一种空气净化装置和一种空气净化系统的制作方法

本发明涉及空气净化技术领域，特别是涉及一种空气净化装置和一种空气净化系统。

背景技术：

随着社会的快速发展，空调得到了广泛的普及。为了有效地发挥空调的作用，人们生活的室内空间更加密闭，随之而带来是室内空气质量的恶化。

人们逐渐认识到处理空气质量问题是一个涉及到固体颗粒物、气体污染物、微生物处理的复杂的话题，发现了许多消除固体颗粒物、净化空气污染物、杀菌、消毒的机理，积累了大量对应方法，开发了不计其数的空气净化装备。

现有技术公开了一种室内空气净化器，包括壳体，在壳体的内腔设有三个净化室，在第二净化室里面设有填料层，壳体上设有入风口，壳体顶部设有与净化室相通的出风口。净化室包括设置在壳体底部的储水室，净化室顶部设有喷淋装置，储水室内设有循环水泵，循环水泵通过输水管与喷淋装置相接。净化室内设有风机。当空气从入风口进入后依次流过三个净化室。在第二净化室自下向上180度逆流流动，经过该净化室里面的鲍尔环填料层净化，进入第三净化室，然后在风机驱动下从壳体顶部的出风口排出。

其存在以下技术问题：

1)空气通常以较快速度进入净化室内并快速排出到净化室外，停留在净化室内的时间较短，无法与填料层和喷淋液充分接触反应，导致空气净化效果不佳；

2)由于空气从净化室内快速排出到净化室外，对室内空气的扰动较大，难以维持安静舒适的室内环境；

3)受限于空气和喷淋液180度逆流的阻力，导致空气净化器处理能力有限。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一是：提供一种空气净化装置，能够降低空气和喷淋液混合的阻力，提升净化室内空气通过能力，增强空气净化装置的处理能力，减缓空气的流动速度，延长空气停留在净化室的时间，空气能够与填料层充分接触反应，提升了空气净化效果，对室内空气的扰动小，有利于维持安静舒适的室内环境。

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之二是：提供一种空气净化系统，通过串接多个空气净化装置能够达到不同的空气净化标准，适用于不同空气质量要求的场合。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种空气净化装置，包括净化室，净化室内设有填料层，填料层上方对应设有喷淋装置，喷淋装置用于向填料层喷洒喷淋液，喷淋液的流动方向和空气在净化装置内的流动方向成90度交叉，净化室一侧设有进风口，与进风口对应的净化室另一侧设有出风口，进风口一侧设有匀速进风部和慢速进风部，慢速进风部两端分别连接于匀速进风部和进风口，出风口一侧设有快速出风部和匀速出风部，快速出风部两端分别连接于出风口和匀速出风部，匀速进风部、慢速进风部、净化室、快速出风部和匀速出风部依次连通。

进一步，慢速进风部横截面由连接匀速进风部的一端到连接进风口的一端逐渐变大，快速出风部横截面由连接匀速出风部的一端到连接出风口的一端逐渐变大。

进一步，匀速进风部和匀速出风部横截面为圆形或正多边形。

进一步，喷淋装置包括喷头、水泵和导流管，喷头设于填料层上方，填料层下方设有储液区，储液区用于储存喷淋液，水泵通过导流管将储液区里的喷淋液输送到喷头，喷头的喷洒方向朝向填料层。

进一步，喷淋装置上方对应设有紫外灯。

进一步，填料层填充有塑料鲍尔环。

进一步，塑料鲍尔环直径为25-50mm，比表面积为100-213m²/m³，孔隙率为0.91-0.92，干填料因子为130-285m^-1。

进一步，填料层数量为至少两个，至少两个填料层依次设于进风口与出风口之间，每两个相邻的填料层之间设有扰流风机。

进一步，填料层数量为三个。

一种空气净化系统，包括至少两个空气净化装置，至少两个空气净化装置依次串接，每两个相邻的空气净化装置之间通过其中一个空气净化装置的匀速进风部与另一个空气净化装置的匀速出风部连接。

总的说来，本发明具有如下优点：

匀速进风部位于空气净化装置的前端，起到引导空气和均匀来流的作用。慢速进风部起到减缓气流速度的作用，使得空气以较慢的速度进入净化室，延长了空气在净化室内的停留时间，空气能够与填料层充分接触反应，提升了空气净化效果。

当净化后的空气从出风口排出时，与出风口连接的快速出风部能够快速排出洁净的空气，与快速出风部相连的匀速出风部则起到舒缓空气的作用，通过均匀快速排出的空气，有效减少了对室内空气的扰动，有利于维持安静舒适的室内环境。

空气在净化室内水平流动，和喷淋液自上而下方向成90度交错，构成气液之间接触传质模式，空气压力损失大为降低，可以显著提升净化室内空气通过能力，提高了空气净化装置的处理能力。

附图说明

图1为本发明实施例的空气净化装置的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的空气净化装置的剖视图。

图3为本发明实施例的空气净化系统的立体结构示意图。

附图标记说明：

1——匀速进风部、2——慢速进风部、3——净化室、4——快速出风部、5——匀速出风部、61——填料层、62——紫外灯、63——扰流风机、64——储液区、65——喷头。

具体实施方式

下面来对本发明做进一步详细的说明。

如图1、图2所示，一种空气净化装置，包括净化室3，净化室3内设有填料层61，填料层61上方对应设有喷淋装置，喷淋装置用于向填料层61喷洒喷淋液，喷淋液的流动方向和空气在净化装置内的流动方向成90度交叉，净化室3一侧设有进风口，与进风口对应的净化室3另一侧设有出风口，进风口一侧设有匀速进风部1和慢速进风部2，慢速进风部2两端分别连接于匀速进风部1和进风口，出风口一侧设有快速出风部4和匀速出风部5，快速出风部4两端分别连接于出风口和匀速出风部5，匀速进风部1、慢速进风部2、净化室3、快速出风部4和匀速出风部5依次连通。

图2箭头所示为空气流动方向。匀速进风部1位于空气净化装置的前端，起到引导空气和均匀来流的作用。慢速进风部2两端分别连接于匀速进风部1和进风口，起到减缓气流速度的作用，使得空气以较慢的速度进入净化室3，延长了空气在净化室3内的停留时间，空气能够与填料层61充分接触反应，提升了空气净化效果。

净化室3内是空气与填料层61和喷淋液接触反应的区域，空气中的各种污染物和微生物通过填料层61和喷淋液反应后被有效吸收、消杀、净化。

相较于现有技术中普通填料塔采用180度逆流，本发明实施例中，空气在净化装置内水平流动，和喷淋液自上而下方向成90度交错，构成气液之间接触传质模式，空气压力损失大为降低，可以显著提升空气在净化室3内空气通过能力，提高了空气净化装置的处理能力。

当净化后的空气从出风口排出时，与出风口连接的快速出风部4能够快速排出洁净的空气，与快速出风部4相连的匀速出风部5则起到舒缓空气的作用，通过匀速出风部5均匀排出的空气，有效减少了对室内空气的扰动，有利于维持安静舒适的室内环境。

优选地，匀速进风部1和匀速出风部5形状尺寸均相同，既能够较好地起到均匀空气流动的作用，同时能够实现空气净化装置模块化，通过相邻模块之间匀速进风部1和匀速出风部5的连接，能够将多个空气净化装置串接起来形成更高标准的空气净化系统。

慢速进风部2横截面由连接匀速进风部1的一端到连接进风口的一端逐渐变大，快速出风部4横截面由连接匀速出风部5的一端到连接出风口的一端逐渐变大。

当空气从匀速进风部1进入到慢速进风部2后，由于慢速进风部2横截面逐渐增大，压强变小，空气从匀速流动变为慢速流动，进而以较慢的速度进入到净化室3内。当空气从出风口排出到快速出风部4后，由于快速出风部4横截面逐渐减小，压强变大，空气得以快速排出到匀速出风部5。

匀速进风部1和匀速出风部5横截面为圆形或正多边形。

本实施例中，匀速进风部1、慢速进风部2、净化室3、快速出风部4和匀速出风部5呈直线型水平连通。净化室3为横截面为正方形、两端设有开口的长方体通道。匀速进风部1和匀速出风部5均由横截面为正方形、两端设有开口的长方体构成。快速进风部和快速出风部4均由横截面为正方形、两端设有开口的四棱台构成。填料层61外包网格孔径为20×20mm的钢丝网，材质为304不锈钢，四周拐角用材为角钢，顶部和底部用材为扁钢。填料层61厚度为150mm。

喷淋装置包括喷头65、水泵和导流管，喷头65设于填料层61上方，填料层61下方设有储液区64，储液区64用于储存喷淋液，水泵通过导流管将储液区64里的喷淋液输送到喷头65，喷头65的喷洒方向朝向填料层61。

通过喷头65喷洒喷淋液和储液区64收集喷淋液，实现了喷淋液的重复利用。本实施例中，水泵扬程为0.8m，流量为5l/min。

喷淋装置上方对应设有紫外灯62。

喷淋液从填料层61上方的喷淋装置向下喷淋，并由水泵驱动实现循环流动，持续接受设置在喷淋装置上方的紫外灯62照射，实现对细菌和病毒的完全消杀。喷淋液不断循环流动可保持传质动力，紫外灯62对喷淋液的杀菌作用，又可延长填料层61和喷淋液的使用时间，减少了工作人员更换填料层61和喷淋液的频率，减轻了劳动强度。当需要更换喷淋液时，可把导流管直接引出净化室3外排放，再从净化室3顶部加入新的喷淋液，非常便捷。

填料层61填充有塑料鲍尔环。

填料层61采用塑料鲍尔环堆放的填充方式，当喷淋液以适当流量流过的时候，能够在鲍尔环表面形成大量微小液膜，兼具填料塔式吸收装置和液膜吸收塔的优点，简化了结构，相较于常规的液膜吸收塔，在相同尺寸的填料层61上可以产生更大的液膜面积，大大提升了空气和喷淋液的接触面积，增加了反应机会，有效提升了空气净化装置的处理能力和吸收效率。

塑料鲍尔环直径为25-50mm，比表面积为100-213m²/m³，孔隙率为0.91-0.92，干填料因子为130-285m^-1。

填料层61数量为至少两个，至少两个填料层61依次设于进风口与出风口之间，每两个相邻的填料层61之间设有扰流风机63。

多个填料层61的设置提升了空气净化效果。在多个填料层61之间安放的扰流风机63，增加了净化室3内空气的混合度，提高了空气中各类污染物的均匀度，提升了各个填料层61的利用率，既增加了空气净化效果，也延长了填料层61的使用寿命，同时补偿了空气通过填料层61的压力损失，为空气流动提供了动力。

填料层61数量为三个。

一般来讲，需要净化的污染空气的微生物浓度可以达到28000cfu/m³，iv级净化空气水平在500cfu/m³，相差在50-60倍之间。一般的单个填料层61的净化效率为75％左右，三个填料层61依次放置即可达到iv级净化要求水平。少于三个填料层61则达不到iv级净化要求水平，多于三个填料层61则过度配置，造成资源浪费。因此三个填料层61为最优配置。

本实施例中，扰流风机63为风车型扰流风机，扰流风机63转速为2000rpm。

净化室3外表面设有控制面板，控制面板设于靠近进风口位置，用于调节空气净化装置的开关、扰流风机63转速、紫外灯62强度、水泵功率等。

如图3所示，一种空气净化系统，包括至少两个空气净化装置，至少两个空气净化装置依次串接，每两个相邻的空气净化装置之间通过其中一个空气净化装置的匀速进风部1与另一个空气净化装置的匀速出风部5连接。

空气净化装置模块化设计，具有模块化组装的能力，每两个相邻的空气净化装置之间通过其中一个空气净化装置的匀速进风部1与另一个空气净化装置的匀速出风部5连接，可以实现多个模块串接，能够实现一机广用的目的。当空气依次经过多个串接的空气净化装置净化后，能够达到更高的空气净化要求，从而能够适应不同的空气净化标准。

优选地，空气净化系统由两个空气净化装置搭接而成，可以在具有较好净化效果的基础上实现最优性价比。多于两个空气净化装置搭接对净化效果的提升不明显且费用过高，属于过度搭配。

本发明实施例结构简单，原理清晰，配件和材料易于获取，极大地便利了生产和应用，不需要特别的人员培训，推广空间大。

工作原理：

使用一个具有多级填料层61的空气净化装置进行空气净化时，打开喷淋装置，将喷淋液分别喷洒到多级填料层61，直至多级填料层61中的鲍尔环表面被喷淋液浸润出一层液膜；当储液区64内收集了一定的喷淋液后，开启水泵使喷淋液循环利用。然后打开紫外灯62并启动扰流风机63，待净化的空气依次从匀速进风部1和慢速进风部2进入净化室3内后，首先通过第一级填料层，在第一级填料层中的鲍尔环表面的液膜上进行第一级净化，空气中大量的颗粒会粘附在第一级填料层或被吸附于喷淋液中，部分气体污染物和微生物(细菌和病毒等)则被喷淋液所吸收，通过循环流动的喷淋液，被紫外灯62的紫外线所消杀；随后空气经过第一级填料层和第二级填料层之间的第一扰流风机的扰流，提高了空气的风场混乱度后进入第二级填料层进行第二级净化，如此类推，依次进行第二级净化、第三级净化……，最后依次经过快速出风部4和匀速出风部5排出，完成空气的净化过程。在这个过程中通过适当的喷淋液设计参数能够保证净化后的空气达到iv级空气质量标准。在此基础上，可以通过调低扰流风机63的转速，调高喷头65喷射速率和增加紫外灯62的照射强度，来使净化后的空气达到iii级空气质量标准。

使用由n个空气净化装置串接而成的空气净化系统进行空气净化时，空气依次经过第一个空气净化装置、第二个空气净化装置、第n个空气净化装置，空气得到持续的净化。通过多个空气净化装置串联和调整气液流量比的方法可以使净化后的空气达到更高标准，比如ii级和i级空气质量标准，能够适用于更高要求的场合。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。