，平垫209的外侧套有接线夹210，接线夹210外侧套有螺母211，最后在螺母211外侧套上接线绝缘帽盖212，实现该端接线和固定之功能。

实施例2

参看图5，等离子净化模块可以设置在风机盘管式空调的净化装置中，首先根据该类型的空调回风口的标准规格，做出相应大小的等离子净化模块，相应的在空调回风口设计相应的模块入口，装配时，将等离子净化模块插入接通电源，然后将等离子净化模块固定即可。(离心风机进风口)其余同实施例1。

实施例3

参看图6，等离子净化模块可以设置在柜式空调空气净化装置中，具体为根据柜式空调出风口的大小设计相应标准规格的等离子净化模块，然后将等离子净化模块装配在柜式空调出风口处即可。其余同实施例1。

本发明所述的净化装置将二氧化钛纳米材料制备在电场的电极板上，形成高比表面积、高氧化性的二氧化钛薄膜，利用等离子体放电释放产生的氮气紫外线波长，激发产生高性能活性自由基，消毒杀菌、降解有机废气。且适用于风量大、高流速空调系统的空气进行瞬间消毒杀菌效果达到消毒杀菌的标准要求。

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。本行业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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置，在空调系统的出风口处设置有一用于空气净化的等离子体净化模块，其特征在于，所述等离子体净化模块具有一连接空调回风口的壳体，壳体内部设置有形成电场的集尘板和放电锯齿板，电场两极连接微脉冲交直流叠加等离子电源，电极板上均匀涂覆有高比表面积、高催化氧化的绝缘阻挡层；

所述绝缘阻挡层为高比表面积、高催化氧化的二氧化钛薄膜；

所述微脉冲交直流叠加等离子电源，脉冲上升时间＜100ns、脉宽＜10ｕs，电源输出功率10～50W、输出直流高压6000V、输出交流高压2000V、交直流叠加7000～8000V、频率为25～35KHz；

所述二氧化钛薄膜由二氧化钛溶液涂覆在电极板上构成，二氧化钛薄膜厚度为＜0.1mm；

二氧化钛溶液由二氧化钛纳米级粉末剂、氧化硅、氧化银和无机溶剂混合而成；其中二氧化钛粉末剂的重量百分比为5-10%，氧化硅的重量百分比为80-90%，氧化银的重量百分比为5-10%；电极板上涂覆过二氧化钛薄膜后，进行加热固化，加热温度为100～300℃；电极板加热固化以后，再经双面用抛光机抛光定形，形成均匀、光滑的二氧化钛薄膜层。

2.根据权利要求1所述的空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置，其特征在于，所述等离子体净化模块连接中央空调的回风口处。

3.根据权利要求1所述的空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置，其特征在于，所述等离子体净化模块连接风机盘管式空调的回风口处。

4.根据权利要求1所述的空调系统等离子体纳米光催化空气净化消毒装置，其特征在于，所述等离子体净化模块连接柜式空调的回风口处。