УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ Российский патент 2019 года по МПК F24F3/16 F24F11/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к устройству и способу управления качеством воздуха в помещении.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Качество воздуха в помещении является важным вопросом, который тесно связан со здоровьем и комфортом человека. Загрязнение воздуха в помещении представляет собой существенный фактор риска для различных проблем со здоровьем в связи с тем, что многие люди проводят большую часть своего времени, например, более 90% времени, в помещении. В общем загрязнители воздуха могут представлять собой одно или более из загрязняющих частиц, газообразных загрязнителей и микроорганизмов.

Многие здания оборудованы так называемой системой HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning system), т.е. системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, для обеспечения теплового комфорта и приемлемого качества воздуха в помещении. Однако в некоторых условиях, в частности, в мегаполисах, загрязнение наружного воздуха может быть очень серьезным, и обнаружено, что в таких условиях современные системы HVAC не способны надлежащим образом выполнять фильтрацию всех частиц, в частности, системы не эффективны при удалении относительно мелких частиц из входящего воздуха. Кроме того, большинство систем HVAC не могут удалять различные газообразные загрязнители, например, формальдегид и другие ЛОС (летучие органические соединения) из воздуха в помещении, поскольку фильтры, используемые в таких системах, не подходят для этого. Еще один недостаток систем HVAC заключается в том, что системы потребляют много энергии, особенно если системы постоянно включены для поддержания качества воздуха, что часто происходит на практике.

В области управления качеством воздуха в помещении для устранения недостатков систем HVAC разработаны автономные воздухоочистители. Пример такого воздухоочистителя известен из документа WO 2012/066453 A1. Автономные воздухоочистители должны быть установлены в помещении и очень предпочтительны для людей, живущих в сильно загрязненных городах, поскольку они способствуют удалению различных типов загрязнителей из воздуха в помещении. Для работы автономного воздухоочистителя требуется существенно меньше энергии, чем для работы системы HVAC. Также автономный воздухоочиститель может удалять как крупные частицы, так и мелкие частицы из воздуха за счет того, что вентилятор, который является частью воздухоочистителя, и который служит для направления воздуха через воздухоочиститель, является достаточно мощным, чтобы позволить применение высокоэффективного фильтра в воздухоочистителе. Другое преимущество автономного воздухоочистителя заключается в том, что воздухоочиститель может быть использован для удаления газообразных загрязнителей в помещении.

Как правило, рекомендуется, чтобы помещение, в котором работает автономный воздухоочиститель, было закрыто для повышения эффективности очистки воздуха. Если автономный воздухоочиститель будет работать в открытом помещении, воздухоочистителю будет сложно очищать воздух в помещении, так как интенсивность источника будет слишком высока. Однако работа автономного воздухоочистителя в закрытом помещении предполагает увеличение уровня углекислого газа в помещении в случае присутствия в помещении одного или более людей. Например, если в закрытом помещении объемом 50 м³ находятся два человека, в помещении будет накапливаться углекислый газ, и уровень углекислого газа поднимется выше 1000 ppm за полчаса. Следовательно, уровень углекислого газа может стать слишком высоким за относительно короткий период времени так, что он больше не будет соответствовать национальным и/или глобальным стандартам, которые часто основаны на значении 1000 ppm в качестве порогового значения.

Автономный воздухоочиститель не может удалять углекислый газ из воздуха. В связи с этим помещение, в котором находится такой воздухоочиститель, должно проветриваться по меньшей мере время от времени. В общем при условии, что в помещении есть окна, вентиляция может быть реализована путем открытия окна, но это может привести к ухудшению качества воздуха в помещении в случае очень плохого качества наружного воздуха. Кроме того, определение подходящего времени открытия окна и определение соответствующей продолжительности проветривания не должно быть возложено на пользователя.

Из документа JPH11201511 известно обеспечение системы очистки воздуха, содержащей нагнетатель для циркуляции и фильтрации воздуха в помещении и вентилятор для подачи наружного воздуха в помещение. Вентилятор активируется для подачи наружного воздуха в помещение при обнаружении детектором газа, что уровень газа в помещении превышает заданный контрольный диапазон.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения заключается в разрешении дилеммы необходимости хорошего качества воздуха в помещении, с одной стороны, и необходимости вентиляции, с другой стороны. Ввиду чего в соответствии с изобретением обеспечено устройство управления качеством воздуха в помещении, которое содержит средство вентиляции, обеспечивающее воздухообмен между внутренней средой помещения и внешней средой помещения; автономный воздухоочиститель, который расположен отдельно от средства вентиляции, и который выполнен с возможностью удаления загрязнителей из воздуха во внутренней среде помещения; и систему управления, которая находится в сообщении со средством вентиляции и с воздухоочистителем, и которая выполнена с возможностью управления работой средства вентиляции и воздухоочистителя в зависимости от данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде помещения и внешней среде помещения, причем система управления выполнена с возможностью управления средством вентиляции и воздухоочистителем разным образом в зависимости от того, находятся ли данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, выше или ниже заданного контрольного значения. Предпочтительно система управления выполнена с возможностью обработки данных о качестве воздуха, относящихся как к внутренней среде помещения, так и к внешней среде помещения.

В контексте настоящего изобретения такие признаки как «внутренняя среда» и воздух «в помещении» следует понимать как связанные с воздухом, который находится внутри помещения, тогда как такие признаки как «внешняя среда» и «наружный» воздух следует понимать как связанные с воздухом, который находится снаружи помещения, и который может подаваться в помещение средством вентиляции, который в большинстве случаев представляет собой воздух из открытого пространства снаружи здания, частью которого является помещение.

На основе изобретения можно реализовать оптимальную работу устройства, содержащего средство вентиляции и автономный воздухоочиститель, так, чтобы качество воздуха в помещении постоянно находилось на наилучшем уровне, а энергопотребление было минимальным. Также управляющие алгоритмы, лежащие в основе функционирования системы управления, могут быть выбраны с учетом заданного порогового значения в отношении уровня углекислого газа в помещении. Таким образом, изобретение обеспечивает способ предотвращения ситуации, в которой уровень углекислого газа в помещении может стать опасно высоким в результате долговременной работы автономного воздухоочистителя, предотвращения ситуации, в которой энергия расходуется впустую, и предотвращения ситуации, в которой очистка воздуха происходит только на низкой скорости.

Как отмечено выше, устройство в соответствии с изобретением содержит три основных компонента, а именно средство вентиляции, автономный воздухоочиститель и систему управления. На практике средство вентиляции устанавливают на стене помещения или крепят на окно или кондиционер воздуха, который может находиться в помещении. Средство вентиляции может содержать двунаправленный вентилятор, набор вентиляторов, в котором один вентилятор служит для отвода воздуха из помещения, а другой вентилятор служит для подачи воздуха в помещение, автоматически управляемые окна или любую другую механическую конструкцию, которая может иметь функцию реализации воздухообмена между внутренней средой помещения и внешней средой помещения для отвода загрязненного воздуха из помещения и подачи свежего воздуха в помещение. Основная функция автономного воздухоочистителя заключается в очистке загрязненного воздуха в помещении. В частности, воздухоочиститель может быть выполнен с возможностью удаления по меньшей мере одного из газообразных загрязнителей и загрязняющих частиц из воздуха в помещении. В лучшем случае поток воздуха по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя может быть регулируемым.

Система управления обеспечивает сообщение между средством вентиляции и воздухоочистителем так, что работа этих компонентов устройства в соответствии с изобретением может быть согласована друг с другом для получения наилучших результатов очистки воздуха с минимальным энергопотреблением. Управление средством вентиляции и воздухоочистителем включает в себя определение, когда должны быть включены и выключены средство вентиляции и воздухоочиститель, и также может включать в себя, например, настройку скорости потока воздуха. В любом случае система управления выполнена с возможностью использования данных о качестве воздуха, относящихся по меньшей мере к одной из внутренней среды помещения и внешней среды помещения. Данные о качестве воздуха могут быть получены от подходящего средства определения и/или общего источника данных, причем последний особенно применим к данным о качестве воздуха, относящимся к внешней среде помещения. В общем данные могут быть получены посредством устройства сбора данных, которое может представлять собой датчик, расположенный в любом подходящем месте внутри помещения, и/или устройство сбора данных с веб-сайта. В практическом варианте выполнения устройства в соответствии с изобретением может быть применен подходящий контроллер, который расположен на средстве вентиляции или вблизи него, причем контроллер выполнен с возможностью приема информации от датчика, расположенного на средстве вентиляции или вблизи него, для обнаружения углекислого газа, загрязняющих частиц или газообразных загрязнителей, а также от устройства сбора данных, которое выполнено с возможностью сбора данных с официального веб-сайта, относящихся к фактическому качеству наружного воздуха. Сообщение между контроллером и по меньшей мере одним из средства вентиляции и воздухоочистителя может быть осуществлена беспроводным способом. В любом случае подходящий контроллер представляет собой контроллер, который выполнен с возможностью выполнения определенных алгоритмов, которые направлены на осуществление работы средства вентиляции и воздухоочистителя таким образом, чтобы качество воздуха в помещении всегда было наилучшим в данных обстоятельствах, а излишние энергопотребление было предотвращено.

Для полноты следует отметить, что предпочтительно, чтобы система управления могла автоматически запускать программу. Однако это не отменяет тот факт, что изобретение также охватывает ситуацию, в которой работа системы управления может быть задана пользователем, т.е. ситуацию, в которой устройство в соответствии с изобретением содержит пользовательский интерфейс, и в которой пользователь может определять состояние средства вентиляции и воздухоочистителя через пользовательский интерфейс, при условии, что пользователь не предпринимает произвольных действий, а учитывает фактические аспекты качества воздуха в помещении и/или снаружи. В данном тексте наиболее практичный вариант наличия автоматического управления качеством воздуха в помещении принят в качестве исходного пункта.

Далее будут отмечены и разъяснены различные варианты в отношении системы управления.

Прежде всего, система управления может быть выполнена с возможностью сравнения данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде помещения, с заданными контрольными данными. Например, система управления может быть выполнена с возможностью сравнения фактического уровня формальдегида в воздухе в помещении, который может быть определен подходящим датчиком, с максимально допустимым уровнем. Начиная с такого сравнения и в зависимости от результата сравнения, система управления может определять подходящее управление работой средства вентиляции и воздухоочистителя. В случае если обнаружено, что качество воздуха в помещении соответствует или лучше допустимого стандарта, отсутствует необходимость работы средства вентиляции и воздухоочистителя так, что они могут находиться в выключенном режиме, вследствие чего может быть достигнута экономия энергии. Следовательно, предпочтительно, чтобы система управления была выполнена с возможностью установки неактивного состояния средства вентиляции и воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внутренней среды помещения соответствует или лучше заданного контрольного значения. В случае если обнаружено, что качество воздуха в помещении хуже допустимого стандарта, управление работой средства вентиляции и воздухоочистителя направлено на улучшение качества воздуха в помещении. Следовательно, предпочтительно, чтобы система управления была выполнена с возможностью запуска программы активации по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внутренней среды помещения хуже заданного контрольного значения.

В случае если обнаружено, что качество воздуха внутренней среды помещения хуже заданного контрольного значения, целесообразно, если система управления дополнительно выполнена с возможностью сравнения данных о качестве воздуха, относящихся к внешней среде помещения, с заданными контрольными данными. Если качество наружного воздуха достаточно хорошее, работа любого из средства вентиляции и воздухоочистителя не представляет проблемы. Однако, если качество наружного воздуха плохое, должен быть найден компромисс в отношении двух противоречивых требований, а именно требования наличия чистого воздуха в помещении и требования предотвращения возрастания уровня углекислого газа в воздухе в помещении до недопустимого значения.

Система управления выполнена с возможностью чередования активного состояния средства вентиляции с активным состоянием воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды помещения соответствует или лучше заданного контрольного значения. В связи с этим отсутствует необходимость одновременной работы средства вентиляции и воздухоочистителя так, что может быть достигнута экономия энергии. При работе воздухоочистителя достигается улучшение качества воздуха в помещении. При работе средства вентиляции углекислый газ, накопившийся в помещении во время работы воздухоочистителя, может быть отведен из помещения. После обеспечения обмена воздуха в помещении и наружного воздуха средством вентиляции воздухоочиститель может быть снова включен.

Чередование работы средства вентиляции и воздухоочистителя может повторяться много раз. В процессе целесообразно выполнять сравнение качества воздуха в помещении и качества наружного воздуха для определения того, что лучше использовать: средство вентиляции или воздухоочиститель. Следовательно, предпочтительно, чтобы система управления была выполнена с возможностью сравнения данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде помещения, и данных о качестве воздуха, относящихся к внешней среде помещения, установки активного состояния средства вентиляции и неактивного состояния воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды помещения лучше качества воздуха внутренней среды помещения, и установки неактивного состояния средства вентиляции и активного состояния воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды помещения хуже качества воздуха внутренней среды помещения.

В соответствии с альтернативным вариантом система управления может быть выполнена с возможностью запуска программы отсчета времени для управления продолжительностью работы средства вентиляции и воздухоочистителя соответственно. В этом отношении предпочтительно, если устройство содержит пользовательский интерфейс, позволяющий пользователю предоставлять системе управления информацию, относящуюся к характеристикам помещения, причем система управления выполнена с возможностью определения продолжительности работы средства вентиляции и воздухоочистителя соответственно на основе указанной информации. Таким образом, продолжительность работы средства вентиляции и воздухоочистителя соответственно может быть выбрана так, чтобы быть оптимальной с учетом характеристик помещения, которые включают в себя размер помещения и количество людей в помещении.

В соответствии с другим альтернативным вариантом устройство содержит расходомер для измерения количества вентилируемого воздуха, причем система управления выполнена с возможностью прекращения работы средства вентиляции, как только обнаружено, что количество вентилируемого воздуха достигло заданного контрольного уровня. Также в таком случае предпочтительно, если устройство содержит пользовательский интерфейс, позволяющий пользователю предоставлять системе управления информацию, относящуюся к характеристикам помещения. Таким образом, информация может быть использована системой управления для определения контрольного уровня количества вентилируемого воздуха.

Вышеуказанные варианты в отношении системы управления связаны с ситуацией, в которой сравнение качества наружного воздуха и заданного контрольного значения показывает, что качество наружного воздуха соответствует или лучше контрольного значения. Предпочтительно система управления дополнительно выполнена с возможностью установки неактивного состояния средства вентиляции и активного состояния воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды помещения хуже заданного контрольного значения. Таким образом, предотвращается ситуация, в которой в помещение подается воздух плохого качества, при этом воздухоочиститель используется для улучшения качества воздуха в помещении. Однако для предотвращения слишком высокого уровня углекислого газа в помещении предпочтительно, если устройство содержит средство определения для определения уровня углекислого газа в помещении, и если система управления выполнена с возможностью изменения неактивного состояния средства вентиляции на активное состояние при условии определения, что уровень углекислого газа в помещении выше заданного контрольного значения. Таким образом, помещение вентилируется в минимальной степени, достаточной для поддержания уровня углекислого газа в помещении на допустимом значении.

Следует отметить, что данные о качестве воздуха, относящиеся к внутренней среде помещения, могут содержать по меньшей мере одно из данных об уровне углекислого газа, данных об уровне частиц и данных об уровне газообразных загрязнителей, и что данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, могут содержать по меньшей мере одно из данных об уровне частиц и данных об уровне газообразных загрязнителей. Также возможны другие типы данных о качестве воздуха в отношении качества воздуха в помещении и/или качества наружного воздуха. Данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, могут быть получены на основе определения, но также возможно извлечение таких данных из общего источника данных, например, интернета.

В соответствии с вариантом, существующим в рамках изобретения, скорость потока по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя является регулируемой, причем система управления выполнена с возможностью установки скорости потока по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя. Следовательно, способ, которым устройство в соответствии с изобретением реализует/поддерживает хорошее качество воздуха в помещении, может быть дополнительно оптимизирован.

Изобретение относится к устройству управления качеством воздуха в помещении и к способу управления качеством воздуха в помещении. Из вышеизложенного следует, что способ может быть определен как способ управления качеством воздуха в помещении, которое обеспечено средством вентиляции, обеспечивающим воздухообмен между внутренней средой помещения и внешней средой помещения, и автономным воздухоочистителем, который расположен отдельно от средства вентиляции, и который выполнен с возможностью удаления загрязнителей из воздуха во внутренней среде помещения, в котором работу средства вентиляции и воздухоочистителя регулируют в зависимости от данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде помещения и внешней среде помещения, причем средством вентиляции и воздухоочистителем управляют разным образом в зависимости от того, находятся ли данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, выше или ниже заданного контрольного значения.

В соответствии с вариантами, которые описаны выше в отношении устройства в соответствии с изобретением, нижеследующие варианты применимы к способу в соответствии с изобретением, причем следует отметить, что варианты перечислены в логическом порядке, который более или менее отражает последовательные этапы управления:

сравнивают данные о качестве воздуха, относящиеся к внутренней среде помещения, с заданными контрольными данными;

устанавливают неактивное состояние средства вентиляции и воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внутренней среды помещения соответствует или лучше заданного контрольного значения;

запускают программу активации по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внутренней среды помещения хуже заданного контрольного значения;

сравнивают данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, с заданными контрольными данными;

выполняют чередование активного состояния средства вентиляции с активным состоянием воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды помещения соответствует или лучше заданного контрольного значения;

выполняют сравнение данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде помещения, и данных о качестве воздуха, относящихся к внешней среде помещения, устанавливают активное состояние средства вентиляции и неактивное состояние воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды помещения лучше качества воздуха внутренней среды помещения, и устанавливают неактивное состояние средства вентиляции и активное состояние воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды помещения хуже качества воздуха внутренней среды помещения;

устанавливают неактивное состояние средства вентиляции и активное состояние воздухоочистителя в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды помещения хуже заданного контрольного значения; и

применяют средство определения для определения уровня углекислого газа в помещении, и изменяют неактивное состояние средства вентиляции на активное состояние, если обнаружено, что уровень углекислого газа в помещении выше заданного контрольного значения.

Следующие варианты, упомянутые в отношении устройства в соответствии с изобретением, также применимы к способу в соответствии с изобретением:

запускают программу отсчета времени для управления продолжительностью работы средства вентиляции и воздухоочистителя соответственно;

определяют продолжительность работы средства вентиляции и воздухоочистителя соответственно на основе информации, предоставленной пользователем;

применяют расходомер для измерения количества вентилируемого воздуха, и прекращают работу средства вентиляции, как только обнаружено, что количество вентилируемого воздуха достигло заданного контрольного уровня;

данные о качестве воздуха, относящиеся к внутренней среде помещения, содержат по меньшей мере одно из данных об уровне углекислого газа, данных об уровне частиц и данных об уровне газообразных загрязнителей, а данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, содержат по меньшей мере одно из данных об уровне частиц и данных об уровне газообразных загрязнителей;

извлекают данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, из общего источника данных; и

при условии, что скорость потока по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя является регулируемой, устанавливают скорость потока по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя.

Вышеописанные и другие аспекты изобретения будут понятны и объяснены со ссылкой на следующее далее подробное описание помещения, которое оборудовано устройством управления качеством воздуха в помещении, содержащим вентилятор, автономный воздухоочиститель и систему управления, и различные варианты в отношении управления работой вентилятора и воздухоочистителя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее изобретение будет рассмотрено более подробно со ссылкой на фигуры, на которых:

фиг.1 схематически показывает помещение, которое оборудовано устройством управления качеством воздуха в помещении, содержащим вентилятор, автономный воздухоочиститель и систему управления;

фиг.2 представляет собой блок-схему, которая применима к способу управления работой вентилятора и воздухоочистителя в случае хорошего качества наружного воздуха; и

фиг.3 представляет собой блок-схему, которая применима к способу управления работой вентилятора и воздухоочистителя в случае плохого качества наружного воздуха.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

Фиг.1 схематически показывает помещение 100, которое оборудовано устройством 1 управления качеством воздуха в помещении 100, содержащим вентилятор 10, автономный воздухоочиститель 20 и систему 30 управления. Воздухоочиститель 20 расположен в подходящем месте в помещении 100 и при необходимости может быть легко перемещен пользователем в другое место в помещении 100. В показанном примере вентилятор 10 установлен на стене 101 помещения 100 и представляет собой двунаправленный вентилятор для отвода загрязненного воздуха из внутренней среды 102 помещения 100 во внешнюю среду 103 помещения 100 и подачи свежего воздуха из внешней среды 103 помещения 100 во внутреннюю среду 102 помещения 100. Воздухообмен схематически показан двумя противоположными стрелками на фиг.1.

Воздухоочиститель 20 служит для очистки загрязненного воздуха во внутренней среде 102 помещения 100. Среди прочего воздухоочиститель 20 содержит вентилятор (не показан) для направления очищаемого воздуха через воздухоочиститель 20 во время его работы. Поток воздуха в/из воздухоочистителя 20 схематически показан изогнутыми стрелками на фиг.1. В показанном примере воздухоочиститель 20 выполнен с возможностью приема и передачи данных беспроводным образом, в частности, данных в отношении рабочих характеристик. Беспроводная связь между воздухоочистителем 20 и системой 30 управления схематически показана пунктирной двунаправленной стрелкой на фиг.1.

Система 30 управления выполнена с возможностью запуска управляющей программы, которая направлена на обеспечение воздуха наилучшего качества во внутренней среде 102 помещения 100, в любом случае обеспечения воздуха, который соответствует определенным стандартам. В показанном примере система 30 управления содержит контроллер 31 и устройство 32 сбора данных, которое может представлять собой датчик, который может обеспечивать данные о качестве воздуха в помещении реального времени, и/или программное обеспечение, которое может ежедневно загружать данные о качестве наружного воздуха с официального веб-сайта. Например, датчик может представлять собой датчик углекислого газа, датчик частиц или датчик газообразных загрязнителей. Управляющая программа служит для включения и выключения вентилятора 10 и воздухоочистителя 20 в соответствующие моменты времени с учетом данных о качестве воздуха, полученных от устройства 32 сбора данных. Контроллер 31 и устройство 32 сбора данных могут быть встроены в вентилятор 10, как показано на фиг.1, но также возможно другое размещение контроллера 31 и устройства 32 сбора данных, в том числе размещение на воздухоочистителе 20.

Фиг.2 и 3 иллюстрируют возможные аспекты управляющей программы, причем фиг.2 относится к алгоритму, который применим в случае хорошего качества наружного воздуха, а фиг.3 относится к алгоритму, который применим в случае плохого качества наружного воздуха. Короче говоря, в случае хорошего качества наружного воздуха вентилятор 10 и воздухоочиститель 20 работают поочередно, а в случае плохого качества наружного воздуха вентилятор 10 и воздухоочиститель 20 сначала работают одновременно в течение нескольких минут, после чего работает только воздухоочиститель 20 для обеспечения допустимого уровня качества воздуха в помещении.

Далее будут описаны различные варианты в отношении устройства 1 управления качеством воздуха в помещении 100. Следует отметить, что в рамках изобретения возможны сочетания вариантов.

В соответствии с первым вариантом устройство 1 представляет собой устройство, использующее датчик. Датчик может быть расположен на вентиляторе 10, воздухоочистителе 20 или в другом подходящем месте в помещении 100 для выполнения своевременных измерений качества воздуха в помещении. Вентилятор 10 и воздухоочиститель 20 будут работать поочередно в соответствии с данными датчика. Возможно использование как датчика газа, так и датчика частиц. Далее путем примера предполагается, что устройство 1 управления качеством воздуха в помещении 100 содержит датчик формальдегида и датчик углекислого газа.

Датчик формальдегида установлен на воздухоочистителе 20. Если обнаружено, что концентрация формальдегида в два/три раза выше контрольного значения (например, национального стандарта), воздухоочиститель 20 включается, а вентилятор 10 остается в неактивном состоянии. После работы воздухоочистителя 20 в течение некоторого времени датчик формальдегида будет собирать новые данные. Если обнаружено, что концентрация формальдегида ниже контрольного значения, воздухоочиститель 20 будет переведен в неактивное состояние, а вентилятор 10 будет переведен в активное состояние в течение около трех минут для подачи свежего воздуха из внешней среды 103 помещения 100 во внутреннюю среду 102 помещения 100. Если обнаружено, что концентрация формальдегида намного выше контрольного значения, например, в четыре/пять раз, вентилятор 10 включается в течение десяти минут, в том числе пять минут для отвода воздуха из внутренней среды 102 помещения 100 во внешнюю среду 103 помещения 100, и затем пять минут для подачи свежего воздуха из внешней среды 103 помещения 100 во внутреннюю среду 102 помещения 100. При прекращении работы вентилятора 10 интерпретируются данные датчика, и включается воздухоочиститель 20 для снижения концентрации формальдегида. После работы воздухоочистителя 20 в течение некоторого времени, например, от получаса до часа, работа воздухоочистителя 20 прекращается, и вентилятор 10 перезапускается в течение десяти минут. Время работы вентилятора 10 и воздухоочистителя 20 может регулироваться в соответствии с качеством воздуха в помещении и качеством наружного воздуха.

Датчик углекислого газа может быть установлен на вентиляторе 10 и служит для указания времени работы вентилятора 10 и воздухоочистителя 20. При обнаружении датчиком углекислого газа, что уровень углекислого газа выше заданного контрольного значения, например, значение 1600 ppm, при нахождении воздухоочистителя 20 в активном состоянии, работа воздухоочистителя 20 прекращается, и вентилятор 10 переводится в активное состояние для обеспечения воздухообмена в течение нескольких минут, пока уровень углекислого газа не опустится до более низкого значения, например, значения 500 ppm. Пока уровень углекислого газа, измеряемый во внутренней среде 102 помещения 100, ниже 1600 ppm при нахождении воздухоочистителя 20 в активном состоянии, вентилятор 10 остается в неактивном состоянии.

В соответствии со вторым вариантом устройство 1 управления качеством воздуха в помещении 100 представляет собой устройство, использующее большой объем данных. Информация о качестве наружного воздуха может быть получена с официального веб-сайта посредством подходящего устройства сбора данных в любом месте, где доступен интернет. В таком случае устройство сбора данных может быть установлено на одном из вентилятора 10, воздухоочистителя 20 и системы 30 управления или в другом подходящем месте в помещении 100. Если качество наружного воздуха плохое, вентилятор 10 будет поддерживаться в неактивном состоянии, при этом воздухоочиститель 20 будет поддерживаться в активном состоянии. После работы воздухоочистителя 20 в течение некоторого времени, например, часа или двух часов, вентилятор 10 будет переведен в активное состояние в течение нескольких минут для поддержания концентрации углекислого газа на допустимом уровне. В дальнейшем вентиляция будет прекращена, и воздухоочиститель 20 будет поддерживаться в активном состоянии. Если качество наружного воздуха хорошее, вентилятор 10 начнет воздухообмен без активного состояния воздухоочистителя 20.

В соответствии с третьим вариантом устройство 1 управления качеством воздуха в помещении 100 представляет собой устройство, использующее счетчик времени, в котором программа отсчета времени используется для управления продолжительностью вентиляции и очистки воздуха. В частности, программа отсчета времени может быть использована для установки временного интервала чередования вентиляции и очистки воздуха. Например, вентиляция может выполняться в течение пяти минут каждый раз после очистки воздуха в течение одного часа. Заданное отношение может быть использовано для определения, какая продолжительность вентиляции и очистки воздуха подходит для определенного размера помещения 100 и определенного количества людей в помещении 100. После работы вентилятора 10 в течение определенного времени, которое подходит с точки зрения размера помещения и количества людей в помещении 100, вентилятор 10 будет переведен в неактивное состояние, а воздухоочиститель 20 будет автоматически включен. После определенного времени воздухоочиститель 20 будет выключен, а вентилятор 10 будет снова включен, что предпочтительно для снижения уровня углекислого газа в помещении 100, который стал выше из-за присутствия людей в помещении 100, пока помещение 100 было закрыто.

В соответствии с четвертым вариантом устройство 1 управления качеством воздуха в помещении 100 представляет собой устройство, использующее расходомер. Расходомер может быть использован для измерения количества вентилируемого воздуха и для содействия системе 30 управления при определении временного интервала чередования работы вентилятора 10 и воздухоочистителя 20. После непрерывного нахождения воздухоочистителя 20 в активном состоянии в течение одного часа, в то время как помещение 100 было закрыто, вентилятор 10 будет переведен в активное состояние для снижения уровня углекислого газа до допустимого значения. Расходомер на вентиляторе 10 используется для определения того, когда может быть прекращена вентиляция, при этом скорость потока регулируется в соответствии с размером помещения. В общем целесообразным и достаточным является обмен воздуха во внутренней среде 102 помещения 100 с воздухом из внешней среды 103 помещения 100 один раз в час.

Специалисту в области техники будет понятно, что объем охраны изобретения не ограничивается рассмотренными выше примерами, и что возможны некоторые изменения и модификации без отклонения от объема охраны изобретения, который определен в приложенной формуле изобретения. Хотя изобретение подробно проиллюстрировано и описано на чертежах и в описании, такие иллюстрации и описание следует рассматривать только как иллюстративные или примерные, а не ограничивающие. Изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами выполнения.

Изменения раскрытых вариантов выполнения могут быть поняты и выполнены специалистом в области техники при осуществлении заявленного изобретения благодаря изучению чертежей, описания и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, и единственное число не исключает множества. Сам по себе тот факт, что определенные меры перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание этих мер не может быть использовано для преимущества. Например, тот факт, что скорость потока по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя может быть регулируемой, причем система управления выполнена с возможностью установки скорости потока по меньшей мере одного из средства вентиляции и воздухоочистителя, применим не только к основной концепции изобретения, которая изложена в пункте 1 формулы изобретения, а вполне может быть объединен с одним или более дополнительными аспектами изобретения. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не следует толковать как ограничивающие объем охраны изобретения.

Изобретение относится к устройству и способу управления качеством воздуха в помещении. Устройство управления качеством воздуха в помещении содержит средство вентиляции для обеспечения воздухообмена между внутренней средой помещения и внешней средой помещения; автономный воздухоочиститель, который расположен отдельно от средства вентиляции и который выполнен с возможностью удаления загрязнителей из воздуха во внутренней среде помещения; и систему управления, которая находится в сообщении со средством вентиляции и воздухоочистителем и которая выполнена с возможностью управления работой средства вентиляции и воздухоочистителя в зависимости от данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде помещения и внешней среде помещения, причем система управления выполнена с возможностью управления средством вентиляции и воздухоочистителем разным образом в зависимости от того, превышают ли данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, заданное контрольное значение или находятся ниже него. Задача настоящего изобретения заключается в разрешении дилеммы необходимости хорошего качества воздуха в помещении, с одной стороны, и необходимости вентиляции, с другой стороны. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство (1) управления качеством воздуха в помещении (100), содержащее:

средство (10) вентиляции для обеспечения воздухообмена между внутренней средой (102) помещения (100) и внешней средой (103) помещения (100);

автономный воздухоочиститель (20), который расположен отдельно от средства (10) вентиляции и который выполнен с возможностью удаления загрязнителей из воздуха во внутренней среде (102) помещения (100);

отличающийся тем, что содержит

систему (30, 31, 32) управления, которая находится в сообщении со средством (10) вентиляции и воздухоочистителем (20) и которая выполнена с возможностью управления работой средства (10) вентиляции и воздухоочистителя (20) в зависимости от данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде (102) помещения (100) и внешней среде (103) помещения (100), причем система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью управления средством (10) вентиляции и воздухоочистителем (20) разным образом в зависимости от того, превышают ли данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде (103) помещения (100), заданное контрольное значение или находятся ниже него.

2. Устройство (1) по п.1, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью сравнения данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде (102) помещения (100), с заданными контрольными данными.

3. Устройство (1) по п.2, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью установки неактивного состояния средства (10) вентиляции и воздухоочистителя (20) в случае, если обнаружено, что качество воздуха внутренней среды (102) помещения (100) соответствует или лучше заданного контрольного значения.

4. Устройство (1) по п.2, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью запуска программы активации по меньшей мере одного из средства (10) вентиляции и воздухоочистителя (20) в случае, если обнаружено, что качество воздуха внутренней среды (102) помещения (100) хуже заданного контрольного значения.

5. Устройство (1) по п.4, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью сравнения данных о качестве воздуха, относящихся к внешней среде (103) помещения (100), с заданными контрольными данными.

6. Устройство (1) по п.5, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью чередования активного состояния средства (10) вентиляции с активным состоянием воздухоочистителя (20) в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды (103) помещения (100) соответствует или лучше заданного контрольного значения.

7. Устройство (1) по п.6, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью сравнения данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде (102) помещения (100), и данных о качестве воздуха, относящихся к внешней среде (103) помещения (100), установки активного состояния средства (10) вентиляции и неактивного состояния воздухоочистителя (20) в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды (103) помещения (100) лучше качества воздуха внутренней среды (102) помещения (100), и установки неактивного состояния средства (10) вентиляции и активного состояния воздухоочистителя (20) в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды (103) помещения (100) хуже качества воздуха внутренней среды (102) помещения (100).

8. Устройство (1) по п.6, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью запуска программы отсчета времени для управления продолжительностью работы средства (10) вентиляции и воздухоочистителя (20) соответственно.

9. Устройство (1) по п.8, содержащее пользовательский интерфейс, позволяющий пользователю предоставлять системе (30, 31, 32) управления информацию, относящуюся к характеристикам помещения (100), в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью определения продолжительности работы средства (10) вентиляции и воздухоочистителя (20) соответственно на основе указанной информации.

10. Устройство (1) по п.6, содержащее расходомер для измерения количества вентилируемого воздуха, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью прекращения работы средства (10) вентиляции, как только обнаружено, что количество вентилируемого воздуха достигло заданного контрольного уровня.

11. Устройство (1) по п.5, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью установки неактивного состояния средства (10) вентиляции и активного состояния воздухоочистителя (20) в случае, если обнаружено, что качество воздуха внешней среды (103) помещения (100) хуже указанного заданного контрольного значения.

12. Устройство (1) по п.11, содержащее средство (32) определения для определения уровня углекислого газа в помещении, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью изменения неактивного состояния средства (10) вентиляции на активное состояние, если обнаружено, что уровень углекислого газа в помещении (100) выше заданного контрольного значения.

13. Устройство (1) по п.1, в котором данные о качестве воздуха, относящиеся к внутренней среде (102) помещения (100), содержат по меньшей мере одно из данных об уровне углекислого газа, данных об уровне частиц и данных об уровне газообразных загрязнителей и в котором данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде (103) помещения (100), содержат по меньшей мере одно из данных об уровне частиц и данных об уровне газообразных загрязнителей.

14. Устройство (1) по п.1, в котором система (30, 31, 32) управления выполнена с возможностью извлечения данных о качестве воздуха, относящихся к внешней среде (103) помещения (100), из общего источника данных.

15. Способ управления качеством воздуха в помещении (100), которое обеспечено средством (10) вентиляции для обеспечения воздухообмена между внутренней средой (102) помещения (100) и внешней средой (103) помещения (100), и автономным воздухоочистителем (20), который расположен отдельно от средства (10) вентиляции и который выполнен с возможностью удаления загрязнителей из воздуха во внутренней среде (102) помещения (100), отличающийся тем, что

работу средства (10) вентиляции и воздухоочистителя (20) регулируют в зависимости от данных о качестве воздуха, относящихся к внутренней среде (102) помещения (100) и внешней среде (103) помещения (100), причем средством (10) вентиляции и воздухоочистителем (20) управляют разным образом в зависимости от того, превышают ли данные о качестве воздуха, относящиеся к внешней среде помещения, заданное контрольное значение или находятся ниже него.