具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921126385.0 (22)申请日 2019.07.17 (73)专利权人 威发智能科技(江门)有限公司 地址 529000 广东省江门市蓬江区胜利路 152号1幢自编2号楼第2层2205室A048 号 (72)发明人 周锦富周楹 (74)专利代理机构 广州三环专利商标代理有限 公司 44202 代理人 颜希文郝传鑫 (51)Int.Cl. F24F 3/16(2006.01) B01D 53/84(2006.01) B01D 53/62(2006.01) (54)实用。

2、新型名称 一种具有水体增量储备功能的生物增氧减 碳装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种具有水体增量储备 功能的生物增氧减碳装置， 其包括机体、 设于机 体内部的养殖容器和设于机体外部的储水容器， 机体内设有相互连通的进风腔和出风腔， 养殖容 器和储水容器均盛装有培养基， 培养基包含能够 产生光合作用的微生物， 养殖容器上设有光源， 养殖容器的顶部设有与出风腔连通的排气口， 进 风腔内设有气泵， 气泵的进气端与进风腔连通， 气泵的出气端与养殖容器连通， 储水容器与养殖 容器之间形成循环水路， 储水容器与养殖容器之 间的连接管路上设有水泵， 储水容器埋设于墙内 或地下。 采用本实用新型， 能够。

3、满足室内空间中 人或动物对增氧及减碳需求的同时， 有利于在空 间较小的场合内安装使用， 且保证培养基水质的 稳定性。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 210951617 U 2020.07.07 CN 210951617 U 1.一种具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 包括机体、 设于所述 机体内部的养殖容器和设于机体外部的储水容器， 所述机体内设有相互连通的进风腔和出 风腔， 所述进风腔上开设有连通外界空气的进风口， 所述出风腔上开设有连通外界空气的 出风口， 所述养殖容器和所述储水容器均盛装有培养基， 所述培养基包含能够产生光合作 用的微生物， 所述养殖容器。

4、上设有为培养基提供光照强度的光源， 所述养殖容器的顶部设 有与所述出风腔连通的排气口， 所述进风腔内设有气泵， 所述气泵的进气端与所述进风腔 连通， 所述气泵的出气端与所述养殖容器连通， 所述储水容器与所述养殖容器之间形成循 环水路， 所述储水容器与所述养殖容器之间的连接管路上设有水泵， 所述储水容器埋设于 墙内或地下。 2.如权利要求1所述的具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 还包 括空气传感器和控制器， 所述控制器分别与所述空气传感器、 光源、 气泵和水泵电连接； 所 述空气传感器用于检测机体所在室内场区空气中的二氧化碳浓度并发送至所述控制器， 所 述控制器根据所述空气。

5、传感器发送过来的二氧化碳浓度信号， 通过调整所述水泵的水流 量、 气泵的气流量和光源的光照强度来控制微生物在所述养殖容器内的生长速度。 3.如权利要求1或2所述的具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 所述水泵为定频水泵， 且设有多个； 或者， 所述水泵为变频水泵， 且设有一个或多个。 4.如权利要求1或2所述的具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 所述气泵为定频气泵， 且设有多个； 或者， 所述气泵为变频气泵， 且设有一个或多个。 5.如权利要求1或2所述的具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 所述光源设有多个， 且均布在所述养殖容器的四周。

6、、 或顶部、 或底部、 或所述养殖容器之内。 6.如权利要求2所述的具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 所述 进风腔内设有进风风扇， 所述进风风扇的吸风侧与所述进风口连接， 所述出风腔内设有出 风风扇， 所述出风风扇的吹风侧与所述出风口连接， 所述进风风扇和所述出风风扇分别与 所述控制器电连接。 7.如权利要求2所述的具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 所述 养殖容器的底部设有排水阀， 所述排水阀与所述控制器电连接。 8.如权利要求2所述的具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 所述 进风腔内设有进风侧消毒杀菌单元， 所述出风腔内设有出风。

7、侧消毒杀菌单元， 所述进风侧 消毒杀菌单元和出风侧消毒杀菌单元分别与所述控制器电连接。 9.如权利要求2所述的具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 其特征在于， 所述 生物增氧减碳装置设有用于检测培养基水质的水质传感器， 所述水质传感器与所述控制器 电连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210951617 U 2 一种具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置 技术领域 0001 本实用新型属于室内通风技术领域， 更具体的说， 涉及一种具有水体增量储备功 能的生物增氧减碳装置。 背景技术 0002 二氧化碳(化学式为CO2)， 无色无味， 平时感觉不到它的浓度， 是人类或动物有氧 呼吸排。

8、出的一种废气， 是一种窒息性气体， 是室内空气中的主要污染物之一。 室内二氧化碳 的来源包括室内和室外两种。 室外来源包括煤与木材的燃烧等， 室内来源主要有两方面， 一 是来自人体呼出产生的气体， 二是来自燃料的燃烧(室内取暖煤炉， 煤气炉等)。 二氧化碳的 发生量由人或动物的数量和活动情况决定， 例如在图书馆内及运动场内， 人群的平均排出 二氧化碳量就可以相差几倍。 0003 国际间的研究常以二氧化碳， 作为空气品质及通风状态的主要评价指标。 为消除 大多数投诉， 室内二氧化碳总量应降至室外水平以下， 即1000ppm以下。 根据中国国家颁布 的 室内空气质素国家标准 (GB/T18883-。

9、2002)中明确指出， 室内二氧化碳的标准值为 0.10， 即不超过1000ppm。 在香港， 环保署为办公楼及公众地方制定了室内空气质素指标， 其中二氧化碳含量低于1000ppm被视为良好。 美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)认为 室内空气中二氧化碳浓度超过1000ppm是一个标志， 表明通风不足。 美国ASHRAE通风标准里 设定： 建议室内二氧化碳浓度值也不应超过1000ppm。 英国的学校标准规定， 所有教学和学 习空间的二氧化碳， 当坐在头部高度并在一整天平均测量时， 不应超过1500ppm。 0004 当人处在室内环境中， 不断呼吸需要不断消耗氧气。 如果没有足够新风与室内。

10、污 浊空气进行交换和过滤， 室内二氧化碳等污浊空气的浓度就会上升， 长时间积累下来不利 于室内人群的身心健康。 长期处于高浓度的二氧化碳环境， 危害同样可怕。 诸如： 美国在二 氧化碳浓度对人的影响也有相关研究， 并在 环境与健康展望 (Environmental Health Perspectives)上发表了研究成果： 在密闭环境下， 周围人呼出的二氧化碳集合起来可能会 使人的思考速度变得更慢。 0005 二氧化碳滞留同缺氧一样， 是一个专用病理学名词， 能引起呼吸功能障碍， 出现一 系列临床表现。 因此虽然二氧化碳性质稳定， 本身无毒， 但二氧化碳含量过高时， 也会使人 因缺氧而发生窒息。

11、， 甚至死亡。 环境空气二氧化碳过高， 吸氧不是有效的补救措施， 而是改 善通气， 帮助减少环境空气二氧化碳。 单一的吸氧， 本身提高了血氧分压， 那么这又同时一 定程度上抑制了二氧化碳的排出。 0006 目前， 以增氧减碳为目标的光生物反应器， 其存在价值， 就在于在室内环境提供健 康呼吸空气， 解决了外循环新风系统换气时所衍生的能源浪费问题。 然而， 为加大增氧减碳 效果， 一般将培养基的水体增大， 也就增大了设备的整体体积， 不利于在空间较小的场合内 安装使用， 而当培养基的水体体积小， 培养基又容易质变， 需要频繁更换培养， 维护成本高。 说明书 1/5 页 3 CN 21095161。

12、7 U 3 实用新型内容 0007 本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种具有水体增量储备功能的生物增 氧减碳装置， 能够满足室内空间中人或动物对增氧及减碳需求的同时， 有利于在空间较小 的场合内安装使用， 且保证培养基水质的稳定性。 0008 为了解决上述技术问题， 本实用新型提拱了一种具有水体增量储备功能的生物增 氧减碳装置， 其包括机体、 设于所述机体内部的养殖容器和设于机体外部的储水容器， 所述 机体内设有相互连通的进风腔和出风腔， 所述进风腔上开设有连通外界空气的进风口， 所 述出风腔上开设有连通外界空气的出风口， 所述养殖容器和所述储水容器均盛装有培养 基， 所述培养基包含能够产。

13、生光合作用的微生物， 所述养殖容器上设有为培养基提供光照 强度的光源， 所述养殖容器的顶部设有与所述出风腔连通的排气口， 所述进风腔内设有气 泵， 所述气泵的进气端与所述进风腔连通， 所述气泵的出气端与所述养殖容器连通， 所述储 水容器与所述养殖容器之间形成循环水路， 所述储水容器与所述养殖容器之间的连接管路 上设有水泵， 所述储水容器埋设于墙内或地下。 0009 作为上述本实用新型优选的方案， 还包括空气传感器和控制器， 所述控制器分别 与所述空气传感器、 光源、 气泵和水泵电连接； 所述空气传感器用于检测机体所在室内场区 空气中的二氧化碳浓度并发送至所述控制器， 所述控制器根据所述空气传感。

14、器发送过来的 二氧化碳浓度信号， 通过调整所述水泵的水流量、 气泵的气流量和光源的光照强度来控制 微生物在所述养殖容器内的生长速度。 0010 作为上述本实用新型优选的方案， 所述水泵为定频水泵， 且设有多个； 或者， 所述 水泵为变频水泵， 且设有一个或多个。 0011 作为上述本实用新型优选的方案， 所述气泵为定频气泵， 且设有多个； 或者， 所述 气泵为变频气泵， 且设有一个或多个。 0012 作为上述本实用新型优选的方案， 所述光源设有多个， 且均布在所述养殖容器的 四周、 或顶部、 或底部、 或所述养殖容器之内。 0013 作为上述本实用新型优选的方案， 所述进风腔内设有进风风扇， 。

15、所述进风风扇的 吸风侧与所述进风口连接， 所述出风腔内设有出风风扇， 所述出风风扇的吹风侧与所述出 风口连接， 所述进风风扇和所述出风风扇分别与所述控制器电连接。 0014 作为上述本实用新型优选的方案， 所述养殖容器的底部设有排水阀， 所述排水阀 与所述控制器电连接。 0015 作为上述本实用新型优选的方案， 所述进风腔内设有进风侧消毒杀菌单元， 所述 出风腔内设有出风侧消毒杀菌单元， 所述进风侧消毒杀菌单元和出风侧消毒杀菌单元分别 与所述控制器电连接。 0016 作为上述本实用新型优选的方案， 所述生物增氧减碳装置设有用于检测培养基水 质的水质传感器， 所述水质传感器与所述控制器电连接。 。

16、0017 实施本实用新型的一种具有水体增量储备功能的生物增氧减碳装置， 与现有技术 相比较， 具有如下有益效果： 0018 本实用新型能够通过调整水泵的水流量、 气泵的气流量、 光源的光照强度来控制 微生物在养殖容器内的生长速度， 以满足室内空间中人或动物对增氧及减碳需求， 实现室 内健康的呼吸空气内循环； 同时， 由于储水容器为暗装设置， 在同样的水体体积下， 明装在 说明书 2/5 页 4 CN 210951617 U 4 用户端的养殖容器的体积可以制作得更小， 提高了室内空间的利用率， 尤其适用于楼层低， 空间小的场合。 此外， 储水容器还可以根据实际需要， 容易增大其自身的储水量， 增。

17、大水体， 使培养基水质的稳定性更高。 附图说明 0019 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作简单 地介绍。 0020 图1是本实用新型实施例一提供的生物增氧减碳装置的结构示意图； 0021 图2是本实用新型实施例二提供的生物增氧减碳装置的结构示意图； 0022 图3是生物增氧减碳装置采用按需变量控制方式时的结构示意图。 具体实施方式 0023 下面将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员。

18、在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例， 都属于本实用新型保护的范围。 0024 在本实用新型的描述中， 需要理解的是， 术语 “上” 、“下” 、“左” 、“右” 、“顶” 、“底” 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实用新型 和简化描述， 而不是指示或暗示所指的系统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实用新型的限制。 应当理解的是， 本实用新型中采用术语 “第一” 、“第二” 等来描述各种信息， 但这些信息不应限于这些术语， 这些术语仅用来将同一 类型的信息彼此区分开。 例如， 在不脱离本实用新型范。

19、围的情况下，“第一” 信息也可以被称 为 “第二” 信息， 类似的，“第二” 信息也可以被称为 “第一” 信息。 0025 另外， 需要说明的是， 本实用新型的描述中， 术语 “前” 及 “后指的是： 本实用新型的 产品在使用状态时， 靠近用户的一面为 “前” ， 远离用户的一面则为 “后” 。 0026 如图1至图3所示， 本实用新型的优选实施例， 一种具有水体增量储备功能的生物 增氧减碳装置， 其包括机体1、 设于所述机体1内部的养殖容器2和设于机体1外部的储水容 器3， 所述机体1内设有相互连通的进风腔4和出风腔5， 所述进风腔4上开设有连通外界空气 的进风口6， 所述出风腔5上开设有连。

20、通外界空气的出风口7。 0027 所述养殖容器2和所述储水容器3均盛装有1000000 1500000cell/mL浓度的培 养基， 所述培养基包含能够产生光合作用的微生物， 微生物可以是各种水藻(如： 小球藻)， 以及光合细菌(如： 沼泽红假单胞菌)。 所述养殖容器2上设有为培养基提供光照强度的光源 8， 光照强度为50500 molm-2s-1PPFD， 所述养殖容器2的顶部设有与所述出风腔5连通的排 气口9， 光合作用所产生的氧气经排气口9进入出风腔5内。 0028 所述进风腔4内设有气泵10， 所述气泵10的进气端与所述进风腔4连通， 所述气泵 10的出气端与所述养殖容器2连通， 由此。

21、气泵 10将进风腔4内的空气作为小气泡以0.1L/ min2.0L/min的流速供给到培养基， 同时小气泡在上升的过程中能够搅拌培养基， 使微生 物均匀的分布在培养基中。 0029 所述储水容器3与所述养殖容器2之间形成循环水路， 所述储水容器3与所述养殖 说明书 3/5 页 5 CN 210951617 U 5 容器2之间的连接管路上设有水泵11， 由此， 水泵11以0.120L/min流量推动培养基在养殖 容器2和储水容器3之间循环流转， 提高培养基的流动性， 使微生物在培养基中更加均匀。 0030 可见， 本实用新型能够通过调整水泵11的水流量、 气泵10的气流量、 光源8的光照 强度来。

22、控制微生物在养殖容器2内的生长速度， 以满足室内空间中人或动物对增氧及减碳 需求， 实现室内健康的呼吸空气内循环。 0031 本实施例中， 所述储水容器3可以埋设于地下， 如图1所示； 也可以埋设于墙内， 如 图2所示； 当然， 在其它实施例中， 也可以埋设于其它能隐藏储水容器17的位置； 故储水容器 3为暗装设置， 在同样的水体体积下， 明装在用户端的养殖容器2的体积可以制作得更小， 提 高了室内空间的利用率， 尤其适用于楼层低， 空间小的场合。 此外， 储水容器3还可以根据实 际需要， 容易增大其自身的储水量， 增大水体， 使培养基水质的稳定性更高。 0032 示例性的， 为实现按需变量控。

23、制， 如图3所示， 本实用新型的生物增氧减碳装置还 包括空气传感器12和控制器13， 所述控制器13 分别与所述空气传感器12、 光源8、 气泵10和 水泵11电连接； 所述空气传感器12设有至少一个且均布在机体1所在的室内场区中， 当然也 可以设置在机体1的进风口6处， 用于检测机体1所在室内场区空气中的二氧化碳浓度并发 送至所述控制器13， 所述控制器13根据所述空气传感器12发送过来的二氧化碳浓度信号， 通过调整所述水泵11的水流量、 气泵10的气流量和光源8的光照强度来控制微生物在所述 养殖容器2内的生长速度。 其中， 所述控制器13优选为计算机。 0033 为了更好适应人流的周期性变。

24、化特征， 可根据地下购物商场、 地铁站或其他经常 人多又无法开窗的地方等的运营时间和非运营时间， 设定生物增氧减碳装置相应的运行模 式， 故上述生物增氧减碳装置的运行逻辑如下： 0034 当所述机体1所在室内场区属于运营时间且空气中的二氧化碳浓度小于或等于设 定值时， 生物增氧减碳装置进入正常负载模式： 控制水流量的水泵11、 控制气流量的气泵10 以及控制光照强度的光源 8开启； 0035 当所述机体1所在室内场区属于运营时间且空气中的二氧化碳浓度大于设定值 时， 生物增氧减碳装置进入加大负载模式： 增大水泵 11的水流量、 气泵10的气流量以及光 源8的光照强度； 0036 当所述机体1所。

25、在室内场区属于非运营时间时， 生物增氧减碳装置进入待机负载 模式： 每30分钟以正常负载模式的控制参数开启水泵11和气泵10运行8分钟至12分钟， 具体 时间分段方式可以根据水缸容量调节； 0037 其中， 所述设定值的设定范围为800ppm1000ppm， 具体根据用户当地官方空气质 素标准制定。 0038 还需要说明的是， 上述生物增氧减碳装置采用按需变量控制方式， 不但可以有明 显的节能减碳增氧的效果， 还可以减少因为微生物生长速度过快而衍生的定期维护成本。 例如， 淡水小球藻生长周期为 7-14天， 根据经验， 传统光生物反应器大都是用定时开关的 方法模拟微生物的生长环境， 以达至其最。

26、高产量化， 这种定时控制方式虽然简单， 但如果空 间使用率经常不饱和， 就会造成浪费能源， 同时亦加大了水藻换水周期所需的频率， 每两周 就要更换水体一次， 而采用本实用新型的按需变量控制方式之后， 因为死藻的累积减少， 更 换水体周期可以延长至一个月一次， 直接减少一半维护费。 0039 示例性的， 为实现水流量大范围可控， 所述水泵11为定频水泵， 且设有多个， 呈并 说明书 4/5 页 6 CN 210951617 U 6 联布置； 或者， 所述水泵11为变频水泵， 且设有一个或多个， 呈并联布置。 0040 示例性的， 为实现气流量大范围可控， 所述气泵10为定频气泵， 且设有多个， 。

27、呈并 联布置； 或者， 所述气泵10为变频气泵， 且设有一个或多个， 呈并联布置。 0041 示例性的， 为实现光照强度大范围可控， 所述光源8设有多个， 且均布在所述养殖 容器2的四周、 或顶部、 或底部、 或所述养殖容器 2之内。 其中， 光源8可以是人造光， 也可以 是自然光。 0042 示例性的， 所述进风腔4内设有用于将外界空气吸入到进风腔4 内的进风风扇14， 所述进风风扇14的吸风侧与所述进风口6连接， 所述出风腔5内设有用于将出风腔5内的空 气吹送至外界的出风风扇 15， 所述出风风扇15的吹风侧与所述出风口7连接， 所述进风风 扇 14和所述出风风扇15分别与所述控制器13电。

28、连接。 需要说明的是， 进风风扇14和出风风 扇15的运行逻辑为： 当生物增氧减碳装置按上述正常负载模式运转时， 进风风扇14关闭， 出 风风扇15开启； 当生物增氧减碳装置按上述加大负载模式运转时， 进风风扇14和出风风扇 15均开启。 0043 示例性的， 所述养殖容器2的底部设有用于将养殖容器2内沉积的微生物尸体排出 的排水阀16， 所述排水阀16与所述控制器13电连接。 需要说明的是， 排水阀16的运行逻辑 为： 在非运营时间过渡至运营时间的时间段内开启排水阀16排水1分钟至2分钟， 具体时间 分段方式可以根据水缸容量调节， 将养殖容器2内沉积的微生物尸体排出， 以防止微生物尸 体腐化。

29、污染培养基。 0044 示例性的， 所述进风腔4内设有进风侧消毒杀菌单元17， 所述出风腔5内设有出风 侧消毒杀菌单元18， 所述进风侧消毒杀菌单元 17和出风侧消毒杀菌单元18分别与所述控 制器13电连接。 由此， 养殖容器2的进出气体均经消毒杀菌单元进行消毒， 一方面防止外界 的污染空气直接进入养殖容器2内污染培养基， 保证微生物在培养基中良好生长， 另一方面 防止养殖容器2内产生污染空气直接排出外界， 保证以舒适、 健康的呼吸空气输出。 本实施 例中， 所述进风侧消毒杀菌单元17和出风侧消毒杀菌单元18优选为等离子空气消毒器。 需 要说明的是， 进风侧消毒杀菌单元17和出风侧消毒杀菌单元。

30、18的运行逻辑为： 当生物增氧 减碳装置按上述正常负载模式运转时， 进风侧消毒杀菌单元17关闭， 出风侧消毒杀菌单元 18开启； 当生物增氧减碳装置按上述加大负载模式运转时， 进风侧消毒杀菌单元17和出风 侧消毒杀菌单元18均开启。 0045 示例性的， 所述生物增氧减碳装置设有用于检测培养基水质的水质传感器19， 所 述水质传感器19与所述控制器13电连接， 由此控制器13能够根据水质传感器19发送来的水 质信号， 判断培养基的好坏， 来确定是否需要更换培养基。 0046 以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已， 当然不能以此来限定本实用新 型之权利范围， 因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化， 仍属本实用新型所涵盖 的范围。 说明书 5/5 页 7 CN 210951617 U 7 图1 说明书附图 1/3 页 8 CN 210951617 U 8 图2 说明书附图 2/3 页 9 CN 210951617 U 9 图3 说明书附图 3/3 页 10 CN 210951617 U 10 。