一种免清洗空气过滤装置及其新、旧过滤网的更换方法

摘要

一种免清洗空气过滤装置及其新、旧过滤网的更换方法，属于新风换气空气处理技术领域，包括箱体和过滤网，还包括转轴、电机和托盘；箱体包括下部前后挡板、前进风口、后出风口、上部前后凹槽板和侧板；转轴的两端转动安装在侧板的下部，电机设置在一侧侧板外，电机与转轴左端固定连接；托盘设置在前后凹槽板内、下部位置；过滤网包括过滤网叠层、过滤网工作层和污网卷筒；过滤网叠层设置在托盘上方，过滤网工作层垂直设置在前进风口一侧，污网卷筒套设在转轴上；一种免清洗空气过滤装置使用总时间为2-20年；新、旧过滤网的更换方法：可以手动也可以与设置在免清洗全热新风换气机上的智能化控制模块配合使用。本发明的有益效果是：节约人力物力材料、扩大销售量。

说明书

技术领域

本发明为一种空气过滤装置，特别涉及一种免清洗空气过滤装置及其新、旧过滤网的更 换方法，属于新风换气空气处理技术领域。

背景技术

建筑材料对环境的严重污染、汽车及工业废气的排放等，已经对人居环境造成了极大的 伤害，对低碳环保环境的要求已成为人类共同的呼声。特别是近年全国采用PM2.5微粒检测 仪监督空气质量后，查出国内绝大多数城市的空气质量都达不到安全标准，引起了国家的高 度重视。为了改善人居环境，空调器已在全球进入普及阶段，但空调器的使用对人居环境带 来的空气质量负面影响也是触目惊心的。空调器的使用必须在密闭的空间，否则会造成能源 的巨大损失，这个损失可以大到空调器本身能耗的几倍，甚至几十倍。密闭房间带来空气质 量问题首先是氧气不足，二氧化碳的增多，其次是建筑物放出的诸如甲醛、二氧化硫等影响 人类健康副产物也会得不到排放而增多，发生“空调病”。2002年国家发布了GB／T18883-2002 《空气质量标准》，规定了人居室内空气质量的要求，对新风量作出严格的规定，为 30m³／(h·人)。室内进入新风，必然要排出浊风，15m²的房间，大约需要1台3200w制冷量 的空调器，空调器本身的循环风量大约是500m³／h，按房间中最多人数为5人计算，需要150m³／h 风量，这个风量的排出将损失30％的能量。北京、石家庄等大城市空气中的颗粒物质大都达 到重度污染，200μg／m³，按房间高2.5m计算，室内有7500μg有害颗粒物质不断的吸入人 体内，对人类健康造成极大的伤害。

目前采用空气能量回收装置来回收部分损失的能量，按国家标准的规定，至少应回收55％ 的能量，这样即可减少55％的能量损失。空气中的有害颗粒物质通过过滤可以减少，但室内 本身存在的建筑材料产生的如甲醛、二氧化硫及病毒等有害物质却很难清除。且过滤网长期 使用必须清洗，由于大多数空气能量回收装置都是埋入式结构，安装在天花板内，而过滤网 又是安装在装置内部，不便于拆卸清洗。如果长期不清洗过滤网会被有害微粒堵死，无法引 入新风。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中，过滤网不便于拆卸清洗，会被有害微粒堵死，无 法引入新风的缺陷，提供了一种免清洗空气过滤装置及其进料长度的控制方法，可以达到过 滤网定期自动更换、不需要拆卸清洗、不会被有害微粒堵死、可引入新风的目的。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种免清洗空气过滤装置，包括箱体和过 滤网，所述箱体整体呈长方体形，所述过滤网为活性炭纤维布过滤网，所述一种免清洗空气 过滤装置与全热新风换气机配合使用；

为一种全热新风换气机的空气处理装置，还包括转轴、电机和托盘；

所述箱体包括下部前后挡板、中部前进风口、中部后出风口、上部前后凹槽板和侧板； 所述转轴的两端转动安装在侧板的下部，所述电机设置在一侧侧板外，电机与转轴左端固定 连接；所述托盘设置在前后凹槽板内、下部位置；

所述活性炭纤维布过滤网包括上部过滤网叠层、中部过滤网工作层和下部污网卷筒；所 述过滤网叠层呈水平状设置在托盘上方，所述过滤网工作层垂直设置在前进风口一侧，所述 污网卷筒套设在转轴上；

当电机启动时，过滤网会向下卷动，使上部过滤网叠层中新的过滤网卷到中部过滤网工 作层部位，原中部过滤网工作层的污染过滤网被卷到下部污网卷筒上，使在空气过滤装置使 用过程中可以进行新、旧过滤网的更换，而不要清洗过滤网；

所述一种免清洗空气过滤装置使用总时间为2-20年，前进风口高度为0.080-0.200m， 电机的转轴直径为0.010-0.030m。

所述一种免清洗空气过滤装置使用总时间为3年，前进风口高度为0.135m，电机的转轴 直径为0.020m。

所述托盘四周设置有挡边，两侧和后方的挡边向上设置，前方的挡边向下设置。

还包括智能化控制模块，所述智能化控制模块设置在免清洗全热新风换气机上，智能化 控制模块与电机电连接，智能化控制模块可以控制过滤网自动更换的预设时间间隔和每次电 机转动的预设转动圈数；过滤网自动更换的预设的间隔时间为2-4个月。

过滤网自动更换的预设的间隔时间为为3个月。

当前进风口高度为0.135m、电机的转轴直径为0.020m、过滤网厚度为0.0005m、90 天自动进料一次时，所述进料即为进过滤网，所述预设转动圈数与进料次数、每次进料长度 的关系如表1所示：

表1：预设转动圈数与进料次数、每次进料长度的关系

与设置在免清洗全热新风换气机上的光电控制仪配合使用，它包括发射端和接收端，是 一种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关，它把发射端和接收端之间光的强弱变 化转化为电流的变化以达到探测的目的；所述发射端和接收端设置在中部过滤网工作层的前、 后方，先在过滤网上打好限位行程孔，当过滤网经过一定的设定时间、被污染后，电机起动， 当光线穿过先打好的限位行程孔时，光电控制仪控制电机停止，自动更换过滤网成功，

用手工启动和关闭电机更换新、旧过滤网，先用手工启动电机，使新过滤网自上部过滤 网叠层向中部过滤网工作层转动、旧过滤网自中部过滤网工作层向下部污网卷筒转动，直至 完成新、旧过滤网的更换，再用手工关闭电机。

一种免清洗空气过滤装置中，过滤网自动更换时，电机转动的预设转动圈数可采用以下 计算方法：

$L=\underset{R=1}{\overset{R=n}{\Sigma }}\pi (D+2R_n\delta )$(公式1)

式中：R——电机卷曲过滤网的次数。第1圈m=1，第二圈m=2，…

n_i-每次定时电机卷曲过滤网长度的转数；

$L<\underset{R=1}{\overset{R=n}{\Sigma }}\pi (D+2R_n\delta )$时，n_i=m

$L<\underset{R=1}{\overset{R=n}{\Sigma }}\pi (D+{2R}_n\delta )$时，n_i=m／2

L n_i=L(i)+L(i+1)

n=R_i-R_i-1(圈)；

n_i=n·L／L n_i(圈)；

i——定时换过滤网的次数；第一次i=1，第二次i=2，…

L——进风口高度(过滤网拉出长度)，m；

D——转轴直径，m；

6——过滤网厚度，m。

过滤网自动更换时，电机转动的预设转动圈数的计算方法，

当所述一种免清洗空气过滤装置使用总时间为3年、前进风口高度为0.135m、电机的转 轴直径为0.020m、所述预设的间隔时间为3个月，电机转动的预设转动圈数的具体计算方 法为：

(1)进料次数为1时：

R=1L₁=3.14×(0.02+2×1×0.0005)=0.06594m

R=2L₂=3.14×(0.02+2×2×0.0005)=0.06908m

L_n1=L₁+L₂=0.06594+0.06908=0.13502m

n=R_i-R_i-1=2-0=2圈

n₂=n·L／L_n2=2×0.135／0.13502=2(圈)

即累计运行2160h后，过滤网电机旋转2圈。

(2)进料次数为2时：

R=3L₃=3.14×(0.02+2×3×0.0005)=0.07222m

R=4L₄＝3.14×(0.02+2×4×0.0005)=0.07536m

L_n2=L₃+L₄=0.07222+0.07536=0.14758

n=R_i-R_i-1=4-2=2圈

n₂=n·L／L_n2=2×0.135／0.14758=1.83(圈)

累计运行4320h后，过滤网电机旋转1.83圈，大于1圈，实际运行2圈。

(3)R=5L₅=3.14×(0.02+2×5×0.0005)=0.0785m

R=6L₆=3.14×(0.02+2×6×0.0005)=0.08164m

L_n3=L₅+L₆=0.0785+0.08164=0.16014m

n=R_i-R_i-1=6-4=2圈

n₃=n·L／L_n2=2×0.135／0.16014=1.86(圈)

累计运行64800天后，过滤网电机旋转1.86圈，大于1圈，实际运行2圈。

(4)R=7L₇=3.14×(0.02+2×7×0.0005)=0.08478m

R=8L₈=3.14×(0.02+2×8×0.0005)=0.08792m

L_n4=L₇+L₈=0.08478+0.08792=0.1727m

n=R_i-R_i-1=8-6=2圈

n₄=n·L／L_n3=2×0.135／0.1727=1.56(圈)

累计运行8640h后，过滤网电机旋转1.86圈，大于1圈，实际运行2圈。

(5)R=9L₉=3.14×(0.02+2×9×0.0005)=0.09106m

R=10L₁₀3.14×(0.02+2×10×0.0005)=0.0942m

L_n5=L₉+L₁₀=0.09106+0.0942=0.18526m

n=R_i-R_i-1=10-8=2圈

n₅=n·L／L_n4=2×0.135／0.18526=1.457(圈)

累计运行10800h后，过滤网电机旋转1.457圈，大于1圈，实际运行2圈。

(6)R=11L₁₁=3.14×(0.02+2×11×0.0005)=0.09734m

R=12L₁₂=3.14×(0.02+2×12×0.0005)=0.10048m

L_n5=L₁₁+L₁₂=0.09734+0.10048=0.1978m

n=R_i-R_i-1=12-10=2圈

n₆=n·L／L_n5=2×0.135／0.1978=1.365(圈)

累计运行12960h后，过滤网电机旋转1.365圈，大于1圈，实际运行2圈。

(7)R=13L₁₃=3.14×(0.02+2×13×0.0005)=0.10362m

R=14L₁₄=3.14×(0.02+2×14×0.0005)=0.10676m

L_n5=L₁₃+L₁₄=0.10362+0.10676=0.21036m

n=R_i-R_i-1=14-12=2圈

n₇=n·L／L_n6=2×0.135／0.21036=1.284(圈)

累计运行12960h后，过滤网电机旋转1.284圈，大于1圈，实际运行2圈。

(8)R=15L₁₅=3.14×(0.02+2×15×0.0005)=0.1099m

R=16L₁₆=3.14×(0.02+2×16×0.0005)=0.1130m

L_n5=L₁₅+L₁₆=0.1099+0.1130=0.2229m

n=R_i-R_i-1=16-14=2圈

n₈=n·L／L_n7=2×0.135／0.2229=1.21(圈)

累计运行17280h后，过滤网电机旋转1.21圈，大于1圈，实际运行2圈。

(9)R=17L₁₇=3.14×(0.02+2×17×0.0005)=0.116m

R=18L₁₈=3.14×(0.02+2×18×0.0005)=0.119m

L_n5=L₁₇+L₁₈=0.116+0.119=0.235m

n=R_i-R_i-1=18-16=2圈

n₉=n·L／L_n8=2×0.135／0.235=1.15(圈)

累计运行19440h后，过滤网电机旋转1.21圈，大于1圈，实际运行2圈。

(10)R=19L₁₉=3.14×(0.02+2×19×0.0005)=0.122m

R=20L₂₀=3.14×(0.02+2×20×0.0005)=0.126m

L_n5=L₁₉+L₂₀=0.122+0.126=0.248m

n=R_i-R_i-1=18-16=2圈

n₁₀=n·L／L_n9=2×0.135／0.248=1.09(圈)

累计运行21600h后，过滤网电机旋转1.09圈，大于1圈，实际运行2圈。

(11)R=21L₂₁=3.14×(0.02+2×21×0.0005)=0.129m

R=22L₂₀=3.14×(0.02+2×22×0.0005)=0.132m

L_n11=L₂₁+L₂₂=0.129+0.132=0.261m

n=R_i-R_i-1=20-18=2圈

n₁₁＝n·L／L_n11＝2×0.135／0.261=1.03(圈)

累计运行23760h后，过滤网电机旋转1.03圈，大于1圈，实际运行2圈。

(12)R=23L₂₃=3.14×(0.02+2×23×0.0005)=0.135m

R=24L₂₄=3.14×(0.02+2×24×0.0005)=0.138m

L_n11=L₂₃+L₂₄=0.135+0.138=0.273m

n=R_i-R_i-1=24-22=2圈

n₁₁=n·L／L_n11=2×0.135／0.273=0.99(圈)

累计运行25920h后，过滤网电机旋转0.99圈，大于0圈，实际运行1圈。

…

以后过滤网旋转电机定时(累计2160h)均按1圈进料。

以上计算得出空气处理过滤网进料时间、进料长度和进料电机旋转圈数如表1所示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)过去的埋入式全热新风换气机使用后不好更换过滤发生过滤器和热回收机芯被堵 死，在风沙大的地区用不上3年必须派专业人员去更换和或清洗；本发明彻底解决了新风换 气机清洗过滤器的问题，省了派专业人员去清洗每年约10万元的费用。

(2)采用智能式换过滤网的方法解决了定时定圈数换过滤网造成过滤网材料浪费，可节 省过滤网70％左右。一般活性炭纤维过滤器按失效时间计算，2年后应更换过滤网免清洗，普 通过滤网长效时间可长达10～15年，终身免换免清洗过滤器。

(3)活性炭对气体的吸附能力如下：氢气4.5、氧气35、氯气494、二氧化碳97(单位： m1／cm³)。活性炭可有效吸附各种工业废气，如苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨气、二氧化硫等， 活性炭还具有除臭作用。从吸附能力看，重点是二氧化碳及有害气体，大部分二氧化碳和有 害气体和极少量的氧气被活性炭吸附，清洁的新风和大部分氧气进入了房间而房间内的二氧 化碳污浊空气被排出了房间。

(4)免清洗的全热新风换气机的销售量比没有免清洗技术的全热新风换气机大50％。扩 大了产品的销售量，没有免清洗的同类型机已处于停销的状态。

附图说明

图1是：免清洗空气过滤装置整体图；

图2是：免清洗空气过滤装置箱体剖视图；

图3是：过滤网安装图；

图4是：过滤网安装入箱体图；

图5是：免清洗空气过滤装置与全热新风换气机配合组装及气流通道示意图。

附图标记说明：1箱体、101挡板、102进风口、103出风口、104凹槽板、105侧板、 2过滤网、201过滤网叠层、202过滤网工作层、203污网卷筒、3转轴、4电机、5托盘、6 免清洗空气过滤装置、7免清洗全热新风换气机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图5所示，一种免清洗空气过滤装置6的结构为：

包括箱体1和过滤网2，所述箱体1整体呈长方体形，所述过滤网2为活性炭纤维布过 滤网，所述一种免清洗空气过滤装置6与免清洗全热新风换气机7配合使用；

为一种全热新风换气机的空气处理装置，活性炭纤维布型号为KJC10-1100；还包括转轴 3、电机4和托盘5；

所述箱体1包括下部前后挡板101、中部前进风口102、中部后出风口103、上部前后凹 槽板104和侧板105；所述转轴3的两端转动安装在侧板105的下部，所述电机4设置在一 侧侧板105外，电机4与转轴3左端固定连接；所述托盘5设置在前后凹槽板104内、下部 位置；

所述过滤网2包括上部过滤网叠层201、中部过滤网工作层202和下部污网卷筒203；所 述过滤网叠层201呈水平状设置在托盘5上方，所述过滤网工作层202垂直设置在前进风口 102一侧，所述污网卷筒套203设在转轴3上；

当电机4启动时，过滤网2会向下卷动，使上部过滤网叠层201中新的过滤网2卷到中 部过滤网工作层202部位，原中部过滤网工作层202的被污染的过滤网2被卷到下部污网卷 筒203上，使在免清洗空气过滤装置6使用过程中可以进行新、旧过滤网2的更换，而不要 清洗过滤网2；

所述托盘5四周设置有挡边，两侧和后方的挡边向上设置，前方的挡边向下设置。

工作环境比较正常时，可使用智能化控制模块操作法：

此时包括智能化控制模块(图中未显示)，所述智能化控制模块设置在免清洗全热新风换 气机7上，智能化控制模块与电机4电连接，智能化控制模块可以控制过滤网自动更换的预 设时间间隔和每次电机转动的预设转动圈数；当到每次预设时间时，智能化控制模块带动过 滤网2拉出进风口长度1-2倍的过滤网2到中部前进风口102成为新的过滤网工作层202， 使已使用过被污染的原过滤网工作层202向下卷到污网卷筒203上；过滤网2自动更换的预 设的间隔时间为3个月。

当所述一种免清洗空气过滤装置使用总时间为3年，前进风口102高度为0.135m，电 机的转轴4直径为0.020m，所述预设的间隔时间为3个月自动进料一次时，所述进料即为 进过滤网2，所述预设转动圈数与进料次数、每次进料长度的关系如表1所示：

表1：预设转动圈数与进料次数、每次进料长度的关系

如图4所示，过滤网2安装入箱体1过程：

(1)过滤网2为多层折叠形，安装时先将折叠好的一端拉直长约300mm；

将前部擦入托盘5与箱体进风口102侧的缝口；

(2)将头部拉至转轴3，并粘牢在转轴3上；

(3)将多层折叠形过滤网卡入托盘5；

(4)拉直并整理拉出部分过滤网，使过滤网布满箱体1的进风口102，不允许漏进 风短路，有进风短路处应用海绵衬垫隔离。

实施例2：

如图1至图5所示，一种免清洗空气过滤装置6的主体结构同实施例1，与设置在免清洗 全热新风换气机7上的光电控制仪(图中未显示)配合使用，它包括发射端和接收端，是一 种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关，它把发射端和接收端之间光的强弱变化 转化为电流的变化以达到探测的目的；所述发射端和接收端设置在中部过滤网工作层的前、 后方，先在过滤网2上打好限位行程孔，当过滤网2经过一定的设定时间、被污染后，电机 4起动，当光线穿过先打好的限位行程孔时，光电控制仪控制电机4停止，自动更换过滤网2 成功，在工作环境一般或比较恶劣时，均可以采用上述光电控制仪自动控制法。

所述光电控制仪的型号为SKK-22。

实施例3：

如图1至图5所示，一种免清洗空气过滤装置6的结构完全同实施例1。新、旧过滤网2 的更换的操作方法为用手工启动和关闭电机更换新、旧过滤网2，先用手工启动电机4，使新 过滤网2自上部过滤网叠层201向中部过滤网工作层202转动、旧过滤网2自中部过滤网工 作层202向下部污网卷筒203转动，直至完成新、旧过滤网2的更换，再用手工关闭电机； 工作环境比较恶劣、过滤网经常堵塞时，可使用上述手工操作法，以便随时更换被污染的过 滤网。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的三种，本领域的技术人员在本 发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。