一种多功能空气净化机及节能使用方法

摘要

本发明公开了一种多功能空气净化机及节能使用方法，属于环境保护装置技术领域，多功能空气净化机包括机体、净化主风道、净化非工作区及集尘风道、滑道、检测与控制装置等部分组成；机体由立体式框架结构组成，包括前、中、后三部分，净化主风道位于机体的中部，净化非工作区及集尘风道位于机体的前部，滑道位于净化非工作区与净化主风道之间并安装在机体内，检测与控制装置安装在机体的后部。多功能空气净化机节能使用方法可针对当前室内空气质量的状况，选择不同的工作模式对室内的空气分别进行除尘过滤净化处理、集尘处理、有毒有害气体吸收净化处理和二氧化碳吸收净化处理，使得空气净化机高效率低能耗运行，达到节能高效的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能空气净化机及节能使用方法，属于环境保护装置技术领域，用于对生活、工作的室内空气净化，或对病房等有病菌空气灭菌净化处理。

背景技术

随着人们工作及生活的需要，现代办公设备（电脑、打印机）的使用越来越普及，以及室内装修的飞速发展，室内空气污染日益严重，尤其是空调的大量使用导致室内通风不足，多种因素的综合作用使得室内有害气体和悬浮颗粒大量聚集，严重威胁着人们的身体健康和生活质量。室内空气污染物主要分为3大类：（1）粉尘、烟雾、花粉等可吸入颗粒；（2）细菌、真菌、病毒等微生物；（3）甲醛、苯、氨、氡、挥发性有机化合物等有害气体。

针对以上室内空气污染物，市场上出现了多种空气净化机，他们大多采用机械方法、物理方法、化学方法对室内空气进行净化。所采用的净化方式主要有：(1) 高效微粒空气过滤器（对0.3微米以上的微小颗粒、粉尘细菌、病毒等物质过虑处理）；(2)活性碳技术（有效中和甲醛、苯、氨等有害气体）；(3)光触媒技术（抑制病毒活性，杀菌，去除异味）；（4）紫外线消毒（有效杀灭细菌、病毒等微生物）；（5）等离子体技术（有效中和甲醛、苯、氨等有害气体）。

目前国内外空气过滤净化机大多采用多层过滤的方式净化室内空气。如专利号“200410020187.8” 名称为“空气净化机的过滤装置”和专利号“200410020188.2”名称为“空气净化机”的专利公开的都是具有空气进口和出口的壳体以及装在壳体内的过滤器、风机等组成的空气净化装置，过滤器包括前置过滤器，高效微粒空气过滤器，除臭过滤器，纳米活性炭过滤器，除臭氧过滤器等。其缺陷是：（1）当空气净化机工作时，各过滤层一直处于工作状态，不能根据室内空气灰尘浓度的大小、病菌的浓度、有毒有害气体的浓度等状况来选择不同的工作模式，这样必然会造成资源的不合理利用和浪费；（2）各过滤器层主要是由单独的网状过滤体构成，其过滤材料通常是固定安装的，使用一段时间后，过滤材料被堵塞后需要人工更换，给使用者带来很大不便，且过滤材料往往一次使用,使用周期短，浪费严重；（3）在无需多层过滤情况下，多层过滤会增加通风阻力，同样在滤纸上灰尘堵塞程度很严重情况下，没有及时更新滤纸也会增加通风阻力，将导致空气净化机的运行能耗高；（4）随着空调的广泛使用，在相对密闭的室内环境中二氧化碳的含量会逐渐增多，使人感觉不适，影响人们的生活质量，然而市场上现有的空气净化机没有对二氧化碳气体进行吸收处理。

发明内容

本发明针对目前空气净化机或者灭菌机存在以上不足，提供了一种多功能空气净化机及节能使用方法。

本发明的空气净化机采用的技术方案是：包括机体、净化主风道、净化非工作区及集尘风道、滑道、检测与控制装置等部分组成；机体由立体式框架结构组成，包括前、中、后三部分，净化主风道位于机体的中部，净化非工作区及集尘风道位于机体的前部，滑道位于净化非工作区与净化主风道之间并安装在机体内，检测与控制装置安装在机体的后部。

机体中部的净化主风道在进气口和排气口之间依次设有除尘风道、有毒有害气体吸收风道和二氧化碳吸收风道：除尘风道由安装在滑道上可以在机体前部与中部之间滑动的风道调节板、安装在滑道上可以在机体前部与中部之间滑动的高效微粒空气过滤器、过滤器滑动操纵杆、风道调节板滑动操纵杆等组成；有毒有害气体吸收风道由等离子发生器组成；二氧化碳吸收风道同样由安装在滑道上可以在机体前部与中部之间滑动的二氧化碳吸收器、吸收器滑动操纵杆等组成。

机体前部的净化非工作区和集尘风道包括位于滑道上的高效微粒空气过滤器非工作段、位于机体前部的集尘风道入口、位于高效微粒空气过滤器右侧的集尘袋、集尘腔体、集尘滤纸、具有单向门的与净化主风道的有毒有害气体吸收风道相通的集尘风道出口，以及位于滑道上的二氧化碳吸收器非工作段等部分组成。

机体后部的检测与控制装置包括设置在进气口侧的气压差检测器件、灰尘浓度检测器件、有毒有害气体检测器件和二氧化碳检测器件、高效微粒空气过滤器和二氧化碳吸收器位置检测传感器，以及控制器等部分组成。气压差检测器件包括检测气压差传感器、与进气口相通的气管、与有毒有害气体吸收风道相通的气管；灰尘浓度检测器件包括检测灰尘浓度传感器、与进气口相通的气管；有毒有害气体检测器件包括检测空气质量传感器、与进气口相通的气管；二氧化碳检测器件包括二氧化碳浓度传感器、与进气口相通的气管；控制器包括检测信号转换处理电路、单片微机、键盘、显示器、电平转换和继电器组控制电路，以及风机调速器等部分组成。控制器在键盘与显示器人机操作界面下使用，在程序控制下采集气压差传感器、灰尘浓度传感器、有毒有害气体浓度检测传感器和二氧化碳浓度传感器、高效微粒空气过滤器和二氧化碳吸收器位置检测传感器等信息，进行运算处理与显示，显示空气质量，风道调节板及微粒空气过滤器、二氧化碳吸收器的位置，提示空气需要进行净化处理工作的模式，在人工操纵下实现过滤器集尘处理或者空气过滤净化处理，二氧化碳吸收处理，通过自动控制实现有毒有害气体吸收净化处理。

本发明的一种多功能空气净化机节能使用方法采用的技术方案是按如下步骤：

A、将进气口与室内相通，根据空气质量情况通过风机鼓风使得室内气体通过相应的过滤层，进行室内空气净化处理。

B、在控制器的程序控制下，由气体压力传感器检测高效微粒空气过滤纸两侧的气体压力差，判断过滤纸上灰尘堵塞程度，气压差值降低到正常值的一半时，提示需要在滑道上移动风道调节板至机体中部并移动高效微粒空气过滤器至机体前部，进行高效微粒空气过滤纸集尘处理，收集过滤纸上的灰尘。

C、在控制器的程序控制下，通过灰尘浓度传感器检测空气中灰尘的浓度，控制器采集灰尘浓度值，判断空气中灰尘的浓度，若浓度值大于室内空气质量灰尘浓度标准时，在滑道上移动风道调节板至机体前部并移动高效微粒空气过滤器至机体中部，使得高效微粒空气过滤器处于工作状态，此时根据灰尘浓度高的程度，选择并控制不同风机速度，进行空气过滤处理；若浓度值小于室内空气质量灰尘浓度标准时，在滑道上移动风道调节板至机体前部，并移动高效微粒空气过滤器至机体前部，使得高效微粒空气过滤器处于非工作状态。

D、在控制器的程序控制下，通过空气质量传感器检测空气中有毒有害气体的浓度，控制器采集有毒有害气体的浓度值，判断空气中有毒有害气体的浓度，若浓度值大于室内空气质量有毒有害气体标准时，控制等离子体发生器处于工作状态；若浓度值小于室内空气有毒有害气体质量标准时，控制等离子体发生器处于非工作状态。

E、在控制器的程序控制下，通过二氧化碳浓度传感器检测空气中二氧化碳的浓度，控制器采集二氧化碳浓度值，判断空气中二氧化碳的浓度，若浓度值大于室内空气质量二氧化碳浓度标准时，在滑道上移动二氧化碳吸收器至机体中部，使得二氧化碳吸收器处于工作状态；若浓度值小于室内空气质量二氧化碳浓度标准时，在滑道上移动二氧化碳吸收器至机体前部，使得二氧化碳吸收器处于非工作状态。

本发明的多功能空气净化机及节能使用方法可针对当前室内空气质量的状况，选择不同的工作模式对室内的空气分别进行除尘过滤净化处理、集尘处理、有毒有害气体吸收净化处理和二氧化碳吸收净化处理，使得空气净化机高效率低能耗运行，达到节能高效的效果。其可广泛应用于医院、流动医疗室、诊所、酒店、戏院、办公室、公厕、公共交通工具、会议室以及家庭等场合，实现空气净化，或者污染空气的灭菌消毒处理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是多功能空气净化机的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图2中的滑道3的主视图。

图4是图2中的控制器8组成结构示意图。

图中，1，机体；2净化非工作区及集尘风道；3，滑道；4，净化主风道；8，控制器；11，左面板；12，右面板；13，上面板；14，下面板；15，中间板A；16，中间板B；17，风道隔板A；18，风道隔板B；19，风道隔板C；21，灰尘收集器件；22，等离子体发生器；23，二氧化碳收集器件；24，风机；25，前面板；26，后面板；31，检测与控制装置；32，气压差检测器件；33，灰尘浓度检测器件；34，有毒有害气体检测器件；35，二氧化碳检测器件；36，位置检测传感器；40，集尘器件；41，集尘风道入口；42，集尘风道；43，集尘袋；44集尘腔体；45，集尘滤纸；46，单向门；47，集尘风道出口； 51，进气口；52，除尘风道；53，有毒有害气体吸收风道；54，二氧化碳吸收风道；59，排气口；61，气管A；62，气管B；63，气管C；64，气管D；65，气管E；71，滑轨；72，滚轮；221，风道调节板；222，高效微粒空气过滤器；223，过滤器滑动操纵杆；224，风道调节板滑动操纵杆；231，二氧化碳吸收器；232，吸收器滑动操纵杆；321，检测气压差传感器；331，检测灰尘浓度传感器；341，检测有毒有害气体传感器；351，检测二氧化碳浓度传感器。

具体实施方式

如图1、2、3所示，多功能空气净化机包括机体1、净化主风道4、净化非工作区及集尘风道2、滑道3、检测与控制装置31等部分组成。机体1通过两端左右面板11和12，上下面板13和14，前后板25和26围成立体框架结构，由中间板A 15、中间板B16将机体分割成前部、中部、后部三部分。净化主风道4位于机体的中部，净化非工作区及集尘风道2位于机体的前部，滑道3位于机体的前部和中部，检测与控制装置31位于机体的后部。

在机体中部的净化主风道4依次设有进气口51、除尘风道52、灰尘收集器件21、有毒有害气体吸收风道53、等离子体发生器22、二氧化碳吸收风道54、二氧化碳收集器件23、排气口59和风机24。进气口51安装在机体1左面板11上，排气口59安装在机体1右面板12上。风机24安装在机体右面板12上及排气口59内侧。灰尘收集器件21位于除尘风道52内，等离子体发生器22位于有毒有害气体吸收风道53内，其一对电极分别安装在机体1的中间板A15、中间板B16上，二氧化碳收集器件23位于二氧化碳吸收风道54内。

灰尘收集器件21包括风道调节板221、高效微粒空气过滤器222、过滤器滑动操纵杆223、风道调节板滑动操纵杆224。风道调节板221、高效微粒空气过滤器222均支撑在对应滑道3上，可以通过操纵对应滑动操纵杆，在机体的前部和中部之间来回滑动。

二氧化碳收集器件23包括二氧化碳吸收器231、吸收器滑动操纵杆232。二氧化碳吸收器231支撑在对应滑道3上,通过操纵吸收器滑动操纵杆232，在机体的前部和中部之间来回滑动。

机体前部的净化非工作区及集尘风道2包括风道隔板A17、风道隔板B18、风道隔板C19、高效微粒空气过滤器222的非工作段、集尘器件40、二氧化碳吸收器231非工作段等部分。风道隔板C19位于左面板11的右侧与中间板A15平行并在一条线上，比中间板A15略低，风道隔板B18位于风道调节板221的左侧，与风道隔板C19和前板25封闭连接，高度与风道隔板C19一致，风道隔板A17位于风道隔板B18与风道隔板C19的顶部。在集尘时风道隔板A17、风道隔板B18、风道隔板C19围成集尘风道42，使得空气只能从高效微粒空气过滤器222上吹过，进入集尘风道入口41。

集尘器件40包括集尘风道入口41、集尘风道42、集尘袋43、集尘腔体44、集尘滤纸45、集尘风道出口47。集尘风道入口41位于机体前部的高效微粒空气过滤器222下方，从滑道3中通过，集尘腔体44位于高效微粒空气过滤器右侧，内部含有集尘袋43和集尘滤纸45，空气通过集尘风道入口41吹入集尘袋43，再经过集尘滤纸45和具有单向门46的集尘风道出口47通入净化主风道4的有毒有害气体吸收风道53。

滑道3共有三对，包括上下滑轨71和滚轮72。三对滑道3的滚轮72分别安装在风道调节板221、高效微粒空气过滤器222、二氧化碳吸收器231上。上下滑轨71分别安装在机体1的上面板13、下面板14上，两对安装在集尘风道42和除尘风道52之间，分别支撑风道调节板221和高效微粒空气过滤器222，一对安装在二氧化碳吸收风道54和净化非工作区及集尘风道2的二氧化碳吸收器231非工作段之间，支撑二氧化碳吸收器231。在支撑高效微粒空气过滤器222和二氧化碳吸收器231的下滑轨71上前后两侧分别安装两只位置检测传感器36，检测高效微粒空气过滤器222和二氧化碳吸收器231前后位置。

如图1、2所示，机体后部的检测与控制装置31包括设置在进气口侧的气压差检测器件32、灰尘浓度检测器件33、有毒有害气体检测器件34和二氧化碳检测器件35，以及高效微粒空气过滤器和二氧化碳吸收器位置检测传感器36和控制器8等部分组成。

气压差检测器件32包括检测气压差传感器321、与进气口51相通的气管A61、与风道53相通的气管B62；灰尘浓度检测器件33包括检测灰尘浓度传感器331、与进气口51相通的气管C63；有毒有害气体检测器件34包括检测有毒有害气体传感器341、与进气口51相通的气管D64；二氧化碳检测器件35包括检测二氧化碳浓度传感器351、与进气口51相通的气管E65。机体后部的控制器8分别电连接气压差传感器321、灰尘浓度传感器331、有毒有害气体传感器341、二氧化碳浓度传感器351、高效微粒空气过滤器和二氧化碳吸收器位置检测传感器36。

气压差传感器321检测高效微粒空气过滤纸两侧的气压差，灰尘浓度检测器件33，检测进气口51内空气中灰尘的浓度，有毒有害气体浓度检测器件34，检测进气口51内空气中有毒有害气体的浓度，二氧化碳浓度检测器件35，检测进气口51内空气中二氧化碳的浓度。

如图4所示，空气净化机控制器8包括AT89C52单片微机、键盘、显示器、气压传感器信号转换处理电路、灰尘浓度传感器信号转换处理电路、空气质量传感器信号转换处理电路、二氧化碳传感器信号转换处理电路、控制风机调速的电平转换和继电器组控制电路和风机调速器等。多功能空气净化机在AT89C52单片微机程序控制下，通过键盘显示器人机操作界面，通过传感器采集空气灰尘浓度、有毒有害气体浓度、二氧化碳浓度等空气质量信息和高效微粒空气过滤纸前后气压差，并在显示器上显示，按照显示工作模式信息手工选择滑道上的风道调节板和对应的过滤层,实现对室内气体进行除尘、集尘、吸收有毒有害气体和二氧化碳等净化功能。

多功能空气净化机节能操作方法是针对灰尘浓度、有毒有害气体浓度、二氧化碳浓度情况、高效微粒空气过滤纸两侧气压差大小和滤纸上灰尘堵塞程度，由控制器8按照提示室内空气质量信息手工选择工作模式或者自动控制风机24和等离子体发生器22工作，使得空气分别进入除尘风道52或者集尘风道2，再经过有毒有害气体吸收风道53、二氧化碳吸收风道54，最后从排气口59排出。

具体方法包括如下步骤：

第一步，工作准备。将进气口51与室内相通，由风机24吸风，使空气从进气口51吸入净化主风道4，根据室内空气质量状况进行不同功能的净化处理。

第二步，集尘净化处理。通过气体压力传感器321检测高效微粒空气过滤器4两侧的气体压力差，控制器8采集气压差，当滤纸两侧的气体压力差大于一定量（20 Pa）时，认为滤纸上灰尘大，通过风道调节板滑动操纵杆224移动风道调节板至机体中部，并通过过滤器滑动操纵杆223移动高效微粒空气过滤器至机体前部，使空气从高效微粒空气过滤器222上吹过，将灰尘经集尘风道入口41进入集尘袋43，灰尘被收集在集尘袋43内，空气依次经过集尘滤纸45、单向门46、集尘风道出口47进入有毒有害气体吸收风道53。

第三步，除尘净化处理。通过灰尘浓度传感器331检测进气口51内的空气灰尘浓度，控制器8采集灰尘浓度值，当空气灰尘浓度值小于室内空气质量灰尘浓度标准时，认为空气中灰尘浓度小，通过过滤器滑动操纵杆223移动风道调节板至机体前部并通过过滤器滑动操纵杆223移动高效微粒空气过滤器至机体前部，使高效微粒空气过滤器处于非工作状态；反之，通过风道调节板滑动操纵杆224移动风道调节板至机体前部，通过过滤器滑动操纵杆223移动高效微粒空气过滤器至机体中部，并按照灰尘浓度大小选择控制除尘净化处理风机速度，使得高效微粒空气过滤器处于除尘净化工作状态。

第四步，有毒有害气体吸收净化处理。通过有毒有害气体传感器341检测进气口51内的空气有毒有害气体浓度，控制器8采集有毒有害气体浓度值，当有毒有害气体浓度值小于室内空气质量有毒有害气体浓度标准时，认为空气中有毒有害气体浓度小，不启动等离子发生器工作，反之，启动等离子发生器工作，吸收有毒有害气体。

第五步，二氧化碳吸收净化处理。通过二氧化碳传感器351检测进气口51内的空气二氧化碳浓度，控制器8采集二氧化碳浓度值，当空气二氧化碳浓度值小于室内空气质量二氧化碳浓度标准时，认为空气中二氧化碳浓度小，通过吸收器滑动操纵杆232移动二氧化碳吸收器至机体前部，使二氧化碳吸收器处于非工作状态；反之，通过吸收器滑动操纵杆232移动二氧化碳吸收器至机体中部，使得二氧化碳吸收器处于工作状态。

通过以上工作，多功能空气净化机实现高效率节能运行效果。