一种基于纳米纤维膜的空气过滤系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于纳米纤维膜的空气过滤系统及方法，系统至少包括：过滤单元：至少包括含有银离子和/或银纳米线成分的纳米纤维膜滤网；数据采集单元：用于采集纳米纤维膜滤网的电性能参数；数据处理单元：用于在纳米纤维膜施加交流电压的情况下，基于与趋肤效应相关的至少一个电性能参数和/或者电磁感应参数的变化曲线确定纳米纤维膜的氧化程度参数和/或洁净程度参数；控制单元：用于基于纳米纤维膜的氧化程度参数和/或洁净程度参数调节设置于纳米纤维空气流动上游或空气流动下游的至少一个辅助过滤组件、除湿组件和/或调速组件的启动及其工作参数空气的过滤状态。本发明专利技术更快速地评估纳米纤维膜的氧化损耗程度，并且评估准确，误差小。误差小。误差小。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米纤维膜的空气过滤系统及方法
[0001]本专利技术是申请号为202010210619.0，申请日为2020年3月23日，专利技术名称为一种空气防尘管理系统及空气质量检测系统，申请类型为专利技术的专利技术专利的分案申请。


[0002]本专利技术涉及空气过滤
，尤其涉及一种基于纳米纤维膜的空气过滤系统及方法。

技术介绍

[0003]新一轮的基建必定带来大量的环境粉尘污染。现有的建筑工地防尘网对 PM2.5的过滤效果非常有限，导致很多防尘措施都流于表面效果不佳，鉴于新一轮的大基建，有效的防尘防霾措施势在必行。目前在逐渐被大力推广的全封闭绿色防尘施工厂棚，又有通风不良的问题。纳米纤维材料具有高效过滤的优势。在当前空气污染对人体健康造成了极大危害的局势下，纳米纤维材料已应用到粉尘排放过滤、汽车尾气排放过滤以及雾霾口罩等领域。
[0004]例如，中国专利CN 108914220 A公开了一种除尘装置，包括液泵、纺丝针头、收集板、加热器和回收池，所述回收池内储存有纺丝溶液，所述液泵的输入端通过管道与回收池连通，液泵的输出口与丝纺针头；所述纺丝针头上附加2
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30KV高压静电场，所述收集板倾斜设于纺丝针头的下方，所述加热器设于纺丝针头上；所述纺丝针头喷射出纺丝溶液，在高压静电场的作用力形成纳米纤维；纳米纤维遇到需被过滤的气体而吸附气体中的粉尘；纳米纤维掉落到收集板上被加热器加热成熔融状态而流回回收池，形成循环除尘的系统。
[0005]中国专利CN 108392924 A公开了一种矿用纳米纤维膜湿式过滤除尘器，其特征在于：主要包括除尘器壳体、喷雾组件、过滤组件、甲烷吸附装置、轴流风机、支撑腿、压力调节阀、压力表、水压均布腔和污水槽，在除尘器壳体内沿入口至出口方向依次安装有喷雾组件、过滤组件、甲烷吸附装置和轴流风机，喷雾组件与除尘器壳体的底板固定，并通过螺纹依次连接水压均布腔、压力表和压力调节阀，除尘器壳体与轴流风机通过螺栓进行连接。过滤组件由纳米纤维膜层、基底层和土工格状外框组成，纳米纤维膜采用疏水性材料制备，采用具有微米尺度突起的模板热压和真空等离子体进行表面疏水改性处理。该除尘器实现了湿式除尘的表面过滤，解决了湿式过滤除尘器滤网容易堵塞的难题，具有过滤效率高优点，同时能吸附风流中的甲烷，消除甲烷对轴流风机安全运行的隐患。
[0006]如上所述，现有技术已经大量使用纳米纤维膜作为过滤组件进行除尘。但是，如何通过纳米纤维膜来进行空气质量监测，以及如何对纳米纤维膜的使用寿命进行监测，都是无法解决的技术问题。
[0007]现有技术中，当前还没有利用趋肤效应来对纳米纤维膜进行氧化程度监测及评估的技术方案。
[0008]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝
非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0009]针对现有技术之不足，本专利技术提供一种用于施工厂棚的防尘管理系统，至少包括有至少一个空气循环装置构成的空气循环单元、过滤单元、数据采集单元和数据处理单元，所述过滤单元构成厂棚的全部或部分主体，其特征在于，所述过滤单元至少包括含有银离子和/或银纳米线成分的纳米纤维膜滤网，至少一个空气循环装置设置有至少一个含有银离子和/或银纳米线成分的纳米纤维膜。现有技术中的厂棚的过滤网只能够进行较粗颗粒的过滤，而无法对较细的颗粒进行过滤，施工工人发生尘肺病的概率比较高。本专利技术通过对过滤网设置含银的纳米纤维膜，不仅能够根据需要过滤各种尺寸的颗粒物，尤其能够根据需要过滤0.1～0.3微米的细菌病毒颗粒物，使得厂棚内的粉尘进入环境中的数量较少，过滤效果更佳。所述数据处理单元基于由所述数据采集单元采集的所述纳米纤维膜的银结构部分的电性能参数来计算与空气质量参数相关的所述纳米纤维膜的过滤状态参数，从而基于所述过滤状态参数评估过滤后的空气质量参数。过滤网的过滤功能是存在使用寿命的，而过滤网的过滤功能是否处于有效状态，仅靠人眼识别和判断的效率很低。本专利技术通过对纳米纤维膜的银氧化程度来计算和分析纳米纤维膜的使用寿命，从而能够基于纳米纤维膜的银损耗程度来判断洁净程度和要更换的时机，既能够避免大量粉尘污染环境，又能够维持过滤网的有效性。特别的，不同位置的空气循环装置中的纳米纤维膜能够与过滤单元中的过滤网同日安装且同向过滤，从而形成较大面积的过滤网的损耗程度和洁净程度的取样，便于数据处理单元评估过滤网整体的过滤效率。优选的，厂棚内能够以贯穿过滤网的方式设置若干用于空气输入的空气循环装置，纳米纤维膜内的银离子或银纳米线能够进行对病毒或细菌的杀菌，从而使得厂棚内输入的空气不含有病毒。
[0010]现有技术中，对于大型的施工厂棚，施工周期长，过滤网的使用面积大，的使用更换的成本较高，因此基于纳米纤维膜的银氧化程度和洁净程度的降低来进一步维持空气质量是需要解决的技术问题。即多种空气循环装置如何有序的启动和工作来维持空气质量的稳定需要系统进行协调。本专利技术的防尘管理还包括控制单元，所述控制单元与至少一个数据采集单元和/或至少一个数据处理单元连接，所述控制单元基于所述数据处理单元发送的纳米纤维膜的银氧化程度参数和/或洁净程度参数以自适应的方式调节空气循环单元中至少一个空气循环装置的启动数量和通风参数。银氧化程度参数和/或洁净程度参数下降，其空气质量必然也会下降。在银氧化程度参数和/或洁净程度参数下降至设定阈值的情况下，控制单元通过对空气循环装置的有序协调来提高空气质量，例如开启新的空气循环装置、增大通风量、改变空气循环路径等方式来增加新的纳米纤维膜的过滤面积，从而提高空气质量。优选的，提高协调空气循环装置的开启也有利于到达寿命的陈旧纳米纤维膜的更换而不影响施工进度。
[0011]长期施工厂棚往往为了有效降尘会增加加湿装置来对粉尘进行打湿，使其快速下降。但是大量湿气是不利于纳米纤维膜的寿命的延长。湿气会加速纳米纤维膜的氧化程度以及灰尘累积程度。所述控制单元基于所述纳米纤维膜的银氧化程度参数和/或洁净程度参数的曲线变化率来调节设置于所述纳米纤维膜空气流动上游或空气流动下游的至少一
个辅助过滤组件、除湿组件和/或调速组件的启动及其工作参数直至空气质量参数恢复至空气质量阈值范围内。本专利技术如此设置的优势在于，通过设置辅助过滤组件、除湿组件和 /或调速组件，有利于减少银离子或银纳米线的氧化损耗，延长纳米纤维膜的使用寿命。由于在评价纳米纤维膜的趋肤效应参数时，空气湿度对于参数波动有着较大影响。因而准确判断湿度，特别是纳米纤维膜表面湿度的准确判断是一项高精度的技术挑战。为此，本专利技术除了在空气流动上游或空气流动下游设置常规的除湿组件之外，还在气流路径上紧邻纳米纤维膜的上游设有可依需要介入的强制除湿组件。该强制除湿组件例如可借助于空调制冷循环来实现，其不仅可以定时介入到纳米纤维膜的上游气流之中，用于消除纤维膜上的积聚潮气，以延长其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米纤维膜的空气过滤系统，其特征在于，至少包括：过滤单元(200)：至少包括含有银离子和/或银纳米线成分的纳米纤维膜滤网；数据采集单元(300)：用于采集所述纳米纤维膜滤网的电性能参数；数据处理单元(400)：用于在所述纳米纤维膜(200)施加交流电压的情况下，基于与趋肤效应相关的至少一个电性能参数和/或者电磁感应参数的变化曲线确定所述纳米纤维膜(200)的氧化程度参数和/或洁净程度参数；控制单元(500)：用于基于所述纳米纤维膜(200)的氧化程度参数和/或洁净程度参数调节设置于所述纳米纤维(200)空气流动上游或空气流动下游的至少一个辅助过滤组件、除湿组件和/或调速组件的启动及其工作参数空气的过滤状态。2.根据权利要求1所述的基于纳米纤维膜的空气过滤系统，其特征在于，所述纳米纤维膜(200)中的银纳米线包括具有空心结构的银纳米线，在所述纳米纤维膜(200)施加交流电压的情况下，所述数据处理单元(400)将具有空心结构的银纳米线的电性能参数发送至控制单元(500)，所述控制单元(500)基于电性能参数变化确定更换所述纳米纤维膜(200)的时机。3.根据权利要求2所述的基于纳米纤维膜的空气过滤系统，其特征在于，所述数据采集单元(300)还包括湿度传感器，在所述湿度传感器的湿度参数达到湿度阈值或所述数据采集单元(300)采集的电性能参数变化异常的情况下，所述控制单元(500)以使得所述纳米纤维膜的湿度参数降低至指定校准阈值以下的方式调节至少一个除湿组件的工作参数。4.根据权利要求1至3任一项所述的基于纳米纤维膜的空气过滤系统，其特征在于，在所述纳米纤维膜施加直流电压的情况下，所述数据处理单元(400)基于由所述数据采集单元(300)监测的至少一个电性能参数及其变化曲线来确定所述纳米纤维膜的氧化程度参数和/或洁净程度参数。5.根据权利要求1至4任一项所述的基于纳米纤维膜的空气过滤系统，其特征在于，所述数据采集单元至少还包括采集所述纳米纤维膜(200)的振动参数的振动采集组件，在所述纳米纤维膜(200)处于工...

【专利技术属性】
技术研发人员：周清峰，陈卓，
申请(专利权)人：艾感科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：