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TWI902355B - 嵌掛式氣體交換裝置 - Google Patents

嵌掛式氣體交換裝置

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TWI902355B
TWI902355B TW113126976A TW113126976A TWI902355B TW I902355 B TWI902355 B TW I902355B TW 113126976 A TW113126976 A TW 113126976A TW 113126976 A TW113126976 A TW 113126976A TW I902355 B TWI902355 B TW I902355B
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gas
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莫皓然
吳錦銓
黃啟峰
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研能科技股份有限公司
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Abstract

一種嵌掛式氣體交換裝置，應用於室內空氣潔淨聯網機制系統，包含：氣體偵測器；氣體交換主體，嵌掛於室內場域，包含導風機、過濾組件、驅動控制器及導流通道、循環迴風口、過濾風道，其中導流通道具有引氣通口，循環迴風口段則設有氣體交換風機，導風機及過濾組件設於過濾風道中，且氣體偵測器與驅動控制器電性連接。氣體偵測器透過物聯網通訊控制導風機及氣體交換風機運作，將室外場域之氣體透過過濾風道進入室內場域內，且將室內場域之氣體同時由循環迴風口再進入過濾風道進行多次循環過濾，達到淨化空汙的目的。

Description

嵌掛式氣體交換裝置
本發明係有關一種嵌掛式氣體交換裝置，特別是指在室內場域內空污偵測淨化趨零應用之嵌掛式氣體交換裝置。
懸浮微粒是指氣體中含有的固體顆粒或液滴。由於其粒徑非常細微，容易通過鼻腔內的鼻毛進入人體的肺部，因而引起肺部的發炎、氣喘或心血管的病變，若是其他汙染物依附於懸浮微粒上，更會加重對於呼吸系統的危害。近年來，氣體汙染問題漸趨嚴重，尤其是細懸浮微粒(例如：PM2.5)之濃度數據常常過高，氣體懸浮微粒濃度之監測漸受重視，但由於氣體會隨風向、風量不穩定地流動，而目前檢測懸浮微粒的氣體品質監測站大都為定點，所以根本無法確認當下周遭的懸浮微粒濃度。
又，現代人對於生活周遭的氣體品質的要求愈來愈重視，例如一氧化碳、二氧化碳、揮發性有機物(Volatile Organic Compound，VOC)、PM2.5、一氧化氮、一氧化硫等等氣體，甚至於氣體中含有的微粒，都會在環境中暴露影響人體健康，嚴重的甚至危害到生命。因此環境氣體品質好壞紛紛引起各國重視，如何偵測氣體品質去避免、遠離氣體品質不佳之區域，是當前重視的課題。
如何確認氣體品質的好壞，利用一種氣體感測器來偵測周圍環境氣體是可行的，若又能即時提供偵測資訊，警示處在環境中的人，使其能夠即時預防或逃離，避免遭受環境中的氣體危害而造成人體健康影響及傷害，利用氣體感測器來偵測周圍環境可說是非常好的應用。
又，室內空氣品質並不容易掌握，除了室外空氣品質之外，室內的空調狀況、污染源皆是影響室內空氣品質的主要因素，而可以在室內各種場域智能快速偵測到室內空氣污染源，有效清除室內空污形成潔淨可安全呼吸之氣體狀態，並可隨時隨地即時監測室內空氣品質。
又，室內空氣品質並不容易掌握，除了室外空氣品質之外，室內的空調狀況、污染源皆是影響室內空氣品質的主要因素，而可以在室內各種場域智能快速偵測到室內空氣污染源，有效清除室內空污形成潔淨可安全呼吸之氣體狀態，並可隨時隨地即時監測室內空氣品質。當然，若室內場域能以「無塵室」(Clean Room)標準去嚴格控管氣懸微粒濃度的室內場域，力求避免微粒引入、產生及滯留，並在需求範圍內控制其溫濕度，達到可安全呼吸的室內場域之潔淨室要求。
有鑒於此，如何在室內空間去偵測室內空氣品質，以及如何去解決空污問題，讓室內場域達到無塵室之潔淨度要求，避免遭受環境中的氣體危害而造成人體健康影響及傷害，因此本發明堤供了一種嵌掛式氣體交換裝置，此乃為本發明所研發的主要課題。
本發明主要目的係為提供一種嵌掛式氣體交換裝置，在室內場域之空間內空污偵測淨化趨零應用，藉由內部佈設至少一氣體偵測器、至少一導風機、至少一過濾組件、一驅動控制器及一導流通道而無須配管之設計，且氣體偵測器與驅動控制器電性連接，並與室內空氣潔淨聯網機制系統之聯網雲端運算服務裝置形成智能連動系統，此時氣體偵測器透過物聯網通訊接收內空氣潔淨聯網機制系統之聯網雲端運算服務裝置一控制指令，以控制啟動驅動控制器啟動導風機及氣體交換風機之運作，提供一室外場域之氣體導入導流通道通過過濾組件過濾進入室內場域內引流空污多次循環過濾並調節溫度實施換氣，同時啟動運作實施換氣時，室內場域維持0pa以上正壓，讓室外場域之空污不會進入室內場域中，即可求取在室內場域之室溫、室內場域及室外場域之二氧化碳(CO 2)差值趨零、以及在室內場域A之PM2.5及其他空污淨化，實現即時偵測空污淨化趨零無塵室等級之潔淨度處理，同時偵測室內場域之空間內空污因智能連動系統得以比對環境空氣品質狀態，即時操控導風機依空氣品質去調整導流風量，有效調節嵌掛式氣體交換裝置運轉之節能效益，以及導流風量噪音趨零規格值，達到平衡節能省電的環保極致化。
為達上述目的，本發明提供一種嵌掛式氣體交換裝置，應用於一室內空氣潔淨聯網機制系統，包含：至少一氣體偵測器，偵測一室內場域之一空污資訊及一氣體溫溼度資訊，且該室內場域設有至少一引氣口及至少一排氣口；一氣體交換主體，嵌掛於室內場域，包含至少一導風機、至少一過濾組件、一驅動控制器及一導流通道，該導流通道具有對應到該室外場域之一引氣通口、連通該室內場域之一循環迴風口以及連通該室內場域之一過濾風道，而該循環迴風口設有一氣體交換風機，以及該導風機、該過濾組件設置於該過濾風道中，且該氣體偵測器與該驅動控制器電性連接；其中該氣體偵測器透過物聯網通訊接收一控制指令給該驅動控制器，以控制啟動該驅動控制器啟動該導風機及該氣體交換風機之運作，提供一室外場域之氣體導入該過濾風道通過該過濾組件過濾進入該室內場域內，且該室內場域之氣體同時由該循環迴風口再進入該過濾風道引流空污多次通過該過濾組件循環過濾並調節溫度實施換氣，達到淨化趨零無塵室等級之潔淨度處理。
體現本發明特徵與優點的實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本發明。
請參閱第1A圖及第1B圖所示，本發明係為一種嵌掛式氣體交換裝置，應用於一室內空氣潔淨聯網機制系統，包含：至少一氣體偵測器1，偵測一室內場域A之一空污資訊及一氣體溫溼度資訊，且室內場域A設有至少一引氣口C1及至少一排氣口C2；一氣體交換主體2，嵌掛於室內場域A，包含至少一導風機21、至少一過濾組件22、一驅動控制器23及一導流通道24，導流通道24具有對應到室外場域B之一引氣通口24a、連通室內場域A之一循環迴風口24b以及連通室內場域A之一過濾風道24c，循環迴風口24b設有一氣體交換風機25，以及導風機21、過濾組件22設置於過濾風道24c下方，且氣體偵測器1與驅動控制器23電性連接；其中氣體偵測器1透過物聯網通訊接收一控制指令給驅動控制器23，以控制啟動驅動控制器23啟動導風機21及氣體交換風機25之運作，提供一室外場域B之氣體導入過濾風道24c通過過濾組件22過濾進入室內場域A內，且室內場域A之氣體同時由循環迴風口24b再進入過濾風道24c引流空污多次通過過濾組件22循環過濾並調節溫度實施換氣，達到淨化趨零無塵室等級之潔淨度處理。
值得注意，嵌掛式氣體交換裝置在室內場域A之空間內空污偵測淨化趨零應用，嵌掛於室內場域A之空間無須配管之設計，啟動運作實施換氣時，在室內場域A之空間中維持0pa以上正壓，讓室外場域B之空污不會進入室內場A中，以及導流通道24與過濾風道24c縱向平行隔離設置，有效抑制循環過濾氣體之回流效應，實現進行空污淨化趨零無塵室處理；室內場域A需求無塵室等級為ZAPClean room 1~12等級；空污資訊為二氧化碳(CO 2)之空污數據，實施換氣是達到該室內場域A及該室外場域B之二氧化碳(CO 2)差值趨零；嵌掛式氣體交換裝置可以為一新風機，可以為一全熱交換機，可以為一暖通空調機(HVAC)，但不以此為限。
請參閱第1B圖所示，本發明提供嵌掛式氣體交換裝置應用於一室內空氣潔淨聯網機制系統，其中室內空氣潔淨聯網機制系統，包含：複數個氣體偵測器1，在一室內場域A及一室外場域B佈設偵測一空污資訊及一氣體溫溼度資訊，且室內場域A設有至少一引氣口C1及至少一排氣口C2，以及包含至少一控制氣體分子硬體設備，其中控制氣體分子硬體設備包含對應到引氣口C1之至少一嵌掛式氣體交換裝置、至少一清淨機4、至少一風機過濾機組5、對應到排氣口C2之至少一排風裝置6、對應到排氣口C2之至少一排煙機系統7、至少一空調裝置8、至少一吸塵器9及至少一除濕機10設置於室內場域A中，且每一控制氣體分子硬體設備內部配置至少一氣體偵測器1、至少一導風機21、至少一過濾組件22及至少一驅動控制器23，且氣體偵測器1設置與驅動控制器23電性連接，以及包含一聯網雲端運算服務裝置3，透過物聯網通訊接收氣體偵測器1所偵測室內場域A及室外場域B之空污資訊及氣體溫溼度資訊存儲形成一空污大數據資料庫，並智能選擇發出一控制指令給氣體偵測器1接收，以控制驅動控制器23啟動導風機21之運作，即能實施該室內場域A換氣、溫溼度調節及引流空污多次通過過濾組件22之淨化趨零無塵室處理，且氣體偵測器1對外傳輸室內場域A內空污資訊、氣體溫溼度資訊。
當然，上述之氣體偵測器1是佈設於室內場域A及室外場域B偵測一空污資訊及一氣體溫溼度資訊，並透過物聯網(IoT)通訊輸出空污資訊及氣體溫溼度資訊。值得注意，氣體偵測器1內部設置有氣體偵測模組，請參閱第3A圖及第3B圖所示，氣體偵測器1可以是一種含外接電源端子之型態構成，直接利用外接電源端子插入室內場域A內的電源接口，即可啟動操作偵測空污，或者如第3C圖所示不含外接電源端子之氣體偵測模組型態，直接架構於控制氣體分子硬體設備(嵌掛式氣體交換裝置、清淨機4、風機過濾機組5、排風裝置6、排煙機系統7、空調裝置8、吸塵器9及除濕機10)上電性連接，接收一控制指令控制控制氣體分子硬體設備裝置電源而啟動導風機21之運作。
上述之物聯網通訊是指連接著各種裝置的集體網路和幫助裝置與雲端和裝置之間互相通訊的技術。其中該物聯網通訊可以為一有線通信，供與聯網雲端運算服務裝置3透過有線線路連接通。物聯網通訊可以為一無線通信，供與聯網雲端運算服務裝置3透過無線連接通訊，而該無線通信可為一Wi-Fi模組、一藍芽模組、一無線射頻辨識模組、一近場通訊模組之其中之一。
值得注意的是，上述之空污是指懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、鉛、總揮發性有機物、甲醛、細菌、真菌、病毒之其中之一或其組合。
當然，每一氣體偵測器1實施隨時隨地監測室內場域A之空間內空氣品質，同時偵測室內場域A之空間內空污資訊傳輸給聯網雲端運算服務裝置3之空污大數據資料庫，而智能比對環境空氣品質狀態，即時操控每一區域佈設控制氣體分子硬體設備之導風機21依空氣品質去調整導流風量，有效控制控制氣體分子硬體設備運轉之節能效益。
了解本發明所提供嵌掛式氣體交換裝置具體實現，以下就本發明氣體偵測器1之氣體偵測模組結構詳細說明，請參閱第3A圖至第11圖所示，上述氣體偵測模組包含：一控制電路板11、一氣體偵測主體12、一微處理器13及一通信器14。其中，氣體偵測主體12、微處理器13及通信器14封裝於控制電路板11形成一體且彼此電性連接。而微處理器13及通信器14設置於控制電路板11上，且微處理器13控制氣體偵測主體12之驅動訊號而啟動偵測運作，如此氣體偵測主體12偵測空污而輸出一偵測資訊，由微處理器13接運算處理輸出提供給通信器14對外透過物聯網(IoT)通信傳輸給聯網雲端運算服務裝置3。
再請參閱第4A圖至第9A圖所示，上述氣體偵測主體12包含一基座121、一壓電致動器122、一驅動電路板123，一雷射組件124、一微粒傳感器125及一外蓋126。其中基座121具有一第一表面1211、一第二表面1212、一雷射設置區1213、一進氣溝槽1214、一導氣組件承載區1215及一出氣溝槽1216。其中第一表面1211與第二表面1212為相對設置之兩個表面。雷射設置區1213自第一表面1211朝向第二表面1212挖空形成。另，外蓋126罩蓋基座121，並具有一側板1261，側板1261具有一進氣框口1261a與一出氣框口1261b。而進氣溝槽1214自第二表面1212凹陷形成，且鄰近雷射設置區1213。進氣溝槽1214設有一進氣通口1214a，連通於基座121的外部，並與外蓋126的出氣通口1216a對應，以及進氣溝槽1214兩側壁貫穿於壓電致動器122之透光窗口1214b，而與雷射設置區1213連通。因此，基座121的第一表面1211被外蓋126封蓋，第二表面1212被驅動電路板123封蓋，致使進氣溝槽1214定義出一進氣路徑。其中，導氣組件承載區1215係由第二表面1212凹陷形成，並連通進氣溝槽1214，且於底面貫通一通氣孔1215a，以及導氣組件承載區1215之四個角分別具有一定位凸塊1215b。而上述之出氣溝槽1216設有一出氣通口1216a，出氣通口1216a與外蓋126的出氣框口1261b對應設置。出氣溝槽1216包含有第一表面1211對於導氣組件承載區1215的垂直投影區域凹陷形成的一第一區間1216b，以及於導氣組件承載區1215的垂直投影區所延伸的區域，且由第一表面1211至第二表面1212挖空形成的第二區間1216c，其中第一區間1216b與第二區間1216c相連以形成段差，且出氣溝槽1216的第一區間1216b與導氣組件承載區1215的通氣孔1215a相通，出氣溝槽1216的第二區間1216c與出氣通口1216a相通。因此，當基座121的第一表面1211被外蓋126封蓋，第二表面1212被驅動電路板123封蓋時，出氣溝槽1216與驅動電路板123共同定義出一出氣路徑。
上述的雷射組件124及微粒傳感器125皆設置於驅動電路板123上，且位於基座121內，為了明確說明雷射組件124及微粒傳感器125與基座121之位置，故特意省略驅動電路板123，其中雷射組件124容設於基座121的雷射設置區1213內，微粒傳感器125容設於基座121的進氣溝槽1214內，並與雷射組件124對齊。此外，雷射組件124對應到透光窗口1214b，透光窗口1214b供雷射組件124所發射的雷射光穿過，使雷射光照射至進氣溝槽1214。雷射組件124所發出的光束路徑為穿過透光窗口1214b且與進氣溝槽1214形成正交方向。雷射組件124發射光束通過透光窗口1214b進入進氣溝槽1214內，進氣溝槽1214內的氣體中的偵測數據被照射，當光束接觸到氣體時會散射並產生投射光點，使微粒傳感器125位於其正交方向位置並接收散射所產生的投射光點進行計算，以獲取氣體的偵測數據。
上述之壓電致動器122容設於基座121之正方形的導氣組件承載區1215。此外，導氣組件承載區1215與進氣溝槽1214相通，當壓電致動器122作動時，汲取進氣溝槽1214內的氣體進入壓電致動器122，並供氣體通過導氣組件承載區1215的通氣孔1215a，進入出氣溝槽1216。以及，上述的驅動電路板123封蓋於基座121的第二表面1212。雷射組件124設置於驅動電路板123並呈電性連接。微粒傳感器125亦設置於驅動電路板123並呈電性連接。當外蓋126罩於基座121時，出氣通口1216a對應到基座121之進氣通口1214a，出氣框口1261b對應到基座121之出氣通口1216a。
上述壓電致動器122包含一噴氣孔片1221、一腔體框架1222、一致動體1223、一絕緣框架1224及一導電框架1225。其中，噴氣孔片1221為一可撓性材質並具有一懸浮片1221a、一中空孔洞1221b，懸浮片1221a為一彎曲振動之片狀結構，其形狀與尺寸對應導氣組件承載區1215之內緣，而中空孔洞1221b則貫穿懸浮片1221a之中心處，供氣體流通。於本發明較佳實施例中，懸浮片1221a之形狀可為方形、圖形、橢圓形、三角形及多角形其中之一。
上述腔體框架1222疊設於噴氣孔片1221上，且其外觀與噴氣孔片1221對應。致動體1223疊設於腔體框架1222上，並與噴氣孔片1221、懸浮片1221a之間定義出一共振腔室1226。絕緣框架1224疊設於致動體1223上，其外觀與腔體框架1222近似。導電框架1225疊設於絕緣框架1224上，其外觀與絕緣框架1224近似，且導電框架1225具有一導電接腳1225a及自導電接腳1225a外緣向外延伸之一導電電極1225b，且導電電極1225b自導電框架1225內緣向內延伸。此外，致動體1223更包含一壓電載板1223a、一調整共振板1223b及一壓電板1223c。其中，壓電載板1223a疊設於腔體框架1222。調整共振板1223b疊設於壓電載板1223a上。壓電板1223c疊設於調整共振板1223b上。而調整共振板1223b及壓電板1223c則容設於絕緣框架1224內。並由導電框架1225之導電電極1225b電連接壓電板1223c。其中，於本發明較佳實施例中，壓電載板1223a與調整共振板1223b皆為導電材料。壓電載板1223a具有一壓電接腳1223d，且壓電接腳1223d與導電接腳1225a連接驅動電路板123上的驅動電路(圖未示)，以接收驅動訊號(可為驅動頻率及驅動電壓)，驅動訊號得以由壓電接腳1223d、壓電載板1223a、調整共振板1223b、壓電板1223c、導電電極1225b、導電框架1225及導電接腳1225a形成一迴路，並由絕緣框架1224將導電框架1225與致動體1223之間阻隔，避免發生短路現象，使驅動訊號得以傳送至壓電板1223c。壓電板1223c接收驅動訊號後，因壓電效應產生形變，進一步驅動壓電載板1223a及調整共振板1223b產生往復式地彎曲振動。
進一步說明，調整共振板1223b位於壓電板1223c與壓電載板1223a之間，作為兩者間的緩衝物，可調整壓電載板1223a的振動頻率。基本上，調整共振板1223b的厚度大於壓電載板1223a，藉由改變調整共振板1223b的厚度調整致動體1223的振動頻率。
請配合參閱第7A圖、第7B圖、第8A圖、第8B圖及第9A圖所示，噴氣孔片1221、腔體框架1222、致動體1223、絕緣框架1224及導電框架1225係依序堆疊設置並定位於導氣組件承載區1215內，促使壓電致動器122定位於導氣組件承載區1215內，壓電致動器122在懸浮片1221a及導氣組件承載區1215的內緣之間定義出一空隙1221c，供氣體流通。上述之噴氣孔片1221與導氣組件承載區1215之底面間形成一氣流腔室1227。氣流腔室1227透過噴氣孔片1221之中空孔洞1221b連通致動體1223、噴氣孔片1221及懸浮片1221a之間的共振腔室1226，透過共振腔室1226中氣體的振動頻率，使其與懸浮片1221a之振動頻率趨近於相同，可使共振腔室1226與懸浮片1221a產生亥姆霍茲共振效應(Helmholtz resonance)，提高氣體的傳輸效率。當壓電板1223c向遠離導氣組件承載區1215之底面移動時，壓電板1223c帶動噴氣孔片1221之懸浮片1221a以遠離導氣組件承載區1215之底面方向移動，使氣流腔室1227之容積急遽擴張，內部壓力下降產生負壓，吸引壓電致動器122外部的氣體由空隙1221c流入，並經由中空孔洞1221b進入共振腔室1226，增加共振腔室1226內的氣壓進而產生一壓力梯度。當壓電板1223c帶動噴氣孔片1221之懸浮片1221a朝向導氣組件承載區1215之底面移動時，共振腔室1226中的氣體經中空孔洞1221b快速流出，擠壓氣流腔室1227內的氣體，並使匯聚後的氣體以接近白努利定律之理想氣體狀態快速且大量地噴出導入導氣組件承載區1215的通氣孔1215a。
透過重覆第9B圖與第9C圖所示的動作，壓電板1223c進行往復式地振動，依據慣性原理，排氣後的共振腔室1226內部氣壓低於平衡氣壓會導引氣體再次進入共振腔室1226中，如此控制共振腔室1226中氣體的振動頻率與壓電板1223c之振動頻率趨於相同，以產生亥姆霍茲共振效應，實現氣體高速且大量的傳輸。氣體皆由外蓋126之進氣通口1214a進入，通過進氣通口1214a進入基座121之進氣溝槽1214，並流至微粒傳感器125的位置。再者，壓電致動器122持續驅動會吸取進氣路徑之氣體，以利外部氣體快速導入且穩定流通，並通過微粒傳感器125上方，此時雷射組件124發射光束通過透光窗口1214b進入進氣溝槽1214，進氣溝槽1214通過微粒傳感器125上方，當微粒傳感器125的光束照射到氣體中的懸浮微粒時會產生散射現象及投射光點，當微粒傳感器125接收散射所產生的投射光點進行計算以獲取氣體中所含的懸浮微粒之粒徑又濃度等相關資訊，並且微粒傳感器125上方的氣體也持續受到壓電致動器122驅動而導入導氣組件承載區1215的通氣孔1215a，進入出氣溝槽1216。最後當氣體進入出氣溝槽1216後，由於壓電致動器122不斷輸送氣體進入出氣溝槽1216，因此出氣溝槽1216內的氣體會被推引並通過出氣通口1216a及出氣框口1261b而向外部排出。
本發明之氣體偵測器1不僅可針對氣體中的懸浮微粒進行偵測，更可進一步針對導入的氣體特性做偵測，如氣體為甲醛、氨氣、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、臭氧等。因此，本發明的氣體偵測器1更包括氣體傳感器127，氣體傳感器127定位設置且電性連接於驅動電路板123，且容設於出氣溝槽1216中，針對導入的氣體特性做偵測。其中氣體傳感器127可為一揮發性有機物傳感器，偵測二氧化碳或總揮發性有機物氣體資訊；氣體傳感器127可為一甲醛傳感器，偵測甲醛氣體資訊；氣體傳感器127可為一細菌傳感器，偵測細菌資訊或真菌資訊；氣體傳感器127可為一病毒傳感器，偵測病毒氣體資訊；氣體傳感器127可為一溫溼度傳感器，偵測氣體溫溼度資訊。
又請參閱第2圖所示，上述嵌掛式氣體交換裝置之導風機21受控制啟動而引流空污通過過濾組件22過濾，而過濾組件22可為MREV  8以上（最小過濾效率值）等級濾網，或者為高效顆粒空氣濾網(HEPA)，吸附空污中所含之化學煙霧、細菌、塵埃微粒及花粉，使導入空污，達到過濾淨化之效果，值得注意，本案高效顆粒空氣濾網(HEPA)為高效顆粒空氣濾網(HEPA) 10以上，容塵量大於12000mg；過濾組件22上可進一步結合物理性質材料或化學性質材料提供通過空污之殺菌效果，且導風機21氣流路徑方向為箭頭所示方向，在過濾組件22上結合透過塗佈一分解層之化學方式予以空污通過殺菌清除，分解層可以為一活性碳22a，去除空污中有機與無機物，並去除有色與臭味物質，值得注意，本案活性碳22a之甲醛吸收量大於1500mg，分解層可以為一二氧化氯之潔淨因子22b，抑制空污中病毒、細菌、真菌、A型流感病毒、B型流感病毒、腸病毒、諾羅病毒之抑制率達99%以上，幫助少病毒交互傳染，分解層可以為一銀杏及日本鹽膚木的草本加護層22c，有效抗敏及破壞通過流感病毒(例如：H1N1)的表面蛋白，分解層可以為一銀離子22d，抑制所導入空污中病毒、細菌、真菌；分解層可以為一沸石22e，去除氨氮、重金屬、有機污染物、大腸桿菌、苯酚、氯仿和陰離子表面活性劑。以及在一些實施例上，過濾組件22也可以搭配一光照射之化學方式予以空污通過殺菌清除，光照射為一光觸媒22f及一紫外線燈22g之光觸媒單元，當光觸媒22f透過紫外線燈22g照射，得以將光能轉化成電能，分解空污中的有害物質並進行消毒殺菌，以達到過濾殺菌效果，值得注意，本案之紫外線燈22g之功率為120mw以上，光照射可以為一奈米光管22h之光等離子單元，透過奈米光管22h照射所導入空污，使空污中的氧分子及水分子分解成具高氧化性光等離子，形成具有破壞有機分子的離子氣流，將空污中含有揮發性甲醛、甲苯、揮發性有機氣體(Volatile Organic Compounds, VOC)等氣體分子分解成水和二氧化碳，達到過濾殺菌之效果；以及在一些實施例上，過濾組件22也可以搭配一分解單元之化學方式予以空污通過殺菌清除，而分解單元可以為一負離子單元22i，使所導入空污所含微粒帶正電荷附著在帶負電荷，達到對導入的空污進行過濾殺菌效果，分解單元可以為一電漿離子單元22j，透過電漿離子使得空污中所含氧分子與水分子電離生成陽離子(H +)和陰離子(O 2-)，且離子周圍附著有水分子的物質附著在病毒和細菌的表面之後，在化學反應的作用下，會轉化成強氧化性的活性氧(羥，OH基)，從而奪走病毒和細菌表面蛋白質的氫，將其氧化分解，以達到過濾導入之空污進行過濾殺菌之效果。
綜上所述，本發明提供一種嵌掛式氣體交換裝置，在室內場域之空間內空污偵測淨化趨零應用，藉由內部佈設至少一氣體偵測器。至少一導風機、至少一過濾組件、一驅動控制器及一導流通道而無須配管之設計，且氣體偵測器與驅動控制器電性連接，並與室內空氣潔淨聯網機制系統之聯網雲端運算服務裝置形成智能連動系統，此時氣體偵測器透過物聯網通訊接收內空氣潔淨聯網機制系統之聯網雲端運算服務裝置一控制指令，以控制啟動驅動控制器啟動導風機及氣體交換風機之運作，提供一室外場域之氣體導入導流通道通過過濾組件過濾進入室內場域內引流空污多次循環過濾並調節溫度實施換氣，同時啟動運作實施換氣時，室內場域維持0pa以上正壓，讓室外場域之空污不會進入室內場域中，即可求取在室內場域之室溫、室內場域及室外場域之二氧化碳(CO 2)差值趨零、以及在室內場域之PM2.5及其他空污淨化，實現即時偵測空污淨化趨零無塵室等級之潔淨度處理，同時偵測室內場域之空間內空污因智能連動系統得以比對環境空氣品質狀態，即時操控導風機依空氣品質去調整導流風量，有效調節嵌掛式氣體交換裝置運轉之節能效益，以及導流風量噪音趨零規格值，達到平衡節能省電的環保極致化，極具產業利用價值。
A:室內場域 B:室外場域 C1:引氣口 C2:排氣口 1:氣體偵測器 11:控制電路板 12:氣體偵測主體 121:基座 1211:第一表面 1212:第二表面 1213:雷射設置區 1214:進氣溝槽 1214a:進氣通口 1214b:透光窗口 1215:導氣組件承載區 1215a:通氣孔 1215b:定位凸塊 1216:出氣溝槽 1216a:出氣通口 1216b:第一區間 1216c:第二區間 122:壓電致動器 1221:噴氣孔片 1221a:懸浮片 1221b:中空孔洞 1221c:空隙 1222:腔體框架 1223:致動體 1223a:壓電載板 1223b:調整共振板 1223c:壓電板 1223d:壓電接腳 1224:絕緣框架 1225:導電框架 1225a:導電接腳 1225b:導電電極 1226:共振腔室 1227:氣流腔室 123:驅動電路板 124:雷射組件 125:微粒傳感器 126:外蓋 1261:側板 1261a:進氣框口 1261b:出氣框口 127:氣體傳感器 13:微處理器 14:通信器 2:氣體交換主體 21:導風機 22:過濾組件 22a:活性碳 22b:二氧化氯之潔淨因子 22c:銀杏及日本鹽膚木的草本加護層 22d:銀離子 22e:沸石 22f:光觸媒 22g:紫外線燈 22h:奈米光管 22i:負離子單元 22j:電漿離子單元 23:驅動控制器 24:導流通道 24a:引氣通口 24b:循環迴風口 24c:過濾風道 25:氣體交換風機 3:聯網雲端運算服務裝置 4:清淨機 5:風機過濾機組 6:排風裝置 7:排煙機系統 8:空調裝置 9:吸塵器 10:除濕機
第1A圖為本發明嵌掛式氣體交換裝置示意圖。 第1B圖為本發明嵌掛式氣體交換裝置在室內場域A使用狀態實施例圖。 第2圖為本發明嵌掛式氣體交換裝置之過濾組件組配關係示意圖。 第3A圖為本發明氣體偵測器立體外觀示意圖。 第3B圖為本發明氣體偵測器立體另一角度的外觀示意圖。 第3C圖為本發明氣體偵測器內部設置氣體偵測模組外觀示意圖。 第4A圖為本發明氣體偵測主體立體組合示意圖(一)。 第4B圖為本發明氣體偵測主體立體組合示意圖(二)。 第4C圖為本發明氣體偵測器立體分解示意圖。 第5A圖為本發明基座立體示意圖(一)。 第5B圖為本發明基座立體示意圖(二)。 第6圖為本發明基座立體示意圖(三)。 第7A圖為本發明壓電致動器與基座分解之立體示意圖。 第7B圖為本發明壓電致動器與基座組合之立體示意圖。 第8A圖為本發明壓電致動器之立體分解示意圖(一)。 第8B圖為本發明壓電致動器之立體分解示意圖(二)。 第9A圖為本發明壓電致動器之剖視作動示意圖(一)。 第9B圖為本發明壓電致動器之剖視作動示意圖(二)。 第9C圖為本發明壓電致動器之剖視作動示意圖(三)。 第10A圖為氣體偵測主體組合剖視圖(一)。 第10B圖為氣體偵測主體組合剖視圖(二)。 第10C圖為氣體偵測主體組合剖視圖(三)。 第11圖為本發明氣體偵測器傳輸示意圖。
1:氣體偵測器
2:氣體交換主體
21:導風機
22:過濾組件
23:驅動控制器
24:導流通道
24a:引氣通口
24b:循環迴風口
24c:過濾風道
25:氣體交換風機
3:聯網雲端運算服務裝置

Claims (23)

  1. 一種嵌掛式氣體交換裝置，應用於一室內空氣潔淨聯網機制系統，包含： 至少一氣體偵測器，偵測一室內場域之一空污資訊及一氣體溫溼度資訊，且該室內場域設有至少一引氣口及至少一排氣口；以及 一氣體交換主體，嵌掛於該室內場域，包含至少一導風機、至少一過濾組件、一驅動控制器及一導流通道，該導流通道具有對應到一室外場域之一引氣通口、連通該室內場域之一循環迴風口以及連通該室內場域之一過濾風道，而該循環迴風口設有一氣體交換風機，以及至少一該導風機、該至少一過濾組件設置於該過濾風道下方，且該至少一氣體偵測器與該驅動控制器電性連接； 其中，該至少一氣體偵測器透過物聯網通訊接收一控制指令給該驅動控制器，以控制啟動該驅動控制器啟動該至少一導風機及該氣體交換風機之運作，提供該室外場域之氣體導入該過濾風道通過該至少一過濾組件過濾進入該室內場域內，且該室內場域之氣體同時由該循環迴風口再進入該過濾風道引流空污多次通過該至少一過濾組件循環過濾並調節溫度實施換氣，達到淨化趨零無塵室等級之潔淨度處理。
  2. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該空污資訊為二氧化碳(CO2)之空污數據，實施換氣是達到該室內場域及該室外場域之二氧化碳差值趨零。
  3. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中啟動運作實施換氣時，在該室內場域之空間中維持為0pa以上正壓，讓該室外場域之空污不會進入該室內場域中。
  4. 如請求項3所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該氣體交換裝置為一新風機。
  5. 如請求項3所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該氣體交換裝置為一全熱交換機。
  6. 如請求項3所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該氣體交換裝置為一暖通空調機(HVAC)。
  7. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該至少一氣體偵測器之該空污資訊及該氣體溫溼度資訊透過物聯網通訊傳輸給該室內空氣潔淨聯網機制系統之一聯網雲端運算服務裝置接收，該聯網雲端運算服務裝置接收該室內場域及該室外場域之該空污資訊及該氣體溫溼度資訊存儲形成一空污大數據資料庫，並依據該空污大數據資料庫智能運算比對，而智能選擇發出該控制指令給該至少一氣體偵測器，以控制該驅動控制器啟動該至少一導風機及該氣體交換風機之運作。
  8. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該至少一過濾組件為MREV（最小過濾效率值） 8以上等級濾網。
  9. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該至少一過濾組件為高效顆粒空氣濾網(HEPA)等級，該高效顆粒空氣濾網為高效顆粒空氣濾網10以上，容塵量大於12000mg。
  10. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該至少一過濾組件上結合一透過塗佈一分解層之化學方式予以該空污通過殺菌清除。
  11. 如請求項10所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該分解層為一活性碳，該活性碳之甲醛吸收量大於1500mg。
  12. 如請求項10所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該分解層為一二氧化氯之潔淨因子。
  13. 如請求項10所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該分解層為一銀杏及日本鹽膚木的草本加護層。
  14. 如請求項10所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該分解層為一銀離子。
  15. 如請求項10所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該分解層為一沸石。
  16. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該至少一過濾組件搭配一光照射之化學方式予以該空污通過殺菌清除。
  17. 如請求項16所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該光照射為一光觸媒及一紫外線燈之光觸媒單元。
  18. 如請求項17所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該紫外線燈功率為120mw以上。
  19. 如請求項16所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該光照射為一奈米光管之光等離子單元。
  20. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該至少一過濾組件搭配一分解單元之化學方式予以該空污通過殺菌清除。
  21. 如請求項20所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該分解單元為一負離子單元。
  22. 如請求項20所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該分解單元為一電漿離子單元。
  23. 如請求項1所述之嵌掛式氣體交換裝置，其中該室內場域需求無塵室等級之潔淨度為ZAPClean room 1~12等級之潔淨度。
TW113126976A 2024-07-18 2024-07-18 嵌掛式氣體交換裝置 TWI902355B (zh)

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