一种免加水调湿净化装置论文和设计-陈博

全文摘要

本实用新型涉及一种免加水调湿净化装置，属于环境控制技术领域。所述装置包括壳体、光催化净化室和电解水调湿室，其中，光催化净化室和电解水调湿室位于壳体内部，壳体一侧开有下部进气口和上部出气口，光催化净化室位于壳体内底部，光催化净化室与下部进气口连接，电解水调湿室位于光催化净化室顶部，电解水调湿室与光催化净化室通过通气孔连通，电解水调湿室与上部出气口连接；微环境内待净化调湿空气经下部进气口进入光催化净化室内采用气路迂回的方式进行空气净化，净化后的空气经通气孔进入电解水调湿室，电解水调湿室根据微环境内的湿度要求进行水蒸汽的传递，净化调湿后的空气经上部出气口进入微环境内部。所述装置可同时实现净化和调湿功能。

主设计要求

1.一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述装置包括壳体(1)、光催化净化室(2)和电解水调湿室(3)，其中，光催化净化室(2)和电解水调湿室(3)位于壳体(1)内部，壳体(1)一侧开有下部进气口(4)和上部出气口(5)，光催化净化室位于壳体(1)内底部，光催化净化室与下部进气口(4)连接，电解水调湿室(3)位于光催化净化室(2)顶部，电解水调湿室(3)与光催化净化室(2)通过通气孔(6)连通，电解水调湿室(3)与上部出气口(5)连接；微环境内待净化调湿空气经下部进气口(4)进入光催化净化室(2)内采用气路迂回的方式进行空气净化，净化后的空气经通气孔进入电解水调湿室(3)，电解水调湿室(3)根据微环境内的湿度要求进行水蒸汽的传递，净化调湿后的空气经上部出气口(5)进入微环境内部。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述光催化净化室内设有紫外光源(7)和光触媒网组(8)，设置在光催化净化室(2)侧壁及中部的光触媒网将光催化净化室(2)分割为两个空间，两个空间由过气孔(9)连通，紫外光源(7)分别位于两个空间内，微环境内待净化调湿空气经下部进气口(4)沿第一个空间到达与下部进气口(4)相对的侧壁后由过气孔进入第二个空间折叠会下部进气口(4)所在侧壁，净化后的空气最终由通气孔(6)进入电解水调湿室(3)。

3.如权利要求2所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述紫外光源(7)为UV灯管，光触媒网将两个空间均匀分割为多个小空间，两个UV灯管的一端固定在下部进气口(4)所在侧面，另一端垂直穿过光触媒网与下部进气口(4)相对的侧壁固定。

4.如权利要求1所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述电解水调湿室(3)内除底面和与上部出气口(5)连接面外的其他面上均设有调湿膜组件(10)，所述调湿膜组件(10)包括依次封装在两块电极板(11)之间的阳极(12)、质子交换膜(13)和阴极(14)，其中，一部分调湿膜组件(10)的阳极(12)朝向电解水调湿室(3)内部，另一部分调湿膜组件(10)的阳极(12)朝向电解水调湿室(3)外部；由通气孔(6)进入的净化后空气需要加湿时，向阳极(12)朝向电解水调湿室(3)外部的调湿膜组件(10)施加外电压；由通气孔(6)进入的净化后空气需要除湿时，向阳极(12)朝向电解水调湿室(3)内部的调湿膜组件(10)施加外电压。

5.如权利要求1所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述下部进气口(4)内设有进气风扇(15)，上部出气口(5)内设有出气风扇(16)。

6.如权利要求4所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述调湿膜组件(10)靠近阳极(12)一侧设有调湿风扇(17)。

7.如权利要求1所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述装置还包括位于壳体(1)内部的控制元件(18)、由控制元件(18)控制的直流电源(19)和显示屏(20)，以及与直流电源(19)相连的镇流器(21)；镇流器(21)与紫外光源(7)连接；直流电源(19)用于向调湿膜组件(10)、镇流器(21)、显示屏(20)、进气风扇(15)、出气风扇(16)和调湿风扇(17)供电，镇流器(21)用于向紫外光源(7)提供稳定的电流，控制元件(18)、直流电源(19)和镇流器(21)通过固定在光催化净化室的顶部；进气风扇(15)、出气风扇(16)和调湿风扇(17)由控制元件(18)控制。

8.如权利要求1所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述壳体(1)四周开有通气格栅(22)。

9.如权利要求7所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所述装置还包括位于壳体(1)外部由控制元件(18)控制的传感器接口(23)，外部传感器接入传感器接口(23)后，通过传感器采集微环境温湿度参数，以提供给控制元件(18)进行判断后对控制装置的工作状态；当检测到微环境湿度大于设定湿度时，控制元件(18)控制调湿空间进行除湿；当检测到微环境湿度小于设定湿度时，控制元件(18)控制调湿空间进行加湿。

10.如权利要求1所述的一种免加水调湿净化装置，其特征在于：所装置还包括位于壳体外部与控制元件(18)连接的天线(24)，用于将控制元件(18)的数据发送给外部通讯单元，并将接受的通讯单元的接收指令传输给控制元件(18)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种免加水调湿净化装置，属于环境控制技术领域。

背景技术

在博物馆展柜、实验室等微环境中，对空气湿度以及空气中的有害物质需要有严格的控制，以防止存放的贵重物品因湿度的变化而受到损坏，以及防止因空气中含有甲醛等有害物质而受到侵蚀。并且这种需求随着对环境控制要求的不断提高越来越受到关注。

现有技术可以控制环境湿度，如采用压缩机原理的恒湿机，如空调，小型恒湿机等。但是其体积较较大，并且噪音、震动较大，不适合与贵重物品一起存放，并且需要建造水管，或者机器自带水箱需要加水，使用不便。如采用超声波技术的恒湿机，可能存在加湿不均匀的情况，并且过程中会产生水需要存储或者排放。采用干燥剂和吸湿剂的恒湿机，需要定期维护，更换材料，对于长期使用十分不便利。

净化甲醛等有害物质的方法，如循环空气稀释污染物质的浓度的新风系统，其体积庞大，不适合微环境使用。或者采用活性炭吸附，但是其寿命有限，需要经常更换，并且会受到湿度的影响，以及存在二次污染的风险。

现有技术其湿度控制精度不够高，或设备体积大，震动、噪音大，需要建造给排水管路或者水箱，使用不便。净化功能主要采用活性炭吸附净化，易受湿度影响，易产生二次污染，且净化寿命有限。没有一种能够同时解决以上问题，适用于环境调湿净化的设备。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种免加水调湿净化装置，所述装置可实现在不加水的情况下同时实现调湿和净化功能。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种免加水调湿净化装置，所述装置包括壳体、光催化净化室和电解水调湿室，其中，光催化净化室和电解水调湿室位于壳体内部，壳体一侧开有下部进气口和上部出气口，光催化净化室位于壳体内底部，光催化净化室与下部进气口连接，电解水调湿室位于光催化净化室顶部，电解水调湿室与光催化净化室通过通气孔连通，电解水调湿室与上部出气口连接；微环境内待净化调湿空气经下部进气口进入光催化净化室内采用气路迂回的方式进行空气净化，净化后的空气经通气孔进入电解水调湿室，电解水调湿室根据微环境内的湿度要求进行水蒸汽的传递，净化调湿后的空气经上部出气口进入微环境内部。

进一步的，所述光催化净化室内设有紫外光源和光触媒网组，设置在光催化净化室侧壁及中部的光触媒网将光催化净化室分割为两个空间，两个空间由过气孔连通，紫外光源分别位于两个空间内，微环境内待净化调湿空气经下部进气口沿第一个空间到达与下部进气口相对的侧壁后由过气孔进入第二个空间迂回至下部进气口所在侧壁，净化后的空气最终由通气孔进入电解水调湿室。通过光催化净化原理，使用光源照射光触媒网，利用光能激发光触媒网载体表面的高效半导体催化剂，使催化剂表面形成高活性的电子和空穴，分别通过电子和空穴的还原和氧化能力达到持久分解甲醛等污染物的目的。并且具有消毒、除味的作用，不会产生二次污染，不受空气湿度影响，寿命长。

进一步的，所述紫外光源为紫外线(UV)灯管，光触媒网将两个空间均匀分割为多个小空间，两个UV灯管的一端固定在下部进气口所在侧面，另一端垂直穿过光触媒网与下部进气口相对的侧壁固定。

进一步的，所述电解水调湿室内除底面和与上部出气口连接面外的其他面上均设有调湿膜组件，所述调湿膜组件包括依次封装在两块电极板之间的阳极、质子交换膜和阴极，其中，一部分调湿膜组件的阳极朝向电解水调湿室内部，另一部分调湿膜组件的阳极朝向电解水调湿室外部；当由通气孔进入的净化后空气需要加湿时，向阳极朝向电解水调湿室外部的调湿膜组件施加外电压；当需要除湿时，向阳极朝向电解水调湿室内部的调湿膜组件施加外电压。利用电解水的原理，在外加电压下，质子交换膜组件阳极一侧水蒸汽在阳极电离产生氧气、氢质子和电子，氢质子穿过质子交换膜，电子通过外电路到达阴极，在阴极上空气中的氧气、氢质子和电子复合生成水蒸汽，实现水蒸汽传递的功能，达到调节环境湿度的目的。该过程中，不需要外部提供水，不会产生水，也不会产生污染物。湿度调节的过程均匀、稳定。

进一步的，所述下部进气口内设有进气风扇，上部出气口内设有出气风扇。可增加气流流动速度，以提高调湿及净化效率。

进一步的，所述调湿膜组件靠近阳极一侧设有调湿风扇。通过调湿风扇增加调湿膜组件表面的气流，用以提高调湿效率。

进一步的，所述装置还包括位于壳体内部的控制元件、由控制元件控制的直流电源和显示屏，以及与直流电源相连的镇流器；镇流器与紫外光源连接；直流电源用于向调湿膜组件、镇流器、显示屏、进气风扇、出气风扇和调湿风扇供电，镇流器用于向紫外光源提供稳定的电流，控制元件、直流电源和镇流器通过固定支座安装在光催化净化室的顶部。进气风扇、出气风扇和调湿风扇由控制元件控制。

进一步的，所述壳体四周开有通气格栅，用于壳体内外的热量与湿度的交换。由于壳体内部有风扇，工作时会产生气流循环，因此有利于壳体内部的散热并且可以交换壳体内外的湿度。

进一步的，所述装置还包括位于壳体外部由控制元件控制的传感器接口，外部传感器接入传感器接口后，通过传感器采集微环境温湿度参数，以提供给控制元件进行判断后对控制装置的工作状态。当检测到微环境湿度大于设定湿度时，控制元件控制调湿空间进行除湿；当检测到微环境湿度小于设定湿度时，控制元件控制调湿空间进行加湿。

进一步的，所装置还包括位于壳体外部与控制元件连接的天线，用于将控制元件的数据发送给外部通讯单元，并将接受的通讯单元的接收指令传输给控制元件。外部通讯单元通过天线进行数据的收发。

有益效果

所述装置体积小，能耗低，便于放置和移动，方便使用和维护，同时具备调湿以及净化功能。可同时实现了空气净化、杀菌、除味与湿度调节，特别适合微环境的控制，满足贵重物品对存放环境的严格需求。

净化过程无需更换吸附材料，方便维护，寿命长，净化效率高并且可持续净化环境中甲醛等污染物质，不产生二次污染且具有杀菌、除味的功能。

调湿过程不会产生额外的排水，也不需要加水，湿度控制精度高。加湿均匀，不产生二次污染，维护方便，震动和噪音小。

附图说明

图1为本实用新型的免加水调湿净化装置前视图；

图2为本实用新型的免加水调湿净化装置后视图；

图3为本实用新型的免加水调湿净化装置俯视图；

图4为本实用新型的免加水调湿净化装置右视图；

图5为本实用新型的免加水调湿净化装置左视图局部剖视图；

图6为本实用新型所述光催化净化室和电解水调湿室的结构示意图；

图7为本实用新型所述光催化净化室和电解水调湿室的内部结构图；

图8为本实用新型所述调湿膜组件结构示意图。

其中，1-壳体，2-光催化净化室，3-电解水调湿室，4-进气口，5-出气口，6-通气孔，7-紫外光源，8-光触媒网组，9-过气孔，10-调湿膜组件，11-电极板，12-阳极，13-质子交换膜，14-阴极，15-进气风扇，16-出气风扇，17-调湿风扇，18-控制元件，19-直流电源，20-显示屏，21-镇流器，22-格栅，23-传感器接口，24-天线，25-固定支座Ⅰ，26-固定支座Ⅱ。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-8所示，一种免加水调湿净化装置，所述装置包括壳体1、光催化净化室2和电解水调湿室3，其中，光催化净化室2和电解水调湿室3位于壳体1内部，壳体1一侧开有下部进气口4和上部出气口5，光催化净化室位于壳体1内底部，光催化净化室与下部进气口4连接，电解水调湿室3位于光催化净化室2顶部，电解水调湿室3与光催化净化室2通过通气孔6连通，电解水调湿室3与上部出气口5连接；微环境内待净化调湿空气经下部进气口21进入光催化净化室2内采用气路迂回的方式进行空气净化，净化后的空气经通气孔进入电解水调湿室3，电解水调湿室3根据微环境内的湿度要求进行水蒸汽的传递，净化调湿后的空气经上部出气口5进入微环境内部。。电解水调湿室3的底面通过固定支座Ⅱ26固定在光催化净化室2顶部。

所述光催化净化室内设有紫外光源7和光触媒网组8，设置在光催化净化室2侧壁及中部的光触媒网将光催化净化室2分割为两个空间，两个空间由过气孔9连通，紫外光源7分别位于两个空间内，微环境内待净化调湿空气经下部进气口4沿第一个空间到达与下部进气口4相对的侧壁后由过气孔进入第二个空间迂回至下部进气口4所在侧壁，净化后的空气最终由通气孔6进入电解水调湿室3。通过光催化净化原理，使用光源照射光触媒网，利用光能激发光触媒网载体表面的高效半导体催化剂，使催化剂表面形成高活性的电子和空穴，分别通过电子和空穴的还原和氧化能力达到持久分解甲醛等污染物的目的。并且具有消毒、除味的作用，不会产生二次污染，不受空气湿度影响，寿命长。

所述紫外光源7为紫外线(UV)灯管，光触媒网将两个空间均匀分割为多个小空间，两个UV灯管的一端固定在下部进气口4所在侧面，另一端垂直穿过光触媒网与下部进气口4相对的侧壁固定。将UV灯管平放于净化空间内部，可以使用一根或者两根UV灯管。空气流经净化空间，气路迂回可以增大光触媒网与UV灯管及空气的接触面积。将光触媒网均匀分布粘贴在光催化净化室的内表面并与UV灯管垂直交叉放置，也可以增大接触面积。当流UV灯管照射光触媒网表面，表面形成光催化反应。当空气流经载网表面时，气流中的甲醛等有害物质便可以被分解掉。

所述电解水调湿室3内除底面和与上部出气口5连接面外的其他面上均设有调湿膜组件10，所述调湿膜组件10包括依次封装在两块电极板11之间的阳极12、质子交换膜13和阴极14，其中，一部分调湿膜组件10的阳极12朝向电解水调湿室3内部，另一部分调湿膜组件10的阳极12朝向电解水调湿室3外部；由通气孔6进入的净化后空气需要加湿时，向阳极12朝向电解水调湿室3外部的调湿膜组件30施加外电压；由通气孔6进入的净化后空气需要除湿时，向阳极12朝向电解水调湿室3内部的调湿膜组件10施加外电压。利用电解水的原理，在外加电压下，质子交换膜组件阳极一侧水蒸汽在阳极电离产生氧气、氢质子和电子，氢质子穿过质子交换膜，电子通过外电路到达阴极，在阴极上空气中的氧气、氢质子和电子复合生成水蒸汽，实现水蒸汽传递的功能，达到调节环境湿度的目的。该过程中，不需要外部提供水，不会产生水，也不会产生污染物。湿度调节的过程均匀、稳定。

所述下部进气口4内设有进气风扇15，上部出气口5内设有出气风扇16。可增加气流流动速度，以提高调湿及净化效率。

所述调湿膜组件10靠近阳极12一侧设有调湿风扇17。通过调湿风扇增加调湿膜组件10表面的气流，用以提高调湿效率。当电解水调湿室为长方体结构时，调湿膜组件分布在调湿空间的四个面上，调试空间密封并与净化空间和上部出气口相连通。由于水分只能从阳极通向阴极，因此将调试膜组件根据方向进行组合。调试膜组件阳极面与调湿空间外部接触，通电可以实现加湿；调试膜组件阳极面与调湿空间内部接触，通电可以实现除湿。因此将两片方向不同的调试膜组件进行组合装配，分别通电可以实现湿度的控制。

所述装置还包括位于壳体1内部的控制元件18、由控制元件18控制的直流电源19和显示屏20，以及与直流电源19相连的镇流器21；镇流器21与紫外光源7连接；直流电源19用于向调湿膜组件10、镇流器21、显示屏20、进气风扇15、出气风扇16和调湿风扇17供电，镇流器21用于向紫外光源7提供稳定的电流，控制元件18、直流电源19和镇流器21通过固定支座Ⅰ25安装在光催化净化室的顶部。进气风扇15、出气风扇16和调湿风扇17由控制元件18控制。

所述壳体1四周开有通气格栅22，用于壳体内外的热量与湿度的交换。由于壳体1内部有风扇，工作时会产生气流循环，因此有利于壳体内部的散热并且可以交换壳体内外的湿度。

所述装置还包括位于壳体外部的由控制元件18控制传感器接口23，外部传感器接入传感器接口23后，通过传感器采集微环境温湿度参数，以提供给控制元件18进行判断后对控制装置的工作状态。当检测到微环境湿度大于设定湿度时，控制元件控制调湿空间进行除湿；当检测到微环境湿度小于设定湿度时，控制元件控制调湿空间进行加湿。

所装置还包括位于壳体外部与控制元件18连接的天线24，外部通讯单元通过天线24进行数据的收发。用于将控制元件18的数据发送给外部通讯单元，并将接受的通讯单元的接收指令传输给控制元件18。通讯单元可以通过Zigbee和WIFI进行通讯。

综上所述，实用新型包括但不限于以上实施例，凡是在本实用新型的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种免加水调湿净化装置论文和设计

一种免加水调湿净化装置论文和设计-陈博

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主设计要求

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