气体过滤系统和方法技术方案

呈现一种用于从室内空间的待过滤气体中去除目标气态污染物的过滤系统(10)，该过滤系统(10)包括：包括用于感测目标气体在室内空间中的浓度的传感器装置(12)；包括用于从待过滤气体中过滤目标气体的过滤器(22)和用于可控制地驱动空气通过过滤器(22)的通风系统(24)的空气清洁器(20)；其中过滤器包括可逆吸收过滤器或可逆吸收过滤器；以及用于控制通风系统空气流设定的控制器(26)，其中基于当前传感器装置信号、传感器装置信号的先前历史和先前的通风系统空气流设定，该控制器(26)适于：确定过滤器(22)装载有目标气体的程度；根据过滤器(22)装载有目标气体的程度，确定离开空气清洁器(20)的空气流中目标气体的浓度；并且根据所确定的离开空气清洁器(20)的空气流中的目标气体的浓度，确定何时正在发生过滤器(22)再生以及何时正在发生空气过滤。还呈现一种控制过滤系统的方法，用于从室内空间的待过滤气体中去除目标气态污染物。

Gas filtration system and method

A filter system (10) for removing the target gaseous pollutants in a filtered gas from indoor space (10) includes: a sensor device (12) for sensing the concentration of the target gas in the indoor space, including a filter (22) for filtering the target gas from the filtered gas and used for control. The air cleaner (20) is driven by the air through the filter (22) of the filter (24); the filter includes a reversible absorption filter or a reversible absorption filter, and a controller (26) used to control the air flow setting of the ventilation system, which is based on the previous history and prior to the signal of the sensor device and the sensor device. The air flow setting of the ventilation system, the controller (26) is adapted to determine the degree of the filter (22) loaded with the target gas; determine the concentration of the target gas in the air flow out of the air cleaner (20) according to the degree of the filter (22) loaded with the target gas; and according to the air flow that is determined to leave the air cleaner (20). The concentration of the target gas determines when the filter (22) is being regenerated and when air filtration is occurring. A method of controlling the filtration system is also presented to remove the target gaseous pollutants from the filtered gas in the indoor space.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体过滤系统和方法
本专利技术涉及用于从待过滤气体中过滤气态污染物的方法和仪器。
技术介绍
室内空气污染在全球许多城市化地区都呈现重大的健康危害。同时在室外(例如来自机动车辆和工业)和室内(来自烹饪、吸烟、蜡烛燃烧、香炉燃烧、释气建筑/装修材料，使用释气蜡、油漆、抛光剂等)遭遇到空气污染源。室内污染水平通常高于室外。与此同时，很多人大部分时间都在室内居留，因此可能几乎连续地暴露在不健康水平的空气污染中。改善室内空气清洁度的一种方法是通过在室内安装空气清洁器，空气清洁器能够通过包括一个或多个空气过滤器的清洁单元连续地再循环室内空气。另一种改善室内空气清洁度的方法是通过利用过滤的室外空气来施加连续通风。在后一种情况下，一个或多个空气过滤器通常包括在加热、通风和空气调节(HVAC)系统中，该系统能够温度调整、通风并且能够通过以下方式清洁通风空气，该通风空气从室外抽取，在室内释放之前，使空气穿过一个或多个空气过滤器。利用清洁的室外空气通风，置换污染的室内空气，并且稀释其中的污染水平。为了从空气中去除污染气体，使用通常由能够从空气中吸附/去除许多挥发性有机碳氢化合物气体(VOC)和多种无机物气体(NO2、O3、氡)的活性炭过滤器。活性炭材料通常以颗粒存在，该颗粒包含在透气过滤器框架结构中。具有甲醛气体的室内空气污染是影响许多人健康和福祉的一个特别的问题。甲醛连续地从诸如建筑材料、装修材料、以及家具等室内的源排放。当房间通风不良时，它的室内浓度可以增加到远高于甲醛的清洁空气指标浓度(暴露8小时0.05mg/m3，暴露1小时0.10mg/m3)。归因于室外天气条件、不舒适的室外温度和/或安全考虑，通过打开门窗实现的高通风条件并不总是可行的。为了从空气中去除甲醛和/或小酸性气体(SO2、乙酸、甲酸、HNOx)，活性炭本身也不是非常有效。相反，可以使用能够从空气中化学吸收这些气体的浸渍过滤材料。吸收可以经由酸碱相互作用或化学缩合反应出现。活性炭颗粒可用作浸渍载体，但亲水性纤维质纤维素纸、玻璃纤维片材料、以及多孔陶瓷蜂窝结构也适用于此目的。US2015/0202565A1公开了一种用于室内和车内空气清洁的空气净化系统。该系统由微粒过滤器、有毒化学品和异味吸收器、微粒和化学污染气体传感器、以及智能控制单元组成，该智能控制单元具有互联网数据终端，经由Wi-Fi或蜂窝3G和4GLTE与用户的智能设备连接。在EP1402935A1中公开了一种用于监测仪器运行状态的方法和装置，该仪器用于从污染气体源吸附污染物并且将所述污染物解吸(desorb)到内燃机。US6071479和WO2013/008170公开了包括用于去除甲醛的化学浸渍纸或玻璃纤维材料的气体过滤器结构。当使用这种过滤器结构时，室内空气清洁器将给定封闭体中的空气通过包括甲醛吸收过滤器的过滤器堆叠体而再循环。已知的甲醛吸收过滤器的问题是它们的使用寿命有限。甲醛吸收过滤器的功能依赖于在能够经由化学缩合反应吸收甲醛气体的过滤器中存在的化学浸渍剂(诸如三羟甲基氨基甲烷)。已经发现这种缩合反应是可逆的。当清洁的空气通过吸收过滤器时，该吸收过滤器部分地装载吸收的甲醛气体，可能出现甲醛气体的解吸，这使吸收过滤器自身成为甲醛气体的源。此外，还发现过滤器的单程甲醛吸收效率取决于相对湿度(RH)和吸附甲醛的过滤器装载状态。因为过滤器中甲醛的总吸收量取决于过滤器结构的细节、过滤器的浸渍以及过滤器对变化的相对湿度和甲醛水平的空气的暴露历史，并且其中通常允许通过过滤器的空气流随着时间的推移而变化，相对于从甲醛气体中清洁空气的能力，难以随时预测吸收过滤器的有效性。
技术实现思路
期望一种适于从空气去除气态污染物(特别是甲醛)的过滤器和过滤方法，这延长了过滤器的寿命，同时还能够以节能的方式随时间保证充分的过滤效率并且确保发出过滤器应当替换为新的过滤器的信令的时刻(即过滤器寿命结束)。本专利技术由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施例。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于从室内空间中的待过滤气体中去除目标气体污染物的过滤系统，该过滤系统包括：传感器装置，该传感器装置包括用于感测室内空间中的目标气体的浓度的气体传感器；空气清洁器，该空气清洁器包括用于从待过滤气体中过滤目标气体的过滤器，以及用于可控制地驱动空气通过过滤器的通风系统；以及控制器，用于控制通风系统空气流设定，其中，基于当前传感器装置信号、以及该传感器装置信号的先前历史、以及先前的通风系统空气流设定，该控制器适于：确定过滤器装载有目标气体的程度；并且可选地确定何时过滤器达到它的使用寿命。该系统通过随时间监测室内空间中的目标气体浓度和通风设定(例如风扇速度)来评估气体过滤器的使用和性能。以这种方式，确定了由过滤产生的目标气体对过滤器的装载。这使得过滤器的使用寿命能够被精确地确定。优选地，传感器装置还包括温度传感器和相对湿度传感器。这样允许更精确地控制过滤系统。过滤器包括可逆吸收过滤器或可逆吸收过滤器。控制器还适于：根据过滤器装载有目标气体的程度，确定离开空气清洁器的空气流中目标气体的浓度，例如如果通风系统接通；并且确定何时正在发生过滤器再生以及何时正在发生空气过滤。经由用户界面，可以向用户通知是否正在发生过滤器再生或是否正在发生空气过滤。这允许用户采取合适的行动，例如，使房间通风。用户界面可以是过滤系统一部分的显示器。备选地，过滤系统可以包括无线组件，该无线组件被配置成例如经由用户的设备(例如智能电话)无线地通知用户。这种方法能够确定过滤器出口处的目标气体浓度。控制器可以旨在维持室内空间中的目标气体浓度和过滤器出口处的目标气体浓度都在期望的水平内。这使得过滤器再生能够受控，例如即使当室内的目标气体浓度低于期望的最低水平时，通过保持通风系统运转来保持。历史(部分)过滤器再生也从先前的历史中显而易见，使得过滤器使用寿命的确定考虑了先前的过滤器使用以及先前的过滤器再生。在吸收过滤器的情况下，可逆过滤器的周期性再生通过目标气体解吸发生，并且这可以允许在利用室外空气对室内空间高通风条件下发生，其特征在于低室内目标气体浓度。在利用室外空气对室内空间低通风的条件下，气体过滤器反而会清洁室内空气，即当气体传感器系统感测到室内气体浓度升高时。该系统可以用最小化的能量消耗以自动模式运行，以旨在连续地获得足够低的室内目标气体浓度，同时尽可能多地保留气体过滤器的足够的功能性。这使得气体过滤器能够延长功能寿命，由此减少或者甚至避免了更换过滤器的需要。当确定以下情况时，控制器还可以适于关闭通风系统：过滤器已经达到它的使用寿命；或气体传感器读数低于第一阈值并且所确定的离开空气清洁器的空气流中的目标气体的浓度低于第二阈值。当气体过滤器已经达到它的使用寿命时，它对目标气体的过滤性能变得太低而不能接受，并且包括气体过滤器的空气清洁器不应再使用。当气体传感器读数和所确定的离开气体过滤器的目标气体浓度均较低时，不需要空气过滤，并且不需要过滤器再生，使得可以通过关断空气清洁器中包括的通风系统节省能源。该控制器还可以适于：当所确定的离开空气净化器的空气流中的目标气体的浓度大于气体传感器读数时，确定正在发生过滤器再生。如果空气清洁器中包括的通风系统在此期间运行，则会发生过滤器再生。只本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从室内空间中的待过滤气体中去除目标气态污染物的过滤系统(10)，所述过滤系统(10)包括：传感器装置(12)，所述传感器装置(12)包括用于感测目标气体在所述室内空间中的浓度的气体传感器(14)；空气清洁器(20)，所述空气清洁器(20)包括用于从所述待过滤气体中过滤所述目标气体的过滤器(22)以及用于可控制地驱动空气通过所述过滤器(22)的通风系统(24)，其中，所述过滤器(22)包括可逆吸收过滤器或可逆吸收过滤器；以及控制器(26)，用于控制通风系统空气流设定，其中，基于当前传感器装置信号、以及所述传感器装置信号的先前历史、以及先前的通风系统空气流设定，所述控制器(26)适于：确定过滤器(22)装载有所述目标气体的程度；根据过滤器(22)装载有所述目标气体的程度，来确定离开所述空气清洁器(20)的所述空气流中所述目标气体的浓度；并且根据所确定的离开所述空气清洁器(20)的所述空气流中所述目标气体的浓度，来确定何时正在发生过滤器(22)再生以及何时正在发生空气过滤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.17 EP EP15185612.71.一种用于从室内空间中的待过滤气体中去除目标气态污染物的过滤系统(10)，所述过滤系统(10)包括：传感器装置(12)，所述传感器装置(12)包括用于感测目标气体在所述室内空间中的浓度的气体传感器(14)；空气清洁器(20)，所述空气清洁器(20)包括用于从所述待过滤气体中过滤所述目标气体的过滤器(22)以及用于可控制地驱动空气通过所述过滤器(22)的通风系统(24)，其中，所述过滤器(22)包括可逆吸收过滤器或可逆吸收过滤器；以及控制器(26)，用于控制通风系统空气流设定，其中，基于当前传感器装置信号、以及所述传感器装置信号的先前历史、以及先前的通风系统空气流设定，所述控制器(26)适于：确定过滤器(22)装载有所述目标气体的程度；根据过滤器(22)装载有所述目标气体的程度，来确定离开所述空气清洁器(20)的所述空气流中所述目标气体的浓度；并且根据所确定的离开所述空气清洁器(20)的所述空气流中所述目标气体的浓度，来确定何时正在发生过滤器(22)再生以及何时正在发生空气过滤。2.根据权利要求1所述的过滤系统(10)，其中，基于过滤器(22)装载有所述目标气体的程度，所述控制器(26)还适于确定何时所述过滤器(22)已经达到它的使用寿命。3.根据权利要求2所述的过滤系统(10)，其中，当确定所述过滤器(22)已经达到它的使用寿命时，所述控制器(26)还适于关闭所述通风系统(24)。4.根据权利要求1所述的过滤系统(10)，其中，当确定所述气体传感器读数低于第一阈值，并且所确定的离开所述空气清洁器(20)的所述空气流中的所述目标气体的浓度低于第二阈值时，所述控制器(26)还适于关闭所述通风系统(24)以节能。5.根据权利要求1所述的过滤系统(10)，其中，所述控制器(26)还适于：当所确定的离开所述空气清洁器(20)的所述空气流中的所述目标气体的浓度大于所述气体传感器读数时，确定正在发生过滤器(22)再生，并且当所确定的离开所述空气清洁器(20)的所述空气流中的所述目标气体的浓度低于所述气体传感器读数时，确定正在发生空气过滤。6.根据权利要求1所述的过滤系统(10)，其中，所述控制器(26)还适于：当所确定的离开所述空气清洁器(20)的所述空气流中的所述目标气体的浓度高于第三阈值时，确定所述过滤器(22)已经达到它的使用寿命。7.根据权利要求1所述的过滤系统(10)，其中，所述控制器(26)还适于：提供输出，当所述目标气体的室外浓度水平低于所述目标气体的室内浓度水平时，所述输出指示期望此时利用室外空气对所述室内空间进行附加通风。8.根据权利要求1所述的过滤系统(10)，其中，所述气体传感器(14)包括甲醛传感器，其中，所述目标气体是甲醛，其中，所述过滤器(22)包括可逆甲醛过滤器，并且其中，所述过滤器(22)装载有甲醛的程度Γ(t)是在时间t＝ti(i＝0,1,2,.....

【专利技术属性】
技术研发人员：J·玛拉，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL