本发明专利技术涉及一种具有以占空比操作的紫外LED的光催化剂空气净化系统。空气净化系统包括被布置成接触通过横穿或穿过支撑的气流通道的气流的支撑上的光催化剂；被布置成将紫外光发射到光催化剂上的紫外发光二极管（UV-LED），UV-LED以小于百分之一百的占空比进行操作，至少部分地根据流过气流通道的空气的所期望的最小挥发性有机化合物转换率和流过气流通道的出口的空气的所期望的最大副产物浓度而确定占空比。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及空气净化系统，并且更具体地涉及使用光催化剂和以占空比操作的紫外发光二极管(υν-LED)的空气净化系统和方法。
技术介绍
再循环空气的使用在有人停留的围封(enclosure)内可以是常见的。在一些情况中，气流可能必要地再循环以提供可呼吸的空气，其中在围封外部的空气可能不适用。在其它情况中，使用已经调节到恰当温度和湿度的再循环空气可能是更加经济的。例如，航空器中的加压舱可以通常再循环一部分空气而不是尝试仅将外部空气循环到舱室中。使用再循环空气的一个结果是有机污染物，包括挥发性有机化合物(V0C)，可能在浓度方面增加到不合期望的水平，并且可以被传递给舱室的停留者。从气流移除污染物的一种方法是对气流使用光催化空气清洁器。可能已知的是使用例如UV-LED的阵列来辐照与气流接触的光催化剂。尽管这可以导致通过氧化过程从气流移除污染物，但是来自UV-LED的辐射还可能对气流加热。然后在光催化剂的下游可能花费附加功率以冷却气流。在一些应用中，例如航空器或其它交通工具，任何附加的功率使用可能导致降低的燃料效率。此外，如果诸如较大风扇之类的较重或附加组件对于完成冷却是必要的，则可能向系统添加重量。这可能导致降低的货物或乘客容量。将UV-LED的辐射降低至满足所期望的污染物减少目标所必要的最小水平可以导致较低功率消耗和较低气流热吸收。然而，在一些情况中，当辐射水平降低时，尽管可以满足对于一些污染物的减少目标，但是在氧化过程中产生的副产物的浓度水平可能超过所期望的水平。例如，气流中的乙醇水平可以利用光催化设备通过氧化来降低。然而，在较低辐射水平处，氧化过程可能将气流中的乙醛浓度增加至不可接受的水平。为了另外满足对于副产物浓度的所期望的目标，可能需要比仅降低污染物水平所必要的功率水平更高的功率水平。如可以看到的，可能存在对于以较低功率水平而降低再循环气流中的污染物和副产物的浓度的系统和/或方法的当前需要。
技术实现思路
在本专利技术的一方面中，公开了一种空气净化系统，其包括:包括入口和出口的气流通道；布置在气流通道中的支撑；布置成接触通过横穿或穿过支撑的气流通道的气流的支撑上的光催化剂；布置成将紫外光发射到光催化剂上的紫外发光二极管；选择性地电气连接到紫外发光二极管来以占空比向紫外发光二极管提供电流的功率源，占空比响应于占空比控制信号；以及被配置成至少部分地根据流过气流通道的空气的所期望的最小挥发性有机化合物转换率和流过气流通道的出口的空气中的所期望的最大副产物浓度而生成占空比控制信号的控制器。在本专利技术的另一方面中，公开了一种用于净化空气的方法，包括引导空气通过气流通道的入口 ；确定空气的所期望的最小挥发性有机化合物转换率；确定当空气流过气流通道的出口时空气中的所期望的最大副产物浓度；利用控制器生成指示紫外发光二极管的所期望的功率占空比的功率控制信号，至少部分地根据所期望的最小VOC转换率和所期望的最大副产物浓度来确定所期望的占空比；以所期望的占空比为紫外发光二极管供电，弓丨导空气与光催化剂接触，光催化剂布置在气流通道中；以及利用来自紫外发光二极管的紫外光福照光催化剂。在本专利技术的另外的方面中，公开了一种航空器空气净化系统，其包括航空器舱室、包括入口和出口的气流通道，入口和出口二者流体连接到舱室；布置在气流通道中的支撑；布置成接触通过横穿或穿过支撑的气流通道的气流的支撑上的光催化剂；布置成将紫外光发射到光催化剂上的紫外发光二极管(UV-LED);选择性地电气连接到UV-LED来以占空比向UV-LED提供电流的功率源，占空比响应于占空比控制信号；以及被配置成至少部分地根据流过气流通道的空气的所期望的最小挥发性有机化合物(V0C)转换率和流过气流通道的出口的空气中的所期望的最大副产物浓度而生成占空比控制信号的控制器。【附图说明】图1是具有根据本专利技术的示例性实施例的空气净化系统的航空器的示意图； 图2是根据本专利技术的示例性实施例的空气净化系统的示意图； 图3是示出根据本专利技术的示例性实施例的空气净化系统中的污染物转换、功率和副产物浓度之间的关系的图表； 图4是根据本专利技术的示例性实施例的到UV-LED的占空比功率输入的图形表示； 图5是根据本专利技术的示例性实施例的供给到UV-LED的功率(或电流)、结果得到的V0C转换和结果得到的副产物浓度的两个并排图形表示； 图6是示出根据本专利技术的示例性实施例的空气净化系统中的污染物转换、功率和副产物浓度之间的关系的三个并排图表；以及 图7是图示了根据本专利技术的示例性实施例的用于净化空气的方法的流程图。【具体实施方式】以下详细描述是实施本专利技术的当前预期的最佳模式。描述不要以限制性意义来理解，而是仅仅出于说明本专利技术的一般原理的目的而做出，因为本专利技术的范围通过随附权利要求最佳地限定。 以下描述各种专利技术特征，其各自可以独立于彼此或者与其它特征组合地使用。然而，任何单个专利技术特征可能不解决以上讨论的问题中的任一个或者可能仅解决以上讨论的问题之一。另外，以上讨论的一个或多个问题可能不完全由以下描述的特征中任一个所解决。宽泛地，本专利技术的实施例提供了一种空气净化系统，其可以用于从航空器或使用再循环空气的其它封闭空间的舱室空气移除污染物。通过使空气在由以所期望的占空比供电(如与恒定功率或电流供给相对)的UV-LED辐照的光催化剂之上通过，可以实现最小水平的污染物转换，而不产生所期望的浓度以上的副产物，并且使用比以恒定功率或电流供给而操作的UV-LED更少的功率。现在参考图1，图示了示例性航空器102环境中的示例性空气净化系统100的示意图。在示意图中，空气管道120可以由实线表示；通信链路124可以由虚线表示，并且功率导体122可以由阴影线表示。航空器102可以包括用于输运乘客的舱室108 ;用于运动的和其它功率的引擎110 ;以及用于在所期望的温度和湿度范围中向舱室108提供可呼吸的加压空气的空气系统103。引擎110可以包括一个或多个压缩机(未示出)，并且来自一个或多个压缩机的排出空气可以供给到空气系统103，如本领域中已知的。空气系统103可以包括环境控制系统(ECS) 112来在合期望的温度和湿度范围中向舱室108提供空气，如本领域中众所周知的。空气系统103可以包括空气净化系统100以从供给到舱室108的空气移除污染物。空气净化系统100可以包括气流通道104。在一些实施例中，气流通道104可以包括腔室106。空气可以流过空气管道120 (在一些实施例中包括在舱室地板中的通风孔)，从舱室108到货舱111。空气可以从货舱111流到空气净化单元105中，所述空气净化单元105可以包括气流通道104和腔室106。空气净化单元105还可以包括如本领域中已知的其它空气净化设备。在所描绘的示例性实施例中，空气净化单元105可以包括HEPA过滤器107和碳罐109。污染物可以从空气移除，在其流过腔室106和空气净化单元105中的其它空气净化设备时。来自空气净化单元105的排除污染的空气可以流到混合歧管(manifold) 113中。来自引擎110的排出空气可以流到ECS 112中。ECS 112可以在所期望的温度、压力和湿度范围中向混合歧管113提供空气，以与来自空气净化单元105本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空气净化系统（100），包括：包括入口（126）和出口（128）的气流通道（104）；布置在气流通道（104）中的支撑（130）；布置成接触通过横穿或穿过支撑（130）的气流通道（104）的气流的支撑（130）上的光催化剂（132）；布置成将紫外光发射到光催化剂（132）上的紫外发光二极管（136）；选择性地电气连接到紫外发光二极管（136）来以占空比向紫外发光二极管（136）提供电流的功率源（114），占空比响应于占空比控制信号；以及被配置成至少部分地根据流过气流通道（104）的空气的所期望的最小挥发性有机化合物转换率和流过气流通道（104）的出口（128）的空气中的所期望的最大副产物浓度而生成占空比控制信号的控制器（116）。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S亚茨，BF哈格，M波林，PM米查拉科斯，RW约翰逊，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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