壁挂式新风净化系统专利技术综述

河南科技·知识产权

HENANKEJI·ZHISHICHANQUAN2018.0658壁挂式新风净化系统专利技术综述

蔡立群

（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东广州510000）

摘要：目前随着室外雾霾日益严重，人们对空气质量的要求也越来越高，为了改善居住空间的空气

质量，新风净化系统应运而生。新风净化系统主要可分为中央管道新风系统、单体新风系统（如壁挂式

新风净化系统）。壁挂式新风净化系统由于安装方式简单，后期维护成本低，因此越来越受人们的青

睐。本文通过研究目前全球壁挂式新风净化系统的专利文献，将有助于人们了解壁挂式新风净化系统

的基本发展态势、应用前景以及改进方向。

关键词：壁挂式；新风；净化；专利

中图分类号：TU834.8文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）18-0058-03

SummaryofPatentTechnologyofWall-mountedFreshAirPurification

System

CAILiqun

(PatentExaminationCooperationGuangdongCenter,StateIntellectualPropertyOffice,GuangzhouGuangdong510000)

Abstract:Astheoutdoorhazebecomesmoreandmoreserious,people'sdemandsforairqualityareget⁃

tinghigher.Inordertoimprovetheairqualityoflivingspace,thefreshairpurificationsystemhasemerged.

Thefreshairpurificationsystemcanbemainlydividedintothecentralfreshairsystemandtheunitaryfresh

airsystem,suchasthewall-mountedfreshairpurificationsystem.Thewall-mountedfreshairpurificationsys⁃

temismoreandmorepopularbecauseofitssimpleinstallationandlowmaintenancecosts.Inthispaper,by

studyingthepatentdocumentsofthewall-mountedfreshairpurificationsystemintheworld,itwillprovidethe

proposalforthebasicdevelopmenttrend,applicationprospectsandimprovementdirectionofthewall-mounted

freshairpurificationsystem.

Keywords:wall-mounted;freshair;purification;patent

1引言

由于现代建筑的门窗的密闭性越来越好，室内的空

气难以与外界流通，时间长了会造成室内空气质量的严

重下降，居室内的有害气体或者粉尘排除量小。这些有

害气体主要包括：甲醛、苯、二手烟以及流感性传染病毒

和细菌等，都会危害人体健康。室内的空气质量直接影

响着人们的生活质量，而通风换气是提高室内空气质量

的最直接和最有效的方法，也成了改善居住环境和提高

生活质量的必要手段。欧洲一些发达国家已经把住宅通

风规定为强制执行的条款。但是室外空气污染指数居高不下，直接开窗通风无疑会将室外的污染空气引进室

内。因此，为了改善居住空间的空气质量，新风净化系统

应运而生。新风净化系统按安装方式主要可分为中央管

道新风系统和单体新风系统（如壁挂式新风净化系统），

而中央管道新风系统的安装造价比较高，安装较复杂，且

主机体积较大，对安装位置的高度有一定的要求，另外需

要在室内顶部或者地板铺设管路，不适合已完成装修的

居室，也不适合面积较小的户型安装。因此，无须复杂管

道工程，安装方式简单，无论装修前后都可以安装，后期

的维护成本也十分低廉的壁挂式新风净化系统越来越受

人们的青睐。

收稿日期：2018-5-12

作者简介：蔡立群（1991—），女，硕士，研究实习员，研究方向：暖通。专利导航

HENANKEJI·ZHISHICHANQUAN2018.06

59申请量/件250

200

150

100

50

0

19661968197019721974197619781980198219841986198819901992199419961998200020022004200620082010201220142016申请时间全球年申请量——

中国年申请量——

图1全球申请量年度分布2壁挂式新风净化系统概况

壁挂式新风净化系统采用壁挂式靠外墙安装的方

式，一方面把室内污浊的空气排出室外，另一方面把室外

新鲜的空气经过杀菌、消毒、过滤等措施后，再输入到室

内，让房间里每时每刻都是新鲜干净的空气。壁挂式新

风净化系统主要可分为单向送风和双向换气两种类型。

单向送风：通过风机将室外空气引入室内空气，让房间内

形成正压，让室内空气在正压条件下，通过门窗的缝隙排

出，以此形成室内外循环。单向送风的结构为单通道，单

风机，风机单向运转。双向换气：通过风机将室外空气引

入室内空气，同时也可以通过风机将室内空气排出室

外。双向换气的结构可以为单通道，单风机，风机为双向

运转；也可以为双管道，双风机。壁挂式新风净化系统一

般包括净化结构、控制模块、风机，还可以包含热交换结

构、除湿结构等。目前常用的净化方式有活性炭吸附、静

电除尘、HEPA高效过滤、臭氧净化、紫外杀菌、光触媒催

化等；常用的热交换方式有单通道蓄热、双通道室内外热

交换等。智能控制的参数主要有温度、湿度、空气质量

（二氧化碳、PM2.5、甲醛等）［1-2］。

3壁挂式新风净化系统技术发展状况

3.1壁挂式新风净化系统技术分解

壁挂式新风净化系统的技术发展，主要分为结构和

控制两大部分，其中结构上主要是对净化方式、热回收方

式、湿度处理方式上的改进，控制上主要是对温度、湿度

及空气质量的控制改进。目前的研究重点则主要集中在

采用何种净化方式才能达到更好的空气质量、采用何种

温湿度处理方式才能达到更舒适的温湿度环境以及如何

控制新风净化系统以实现节能。3.2全球申请量年度分布

图1显示了壁挂式新风净化系统全球申请量的年度分布，上面曲线显示了全球范围内壁挂式新风净化系统

申请量的年度分布，下面曲线则显示了在中国范围内壁

挂式新风净化系统申请量的年度分布。

从图1可以看出，在全球范围内，壁挂式新风净化系

统专利申请量总体呈上升趋势。虽然早在1972年就已

经出现了壁挂式新风净化系统，但直到1983年，申请量

才开始逐渐上升，1983—1994年的申请量变化不大，这一

阶段的申请量呈现平缓增长趋势；1995—2010年这一阶

段的申请量有了较大的变化，进入了较快增长的时期；2011—2016年这一阶段申请量飞速增长，进入了高速发

展时期，这说明壁挂式新风净化系统的产业需求越来越

大。而关于中国国内的专利申请，由于国内相关研究起

步较晚，直到1994年才出现两项关于壁挂式新风净化系

统的专利，但2003年后中国国内申请数量开始逐步增

长，到2010年后开始飞速增长，且2010年后的全球申请

大部分来源于中国，其主要原因在于国内对新技术的研

发、对知识产权的重视以及国内空气质量的日渐恶化，让

中国的企业以及研究院所越来越重视壁挂式新风净化系

统技术领域的技术研发，同时也说明中国市场对壁挂式

新风净化系统需求越来越大。3.3申请来源国家/地区分布

专利申请的技术来源国家/地区

分布可以反映出各企业、研究团体、个

人在壁挂式新风净化系统技术领域的

研发水平以及研发能力。截至2017年3月31日，统计壁挂式新风净化系统技

术领域全球专利申请的来源国家/地

区分布如图2所示。

从图2可以看出，专利申请主要来

源于中国，中国申请量占全球申请总量

的53%，其主要原因在于我国工业经济

的飞速发展，导致空气质量的日益恶

化，为了人们的健康，

新风净化系统的美国4%日本18%韩国7%欧洲15%其他3%

中国53%

图2申请来源国家/地区分布图河南科技·知识产权

HENANKEJI·ZHISHICHANQUAN2018.0660需求也越来越大；其次申请量较多的是日本和欧洲，各占

全球申请总量的18%和15%，这主要由于全球的空气质

量日渐下降，特别是工业发达的地域，因此越来越多的企

业、科研院所以及个人将研发投入到该领域。3.4壁挂式新风净化系统技术发展演进

图3是通过对壁挂式新风净化系统各个技术分支每

个发展阶段进行梳理得到的年代演进图。从图3可以看

出壁挂式新风净化系统在发展初期（即1985年以前），专

利仅涉及利用HEPA高效过滤器对空气中的颗粒物进行

过滤。1985—1995年，出现了各种新型的过滤方式，如活

性炭吸附、静电除尘、紫外杀菌等。因此，企业、科研院所

以及个人研发人员将新型的过滤方式运用到了壁挂式净

化系统中，上述过滤方式的运用不仅可以对空气进行除

尘，还可以对空气进行杀菌消毒。此外，在引入新风改善

室内空气质量的同时，会对室内的温湿度造成影响，为了

更好地满足人们对舒适度的要求并实现节能，企业、科研

院所以及个人研发人员还研究了如何利用壁挂式新风净

化系统调节空气的温湿度以及如何进行热回收，研究人

员意识到了室内排气温度与室外送风温度有一定的温度

差，可以利用室内外温度差回收空气中的热量，以满足人

们对温度的需求，因此，针对不同类型的壁挂式新风净化

系统研究出了不同的热回收方式，即单通道蓄热方式和

双通道热交换方式。在这一阶段，自动控制领域也开始

发展，为了使壁挂式新风净化系统的使用更加智能化，研究人员还研究了如何根据温湿度以及空气质量去控制壁

挂式新风净化系统。1995—2005年，进一步出现了新的

净化方式以及除湿方式，还涉及控制方法的进一步完善

等，这些都与新型材料的发展密切相关。在2005年之

后，研究方向主要是对净化方式的多级组合（即如何提高

过滤效率），各种温湿度处理的组合，以及如何实现更精

细化的控制。

4结论

本文详细梳理了壁挂式新风净化系统的分类，对壁

挂式新风净化系统领域的专利申请量的年度变化、技术

来源国、技术发展趋势进行分析。通过上述分析可以看

出，壁挂式新风净化系统的研究起点并不高，且其中的净

化方式与新型材料领域相关，智能控制与电学、安装方式

与建筑等领域相关，因此，上述几个领域的发展与壁挂式

新风净化系统的发展密不可分。此次对壁挂式新风净化

系统的技术梳理，将有助于人们了解壁挂式新风净化系

统的基本发展态势、应用前景以及改进方向。

参考文献：

［1］姚仲鹏.空气净化原理、设计与应用［M］.北京：中国科

学技术出版社.2014：401-405.

［2］黄翔.空调工程［M］.北京：机械工业出版社.2014：84-85.结构1985年以前

热回收方式净化方式

湿度处理

基于空气质量基于温度

基于湿度控制US4061082AHEPA1985—19951995—20052005年以后

DE3807661A活性炭吸附DE3908512A静电集尘US5225167A紫外灯US2003101700A臭氧杀菌US2003150708A光触媒