气体过滤系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于从空间中的待过滤气体中去除目标气体的过滤系统。系统具有操作的不同模式。基于对目标气体的当前水平的感测、感测信号的先前历史和操作的先前模式，可以确定过滤器负载目标气体的程度。该信息和目标气体的当前感测水平一起用于选择操作的模式。特别地，过滤器负载和当前污染物水平用于确定是否将发生吸收/吸附或解吸、以及这些过程将以何种速率进行，这为决定应执行哪种操作模式提供了基础。模式提供了基础。模式提供了基础。

【技术实现步骤摘要】
气体过滤系统和方法
[0001]本申请是国际申请号为PCT/EP2016/073285、国际申请日为2016年9月29日、优先权日为2015年11月17日、进入中国国家阶段日期为2018年3月29日、中国国家申请号为201680057031.8的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]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装置。

技术介绍

[0003]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(例如来自机动交通工具和工业)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，释气蜡、油漆、抛光剂的使用等)遭遇到空气污染源。室内污染水平通常高于室外，特别针对发挥性的有机化合物。与此同时，很多人大部分时间都在室内驻留，因此可能几乎连续地暴露在不健康水平的空气污染中。
[0004]改善室内空气清洁度的一种方法是通过在室内安装空气净化器，空气净化器能够使室内空气连续地再循环通过包括一个或多个空气过滤器的清洁单元。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被包括在加热、通风和空气调节(HVAC)系统中，该系统能够实现温度调整、通风，并且能够通过使从室外抽取的通风空气在被释放到室内之前首先经过一个或多个空气过滤器来清洁该通风空气。利用清洁的室外空气通风，置换了污染的室内空气，并且稀释其中的污染水平。
[0005]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/分解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，该颗粒包含在透气的过滤器框架结构中。
[0006]具有甲醛气体的室内空气污染是影响许多人健康的一个特别的问题。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(8小时暴露下0.05mg/m3，1小时暴露下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。
[0007]为了从空气中去除甲醛和/或小酸性气体(SO2、乙酸、甲酸、HNO
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)，活性炭本身也不是非常有效。替代地，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发生。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。
[0008]在基于吸收的空气过滤器中，结合通常基于例如使用起皱的三元基甲醛过滤器的化学吸收，或物理吸收。这种结合表示可逆反应，这意味着当吸收过滤器材料暴露于与过滤器基底亲和的气态污染物时，不仅将发生吸收，而且已经结合到基底的气体分子可以克服能量势垒并且解除吸附回到空气中(解吸)。因此，当清洁空气穿过部分地负载有诸如甲醛
气体的吸收气体的吸收过滤器时，可能发生甲醛气体的解吸，这使得吸收过滤器本身成为甲醛气体的源
[0009]通常，解吸速率随着增加的负载程度(结合到过滤材料的气体分子的量)或气相的气态污染物的降低的分压而增加。
[0010]由于解吸需要能量来克服用于保持气体污染物结合到基底上的力(例如范德瓦尔斯力，化学键等)，所以将外部能量引入系统(例如以热的形式)可以增大解吸速率。
[0011]另一种可用于消除气态空气污染物的方法是经由氧化将它们分解成更小的分子。氧化自然发生，但速度相对较低。通过使用催化剂(例如在PCO的情况下为氧化钛)可以显著地增加氧化速率。应用包括光催化氧化(PCO)和热氧化。加热催化剂也会导致增加的氧化速率。
[0012]利用基于吸收或吸附的过滤器去除室内空气中的气态污染物的空气净化器具有许多缺点。
[0013]用户经常面临在没有所需的背景信息来作出合理决定的前提下从许多选项中手动选择操作模式的问题。这可能会导致任意选择和选择不适当的模式(“不适当”例如可以表示，对于当前情况，有比用户选择的更适合的操作模式)。
[0014]在许多产品中，操作模式仅在风扇速度上有所不同。这可能会限制空气净化器的潜力。基于吸收或吸附的气体过滤器可以在一定条件下释放累积的污染气体。这可能会使居民暴露于可能有害的浓度。
[0015]另外，基于吸收或吸附的气体过滤器针对其目标分子具有有限的容量，并且不能有目的地使用可使使用寿命更长的再生的可能性。
[0016]US 2007/105494 A1公开了一种具有用于监测过滤器寿命的系统和用于延长过滤器寿命的改进设计的通风橱。过滤器效率根据位于过滤器上游和下游的传感器的数据确定。
[0017]CN204593639U公开了一种空气净化器，该空气净化器具有以下特征：基于空气质量监测的自动反馈控制。CN204593639U的目的是提供一种自动调节其设置的空气净化器。空气净化器内部的传感器执行空气感测。基于传感器数据，可以调整空气净化器的组件的设置。

技术实现思路

[0018]期望的是过滤器和允许过滤器以简单的方式在最佳操作模式下操作的过滤方法。
[0019]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。
[0020]根据本专利技术的第一方面的示例，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系统，该系统包括：
[0021]传感器装置，该传感器装置包括用于感测空间中的目标气体的浓度的气体传感器；
[0022]空气净化器，该空气净化器包括用于从气体中过滤目标气体的过滤器；和
[0023]控制系统，该控制系统至少包括用于可控地驱动空气通过过滤器的通风系统，其中控制系统适于实施过滤系统的操作的不同模式，
[0024]其中控制系统基于当前传感器装置信号、传感器装置信号的先前历史和操作的先
前采用的模式适于：
[0025]确定过滤器负载目标气体的程度；和
[0026]基于过滤器负载的程度和当前传感器装置信号来选择操作模式。
[0027]该系统通过考虑过滤器负载程度和当前浓度来自动选择操作模式。这两条信息使得过滤器操作的效果能被确定。例如，如果过滤器负载过重，则当浓度已经相对较低时，将无法执行过滤。替代地，它将以解吸模式操作。
[0028]可以限定过滤器负载和浓度的参数空间的一定数量的区域，并且然后每个区域可以对应于操作的不同的优选模式。例如可以有3到10个这样的区域，每个区域具有相关联的操作模式。
[0029]过滤器例如包括吸收过滤器或吸附过滤器。过滤器可以是具有用于结合目标气体的化学物质的固体或液体。可能有一个或多个相同或不同类型的过滤器。过滤器中的至少一个具有可逆功能，并且因此将根据过滤器负载和主要浓度来执行吸收/吸附或解吸。控制系统还可以适于根据过滤器负载目标气体的程度和当前传感器装置信号确定何时发生过滤器再生(解吸)以及何时发生空气过滤(吸收或吸附)。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于从空间中的待过滤气体中去除目标气体的过滤系统，所述过滤系统包括：传感器装置(10)，包括用于感测所述空间中的所述目标气体的浓度的气体传感器；过滤器(12)，用于从空气中过滤所述目标气体，其中所述过滤器包括吸收过滤器或吸附过滤器；和控制系统，包括用于可控地驱动空气通过所述过滤器的通风系统(22)，其中所述控制系统适于实施所述过滤系统的操作的不同模式，其中所述操作的不同模式包括第一再生模式、第二再生模式、第一净化模式和第二净化模式，其中所述控制系统适于：基于当前的传感器装置信号、先前的传感器装置信号和操作的先前模式，确定过滤器负载所述目标气体的程度；根据过滤器负载所述目标气体的程度和所述当前的传感器装置信号，确定所述过滤器工作在解吸工况或吸收工况；响应于确定所述过滤器在解吸工况下操作，控制所述过滤系统实施所述第一再生模式和所述第二再生模式中的一种模式；响应于确定所述过滤器在吸收工况下操作，控制所述过滤系统实施所述第一净化模式和所述第二净化模式中的一种模式。2.根据权利要求1所述的过滤系统，其中所述控制系统还适于根据过滤器负载所述目标气体的程度和所述当前的传感器装置信号，来确定吸收或吸附的速率、或解吸的速率。3.根据权利要求1或2所述的过滤系统，其中所述控制系统包括用于加热所述过滤器的加热器(14)；其中所述加热器在所述第一再生模式下启动，并且在所述第二再生模式下不启动。4.根据权利要求1或2所述的过滤系统，其中所述过滤器还包括催化剂过滤器。5.根据权利要求4所述的过滤系统，其中所述催化剂过滤器包括光催化过滤器，并且所述控制系统还包括用于照射所述光催化过滤器的光源(18)；其中所述光源在所述第一净化模式下未激活，并且在所述第二模式下被接通。6.根据权利要求1所述的过滤系统，其中所述过滤器(12)是空气净化器的一部分，并且所述控制系统适于在确定所述浓度高于阈值、并且所述过滤器正在解吸工况下操作时，关闭所述空气净化器。7.根据权利要求1所述的过滤系统，其中所述控制系统还适于提供输出，所述输出指示所述空间何时需要利用室外空气进行额外通风。8.根据权利要求1所述的过滤系统，其中所述气体传感器包括甲醛传感器，并且所述过滤器包括吸收甲醛过滤器。9.根据权利要求1所述的过滤系统，其中所述第一净化模式和所述第二净化模式之间的差异包括以下至少一项：光催化的催化剂是否被激活；用于加热过滤器的加热器是否被打开或加热的程度；空气流动速度；以及空气流中的湿度供应...

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