一种分层净化系统及其建筑

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其是涉及一种分层净化系统及其建筑。

背景技术

随着经济的蓬勃发展，我国在工业产业、科技产业、医疗事业、航天事业等领域都取得了长足进步，尤其是近年来我国的航天事业发展迅猛，涌现出了多个高大空间洁净厂房。

航天类厂房主要承担卫星、飞船等大型设备的装配、测试、贮存等任务，其建筑具有跨度大、面积大、空间高等特点，其室内环境一般都要求恒温、恒湿和洁净，属于典型的高大空间洁净厂房。现行的《洁净厂房设计规范》GB50073-2013仅对层高小于4米的洁净厂房的空调换气次数和气流组织作了明确规定，而对层高大于4米的高大厂房暂无规定。

目前此类高大厂房通常采用全室空调系统(即在室内不同地方分别设置多个空调机组进行净化)，因其建筑空间大、洁净要求高，所以换气次数偏高，空调耗能巨大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分层净化系统，以解决现有技术中存在的空调耗能大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的分层净化系统包括厂房、空调机组、自净器以及排风机；所述厂房的墙壁上由上至下依次设置有第一送风口、第二送风口以及回风口；所述空调机组的出风口通过送风管道与所述第一送风口连接，以向厂房内送风；所述空调机组的进风口通过新风管道与室外空气连通且通过回风管道与所述回风口连通；所述自净器的进风口与所述回风口连通，所述自净器的出风口通过净化管道与所述第二送风口连通；所述排风机通过排风管道与所述厂房的内部连通，用于将所述厂房内的空气排出。

进一步地，所述空调机组由进风口至出风口的方向依次包括新回风混合段、初效过滤段、制热段、制冷段、加湿段、送风机段、中效过滤段、高效过滤段和送风段；所述新回风混合段与所述空调机组的进风口连通；所述送风段与所述空调机组的出风口连通。

进一步地，所述送风机段与所述中效过滤段之间还设置有均流段，所述均流段用于将所述送风机的风均匀流向所述中效过滤段。

进一步地，所述送风管道、所述回风管道、所述净化管道以及所述排风管道上均设置有风量调节阀。

进一步地，所述送风管道和所述回风管道上均设有消声设施。

进一步地，所述排风管道上设有电动密闭阀。

进一步地，所述新风管道上设有电动调节阀。

进一步地，所述送风管道、所述回风管道以及所述排风管道上均设有防火阀。

进一步地，所述厂房包括回风夹墙；所述自净器设置在所述回风夹墙内。

进一步地，所述厂房的出入口处设置风淋室。

本申请还公开了一种带有上述分层净化系统的建筑，还包括灭火装置以及控制器；所述厂房内被分为若干个相对独立的分区；

所述灭火装置包括排气管、阀门、与所述排气管连通的喷嘴、感烟探测器以及感温探测器；每个分区内分别设置有喷嘴、感烟探测器以及感温探测器；

所述阀门、所述感烟探测器与所述感温探测器均与所述控制器电连接；当所述感烟探测器或者所述感温探测器检测到机房的烟雾浓度或温度大于预设数值时，所述控制器能够控制打开所述阀门以启动灭火。

进一步地，所述灭火装置还包括控制气瓶和灭火剂瓶；灭火剂瓶用于储存七氟丙烷等气态灭火剂；控制气瓶内存储有氮气或者惰性气体等控制气体；

所述阀门包括气控阀；气控阀设置在所述排气管上；气控阀的控制口通过控制管路与控制气瓶连接，控制管路上设置有电磁阀，电磁阀与所述控制器连接，控制器感知到火情时通过电磁阀开启控制气瓶，控制气体通过控制管路进而开启灭火剂瓶进行灭火作业。

进一步地，所述阀门还包括所述排气管上的单向阀，排气管在机房内设置有喷嘴。

进一步地，包括n个并联设置的所述灭火剂瓶，n为大于等于2的自然数；其中，第i灭火剂瓶通过第i并联支路与所述排气管连通，n＞i≥1；第i并联支路上设置有第i气阀，第i+1并联支路上设置有第i+1阀；第i气阀和第i+1阀均为气控阀；

第i+1阀的控制端口通过管路与第i并联支路上的第i三通连接；第i三通设置在第i灭火剂瓶与第i气阀之间，当第i灭火剂瓶内压力值大于等于设定阈值时，第i并联支路内的气压迫使第i+1阀处于关闭状态；当第i灭火剂瓶内压力值小于设定阈值时，第i+1阀(内的复位件)克服第i并联支路内的气压恢复至开启状态(进而打开第i+1灭火剂瓶)；

第i气阀的控制端口通过管路与第i+1并联支路至第n并联支路上的节点连通；所述节点设置在第i+1阀与所述排气管之间的第i+1并联支路上；第i+1灭火剂瓶至第n灭火剂瓶中任何一个开启时，第i气阀均被迫关闭。

进一步地，每个所述分区内的喷嘴分别通过引入管路与所述排气管连接，引入管路上设置分控阀，所述分控阀与所述控制器连接。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的分层净化系统，采用分层空调和自净器结合，将高大空间分为上下两个区域，仅对下部区域进行空调处理，对上部区域不进行空调处理。自净器作为高大空间净化空调的局部补充净化措施，用于去除厂房内的灰尘，满足洁净度的要求，而空调机组仅需承担消除室内余热余湿部分的换气次数，从而减小了空调机组的换气次数，避免为满足洁净换气次数而盲目提高空调机组容量的浪费行为，在满足工艺和规范对室内参数要求的同时减小了空调耗能，具有显著的节能效果，同时可以减小空调机组的风量和冷热量，大幅度降低空调机组的规模，使得整个空调系统配置更加合理、节能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的分层净化系统的结构示意图；

图2为本发明分层净化系统另一实施方式的结构示意图；

图3为本发明实施例1中空调机组的结构示意图；

图4为本发明实施例1中自净器的结构示意图；

图5为实施例2中厂房内灭火系统的工作原理图。

附图标记：

1—空调机组；2—自净器；3—排风机；

4—第一送风口；5—回风口；6—通风口；

7—排风口；8—风量调节阀；9—电动密闭阀；

10—电动调节阀；11—防火阀；12—消声设施；

13—送风管道；14—排风管道；15—回风管道；

16—新风管道；17—连接管；18—回风夹墙；

19-厂房；20—新回风混合段；21—初效过滤段；

22—制热段；23—制冷段；24—检修段；

25—再热段；26—加湿段；27—送风机段；

28—均流段；29—中效过滤段；30—高效过滤段；

31—送风段；32-第二送风口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

如图1和图4所示，本实施例提供的分层净化系统包括厂房19、空调机组1、自净器2以及排风机3；厂房19的墙壁上由上至下依次设置有第一送风口4、第二送风口32以及回风口5；空调机组1的出风口通过送风管道13与第一送风口4连接，以向厂房19内送风；空调机组1的进风口通过新风管道16与室外空气连通且通过回风管道15与回风口5连通；自净器2的进风口与回风口5连通，自净器2的出风口通过净化管道与第二送风口32连通；排风机3通过排风管道14与厂房19的内部连通，用于将厂房19内的空气排出。

本实施例提供的分层净化系统，在使用时，外部新风(新风量保证室内正压)和回风管道15内的回风通过空调机组1处理后再经过送风管道13和第一送风口4送入厂房19室内，厂房19室内的空气经过回风口5后部分再次进入回风管道15，循环流动，从而对厂房19室内空气进行热度和湿度控制。厂房19室内的空气经过回风口5后部分进入自净器2，经过自净器2净化后通过净化管道和第二送风口32再次送入厂房19室内，从而稀释厂房19室内尘粒浓度，对厂房19室内空气进行净化。当厂房19室内超压时，启动排风机3，厂房19室内的空气经过排风管道14排出，从而保持厂房19内压力。

本实施例采用分层空调和自净器2结合，将高大空间分为上下两个区域，仅对下部区域进行空调处理，对上部区域不进行空调处理。自净器2作为高大空间净化空调的局部补充净化措施，用于去除厂房19内的灰尘，满足洁净度的要求，而空调机组1仅需承担消除室内余热余湿部分的换气次数，从而减小了空调机组1的换气次数，避免为满足洁净换气次数而盲目提高空调机组1容量的浪费行为，在满足工艺和规范对室内参数要求的同时减小了空调耗能，具有显著的节能效果，同时可以减小空调机组1的风量和冷热量，大幅度降低空调机组1的规模，使得整个空调系统配置更加合理、节能。

第一送风口4的高度可根据工艺要求的净化区域高度来确定，第二送风口32的高度根据设备上方管道的安装高度来确定，回风口5的高度为距离地面0.3m左右。

本发明特别适用于航天领域卫星、飞船等大型设备的装配、测试等高大厂房19所需的分层净化空调系统，同时也适用于工业、科技、医疗等其他领域高大厂房19所需的分层净化空调系统。

如图2所示，优选地，厂房19室内的两个墙壁上均设置有第一送风口4、第二送风口32和回风口5，通过两个墙壁处同时进行空气处理，提高效率。可根据需要设置单侧或双侧送风回风。

优选地，排风机3采用变频排风机3，变频排风机3根据室内压力调节排风量，来实现对室内环境的压差控制。

优选地，送风管道13通过连接管17与第一送风口4连通，自净器2的出风口通过连接管17与第二送风口32连通，连接管17采用静压箱的大风管。

优选地，第一送风口4和第二送风口32均为喷口具有处理风量大、射程远、送风方向可调节等特点，特别适用于跨度大、空间高的高大厂房19空调送风，因此采用均匀布置的单侧或双侧喷口侧上送+回风口5下回的气流组织。在这种送风射流作用下，形成的射流层作为分层空调上下区域的分界面，并使工作区域的气流场处在均匀稳定的回流区，从而满足室内环境对温湿度、洁净度的要求，气流组合合适。

如图3所示，进一步地，空调机组1由进风口至出风口的方向依次包括新回风混合段20、初效过滤段21、制热段22、制冷段23、加湿段26、送风机段27、中效过滤段29、高效过滤段30和送风段31；新回风混合段20与空调机组1的进风口连通；送风段31与空调机组1的出风口连通。送风机段27与中效过滤段29之间还设置有均流段28，均流段28用于将送风机的风均匀流向中效过滤段29。通过回风管道15流回的空气与通过新风管道16进入的进风在新回风混合段20进行混合，然后经过初效过滤段21进行过滤，根据混合风的温度通过制热段22和制冷段23将混合风的温度调节至预设温度，再经过加湿段26进行加湿，使得混合风的湿度在预设范围，送风机段27的送风机抽送混合风，并经过均流段28均匀分流后流至中效过滤段29和高效过滤段30(中效过滤段29过滤的颗粒大于高效过滤段30过滤的颗粒)再次进行过滤净化(进行了三级过滤)，混合风最终通过送风段31后经过出风口、送风管道13和第一送风口4进入厂房19室内。空调机组1通过上述结构可实现对空气湿度、温度的控制，结构简单。

优选地，制冷段23与再热段25之间设置有检修段24。

优选地，自净器2内设置有粗级过滤段、中级过滤段和高级过滤段，粗级过滤段、中级过滤段和高级过滤段能够过滤的颗粒依次减小。即自净器2经过三级过滤，提高过滤效果。

进一步地，送风管道13、回风管道15、净化管道以及排风管道14上均设置有风量调节阀8，风量调节阀8对相应管道内的空气流量进行控制，使得各个管道内的风量基本相同，气流均匀稳定。

进一步地，送风管道13和回风管道15上均设有消声设施12，消声设施12可以为微穿孔板消声器、消声静压箱等，通过消声设施12进行消声，减小系统的噪声。

进一步地，排风管道14上设有电动密闭阀9，通过电动密闭阀9控制排风管道14的开闭，提高密封性。

进一步地，新风管道16上设有电动调节阀10，电动调节阀10可控制进入新风管道16内的风量。

进一步地，送风管道13、回风管道15以及排风管道14上均设有防火阀11。

进一步地，厂房19包括回风夹墙18；自净器2设置在回风夹墙18内。优选地，回风夹墙18的内壁上设置第一进风口、第二进风口和回风口5，回风夹墙18的外壁上由上至下设置有均与回风口5连通的排风口7和通风口6，排风管道14与排风口7连通，回风管道15与通风口6连通。

进一步地，厂房19的出入口处设置风淋室，减小厂房19室内空气污染。

综上，本发明提供的分层净化系统，包括以下三个流程：

空调机组1大循环：室外新风、室内回风混合→空调机组1(三级过滤、温湿度处理)→喷口侧上送风(第一送风口4)→消除室内余热余湿、稀释室内尘粒浓度→回风口5回风；

自净器2小循环：室内回风→自净器2(三级过滤)→喷口侧上送风(第二送风口32)→稀释室内尘粒浓度→回风口5回风；

超压排风：室外新风→室内超压→排风机3根据室内压力调节排风量。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

本实施例公开了一个采用上述净化系统的建筑，该建筑包括灭火装置以及控制器；该建筑内的厂房19内被分为若干个相对独立的分区191；如图5所示，灭火装置包括排气管111、设置在排气管111上的阀门、设置在分区内的感烟探测器117以及感温探测器118；阀门、感烟探测器117与感温探测器118均与控制器101电连接；当感烟探测器117或者感温探测器118检测到分区的烟雾浓度或温度大于预设数值时，控制器101能够控制打开阀门、启动灭火装置进行灭火。

本实施例中，感烟探测器117和感温探测器118分别监测各分区内的烟气浓度和温度，当分区内的烟气浓度超过预设数值时或者分区内的温度超过预设数值时，说明此时存在火灾，此时控制器101控制打开灭火装置的排气管111上的阀门，以使得灭火气体(七氟丙烷)通过排气管111进入分区内进行灭火，实现及时灭火，提高安全性能。

具体地，灭火装置还包括控制气瓶115、以及用于储存七氟丙烷等气态灭火剂的灭火剂瓶114、喷嘴108等部件。喷嘴108设置在各分区191内，与排气管111连接。控制气瓶115内存储有氮气或者较为安全的惰性气体。

阀门可以是阀组或者单个控制阀，在本实施例中，包括单向阀112a和气控阀112b；气控阀设置在排气管111上以及灭火剂瓶114瓶口处，气控阀的进气口与灭火剂瓶114的瓶口密封连接，气控阀的出气口与排气管111连接，气控阀的控制口通过控制管路与控制气瓶115连接，控制管路上以及控制气瓶115的瓶口处设置有电磁阀112c，电磁阀与控制器101连接，控制器101通过感温探测器或感烟探测器感知到火情时，开启电磁阀，控制气瓶内的控制气体通过控制管路进而将灭火剂瓶114开启，灭火剂瓶114内的灭火剂通过排气管111以及喷嘴喷出，进行灭火作业。

本实施例中包括n个并联设置的灭火剂瓶114，n为大于等于2的自然数；其中，第i灭火剂瓶114i通过第i并联支路Bi与排气管111连通，n＞i≥1。

第i并联支路Bi上设置有第i气阀Qi，第i+1并联支路上设置有第i+1阀；第i气阀和第i+1阀均为气控阀；

第i+1阀F

第i气阀Qi一般处于常开状态，其的控制端口通过管路与第i+1并联支路至第n并联支路上的节点连通；第i+1并联支路上的所述节点设置在第i+1阀与所述排气管111之间(优选地，设置在节点设置在第i+1阀的出口处)；第i+1灭火剂瓶至第n灭火剂瓶中任何一个开启时，第i气阀均会被迫关闭，即第i灭火剂瓶停止向外输出灭火剂。

进而实现多个灭火剂瓶之间的接替工作。当设置多个相对独立的分区191时，每个分区191的喷嘴108分别通过独立的引入管路与排气管111连接，引入管路上设置分控阀112d，当一个分区191内产生火情时，控制器101通过电磁阀112c，利用氮气将所有的灭火剂瓶的气控阀112b打开，同时开启着火分区191的引入管路上的分控阀112d，使得灭火剂喷入该分区空间，进行灭火作业。

现有技术中，多个灭火剂瓶同时作业且同步快速向某一个分区输出灭火剂，而当其他分区被引燃或出现另外火情时，由于灭火剂的储备不足，则无法实现持续的灭火作业。

本实施例通过控制系统，可有序地开启多个灭火剂瓶，在实现有效灭火的同时，实现了灭火剂的有效储备，可进行持续或者多次间断地对多个分区进行灭火作业。当某个灭火剂瓶用过后，可以进行更换，在更换过程中也不会影响整个系统的持续灭火作业。

更为优选地，气控阀112b上同时具有手动开启开关，用于更换时手动关闭和开启管路。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。