ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ С РАСШИРЕННЫМ РАБОЧИМ ДИАПАЗОНОМ ВЛАЖНОСТИ Российский патент 2020 года по МПК F24F3/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройствам обработки воздуха, например, воздухоочистителям или воздухоувлажнителям/воздухоосушителям в воздухоочистительном устройстве. В частности, настоящее изобретение относится к устройствам для очистки воздуха, которые эффективны в широком диапазоне уровней влажности воздуха.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Воздухоочистители современного уровня техники используют разные методы для удаления газообразных загрязнений из воздуха. Например, адсорбция на активированном угле, термокаталитическое окисление (TCO), хемосорбция, плазменное оксидирование, фотокаталитическое окисление (PCO) являются широко применяемыми методами защиты от газов.

Проблема, связанная с упомянутыми методами, состоит в том, что их эффективность зависит от конкретных параметров воздуха, например, влажности, температуры и т.п. Например, метод адсорбции на активированном угле не эффективен, когда относительная влажность (RH) воздуха выше 70%. Эффективность метода хемосорбции очень низкая, когда RH воздуха ниже 30%. Термокаталитическое окисление, в частности, дешевый материал для TCO, например, металлооксидные материалы на основе MnOx, проявляет высокую активность очистки от формальдегида при комнатной температуре в условиях низкой RH (<30%). Однако, при высокой RH, материал проявляет дезактивацию/отравление, обусловленную сильной адсорбцией на активных центрах, в частности, при низких температурах.

Заявка DE 10 2014 103609 A1 описывает систему фильтрации воздуха, которая использует параметр качества воздуха, чтобы адаптировать ее функции. Заявка DE 10 2014 103609 A1 не касается вопроса эффективности фильтрации при изменяющихся уровнях RH воздуха в помещении.

Заявка US 2014/0216259 A1 описывает воздухоочиститель, включающий в себя увлажняющий фильтр. Когда влажность является низкой, количество воздуха, генерируемого воздуходувными устройствами внутри устройства, увеличивается. Когда влажность является высокой, количество воздуха, генерируемого воздуходувными устройствами внутри устройства, уменьшается. Заявка US 2014/0216259 A1 не касается вопроса эффективности фильтрации при изменяющихся уровня RH воздуха в помещении.

Поскольку влажность в помещении может изменяться, то существует потребность в высокоэффективном воздухоочистительном устройстве, способном работать в широком диапазоне уровней влажности воздуха.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В первом аспекте изобретения представлено устройство для фильтрации воздуха, содержащее: воздушный фильтр, содержащий: первый компонент, приспособленный для фильтрации воздуха, имеющего уровень влажности, находящийся в пределах первого диапазона уровней влажности; и второй компонент, приспособленный для фильтрации воздуха, имеющего уровень влажности, находящийся в пределах второго диапазона уровней влажности, отличающегося от первого диапазон уровней влажности; система управления, выполненная с возможностью: приема измеренной относительной влажности воздуха и выбора наиболее эффективного компонента для фильтрации воздуха из первого или второго компонента для фильтрации воздуха, в зависимости от измеренной относительной влажности воздуха и в зависимости от эффективности фильтрации первого (102) и второго (103) компонентов для измеренной относительной влажности воздуха.

В соответствии с вариантами осуществления, воздушный фильтр содержит, по меньшей мере, третий компонент, и система управления дополнительно выполнена с возможностью выбора первого, второго или, по меньшей мере, одного третьего компонента для фильтрации воздуха, в зависимости от измеренной относительной влажности воздуха.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр является подвижным, так что первый или второй компонент можно выбирать и вдвигать в путь воздушного потока.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр является поворотным, так что первый или второй компонент можно выбирать таким поворотом воздушного фильтра, что первый или второй компонент устанавливаются в путь воздушного потока.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство дополнительно содержит ротор, соединенный с воздушным фильтром и соединенный с системой управления. Система управления дополнительно выполнена с возможностью вычисления угла положения ротора в зависимости от измеренного уровня влажности воздуха.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр имеет две противоположные стороны, причем одна сторона содержит первый компонент, а другая сторона содержит второй компонент.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, один другой воздушный фильтр, расположенный параллельно воздушному фильтру. Данный другой воздушный фильтр содержит первый компонент, приспособленный для фильтрации воздуха, имеющего уровень влажности, находящийся в пределах первого диапазона уровней влажности; и второй компонент, приспособленный для фильтрации воздуха, имеющего уровень влажности, находящийся в пределах второго диапазона уровней влажности. Данный другой воздушный фильтр имеет две противоположные стороны, одну сторону, содержащую первый компонент, и другую сторону, содержащую второй компонент. Другой воздушный фильтр может быть таким же, как воздушный фильтр. Устройство дополнительно выполнено так, что стороны всех воздушных фильтров, содержащие одинаковый компонент, могут быть выбраны и повернуты одновременно навстречу пути воздушного потока для фильтрации воздуха с помощью множества выбранных одинаковых компонентов.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр располагается в контейнере. Устройство дополнительно содержит средство для выбора первого или второго компонента таким образом, что первый или второй компонент устанавливается из контейнера и в путь воздушного потока. Данное средство может быть механической системой, содержащей электродвигатель. Средство соединено с системой управления.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство дополнительно содержит нагревательный элемент, приспособленный для нагревания контейнера таким образом, что компонент воздушного фильтра может регенерироваться. Нагревательный элемент может быть металлическим нагревательным элементом, который можно нагревать подачей к нему напряжения. Нагревательный элемент может быть соединен с системой управления. Это позволяет системе управления включать или прекращать нагревание контейнера, когда конкретный фильтр перемещают внутрь или из контейнера.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство дополнительно содержит подвижную крышку, приспособленную для закрывания первого или второго компонента, в зависимости от измеренного уровня влажности воздуха, таким образом, что незакрытый компонент открыт в путь воздушного потока. Для перемещения данной крышки может быть обеспечен электродвигатель, который соединен с системой управления.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, первый компонент содержит слой, эффективный при высокой влажности, и второй компонент содержит слой, эффективный при низкой влажности. Третий компонент может содержать, например, слой, эффективный при средней влажности.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, первый диапазон уровней влажности является диапазоном влажности от 0 до 50% относительной влажности, и второй диапазон уровней влажности является диапазоном влажности от 50 до 100% относительной влажности. В соответствии с другим вариантом осуществления, первый диапазон уровней влажности является диапазоном от 0 до 30% RH. Второй диапазон уровней влажности может быть диапазоном от 70 до 100% RH. Для перекрытия диапазона RH от 30 до 70% могут быть обеспечены один или более других компонентов.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр является сменным. Таким образом, воздушный фильтр съемно закреплен внутри устройства и легко заменяется другим воздушным фильтром.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство дополнительно содержит датчик влажности для измерения уровня влажности воздуха.

Во втором аспекте изобретения, предлагается способ для фильтрации воздуха, содержащий: этап обеспечения набора фильтров, при этом каждый фильтр набора имеет отличающийся рабочий диапазон или эффективность по относительной влажности воздуха; этап измерения относительной влажности воздуха; этап определения фильтра наиболее эффективного типа для фильтрации воздуха, в зависимости от измеренной относительной влажности; этап выбора типа фильтра из набора фильтров; этап установки типа фильтра в путь воздушного потока и, тем самым, фильтрации воздуха фильтром выбранного типа.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, относительная влажность воздуха измеряется непрерывно, и этапы определения, выбора и установки типа фильтра выполняются, исходя из непрерывно измеряемой относительной влажности.

Преимущество изобретения состоит в том, что представленный воздухоочиститель способен выполнять эффективную очистку воздуха в широком диапазоне уровней влажности, без ручной смены фильтров для разных уровней влажности. Это облегчает применение и упрощает изготовление устройства и, тем самым, снижает стоимость.

Преимущество изобретения состоит в том, что один и тот же воздухоочиститель можно применять в разных частях мира с разными уровнями влажности воздуха, без смены фильтров для конкретных регионов. Это снижает стоимость и облегчает процесс изготовления.

Конкретные и предпочтительные аспекты изобретения изложены в прилагаемых независимых и зависимых пунктах формулы изобретения. Признаки из зависимых пунктов формулы изобретения можно объединять с признаками независимых пунктов формулы изобретения и с признаками других зависимых пунктов формулы изобретения, в подходящем случае, а не только как явно изложено в формуле изобретения.

Приведенные и другие аспекты изобретения будут очевидны из пояснения, данного со ссылкой на описанные в дальнейшем варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - вариант осуществления изобретения, содержащий поворотный воздушный фильтр

Фиг. 2 - вид сверху варианта осуществления поворотного воздушного фильтра

Фиг. 3 - вид сверху варианта осуществления поворотного воздушного фильтра

Фиг. 4 - вариант осуществления плоского воздушного фильтра

Фиг. 5 - вариант осуществления множества поворотных воздушных фильтров

Фиг. 6 - вариант осуществления множества поворотных воздушных фильтров

Фиг. 7 - вариант осуществления изобретения с подвижными фильтрами

Фиг. 8 - вариант осуществления изобретения с подвижными фильтрами

Фиг. 9 - вариант осуществления изобретения с подвижными фильтрами

Фиг. 10 - вариант осуществления изобретения с подвижной крышкой для выбора фильтров

Фиг. 11 - вариант осуществления изобретения с подвижной крышкой для выбора фильтров

Фиг. 12 - блок-схема последовательности операций способа фильтрации воздуха в соответствии с вариантом осуществления изобретения

Чертежи являются всего лишь схематическими, а не ограничивающими. Размеры некоторых элементов на чертежах могут быть преувеличенными и вычерченными не в масштабе с иллюстративной целью.

Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения нельзя интерпретировать в смысле ограничения объема.

На разных чертежах, одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым или сходным элементам.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В настоящем описании даются ссылки на первый или второй компонент воздушного фильтра. Данные компоненты могут быть отдельными физическими частями, которые совместно формируют воздушный фильтр. Воздушный фильтр может быть также всего одной физической частью, при этом разные области воздушного фильтра упоминаются как компоненты.

Настоящее изобретение решает вышеупомянутую проблему посредством снабжения воздухоочистителя несколькими фильтрами, при этом каждый фильтр особенно эффективен при очистке воздуха при конкретной RH воздуха или в конкретном диапазоне RH воздуха. Воздухоочиститель дополнительно содержит датчик RH, который непрерывно измеряет RH подлежащего фильтрации воздуха. Воздухоочиститель дополнительно содержит систему, которая определяет, какой фильтр является наиболее пригодным для отфильтровывания загрязняющей примеси из воздуха, исходя из измеренной RH воздуха. После данного определения, соответствующий фильтр, наиболее эффективный для отфильтровывания загрязняющей примеси из воздуха, выбирается и устанавливается в воздушный поток, так что воздух фильтруется соответствующим фильтром.

Изобретение и конкретные варианты его осуществления дополнительно подробно раскрыты в дальнейшем.

В первом аспекте изобретения представлено устройство для фильтрации воздуха. Устройство содержит воздушный фильтр, содержащий первый компонент, приспособленный для эффективного отфильтровывания загрязняющей примеси из воздуха, при этом воздух имеет RH, находящуюся в пределах первого диапазона RH. Первый компонент может содержать материал, например, химический материал, пригодный для эффективной фильтрации воздуха, имеющего относительную влажность ниже 50% (однопроходная эффективность фильтра превышает 50% при влажности ниже 50% и скорости потока 1 м/с). Например, первый компонент может быть таким компонентом термокаталитического окисления, как металлооксидные материалы на основе MnOx, например, материалом MnOx-CeOx.

Воздушный фильтр дополнительно содержит второй компонент, приспособленный для эффективного отфильтровывания загрязняющей примеси из воздуха, при этом воздух имеет RH, находящуюся в пределах второго диапазона RH, отличающегося от первого диапазона RH. Второй компонент может содержать материал, например, химический материал, пригодный для эффективной фильтрации воздуха, имеющего RH выше 50%. Например, второй материал может быть хемосорбционным компонентом, например, хемосорбционным слоем, изготовленным из функциональной суспензии β-CaSO₄. Например, в функциональной суспензии смешаны 20% (в весовом отношении) тригидроксиметиламинометана, 10% KHCOO и 10% KHCO₃ для захвата формальдегида.

Другими словами, первый компонент выполнен так, чтобы он отличался более высокой эффективностью фильтра для конкретной загрязняющей примеси, чем второй компонент, когда RH воздуха находится в пределах первого диапазона RH. Второй компонент выполнен так, чтобы он отличался более высокой эффективностью фильтра для той же конкретной загрязняющей примеси, чем первый компонент, когда RH воздуха находится в пределах второго диапазона RH. Конкретная загрязняющая примесь может быть газообразным загрязнением, например, формальдегидом, монооксидом углерода, SO2, NO, озоном, толуолом и т.п.

Устройство дополнительно содержит систему управления, выполненную с возможностью приема измеренной относительной влажности воздуха и выбора первого или второго компонента для фильтрации воздуха, в зависимости от измеренной относительной влажности воздуха. Таким образом, либо первый, либо второй компонент выбирается для фильтрации воздуха на основании: 1) измеренного значения RH воздуха и 2) эффективности фильтра первого или второго компонента измеренной RH воздуха. Следовательно, наиболее эффективный фильтр для отфильтровывания конкретной загрязняющей примеси из воздуха выбирается в зависимости от значения RH воздуха. Например, система управления выполнена с возможностью: приема измеренной RH воздуха; проверки, находится ли измеренное значение RH воздуха в пределах первого или второго диапазона RH; и выбора первого компонента для фильтрации воздуха, когда измеренное значение относительной влажности воздуха находится в пределах первого диапазона RH; и выбора второго компонента для фильтрации воздуха, когда измеренное значение относительной влажности воздуха находится в пределах второго диапазона RH.

Система управления может быть реализована множеством способов, например, с помощью специализированной аппаратуры, программного обеспечения или любой комбинации того и другого, чтобы выполнять различные функции, описанные в настоящей заявке. «Процессор» представляет собой один пример контроллера, который использует один или более микропроцессоров, которые можно программировать с использованием программного обеспечения (например, микрокода), чтобы выполнять различные функции, описанные в настоящей заявке. Система управления может быть реализована с использованием или без процессора, а также может быть реализована в виде комбинации специализированной аппаратуры, выполнять некоторые функции, и процессора (например, одного или более программируемых микропроцессоров и связанных схем), чтобы выполнять другие функции. Примеры компонентов контроллера, которые можно использовать в различных вариантах осуществления настоящего изобретения включают в себя, но без ограничения, обычные микропроцессоры, специализированные прикладные интегральные схемы (ASIC), и вентильные матрицы с эксплуатационным программированием (FPGA).

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, измеренная относительная влажность воздуха может предоставляться датчиком RH, который входит в состав устройства и электрически подключен к системе управления. Датчик может быть серийно выпускаемым датчиком RH, например, SHT11 (компании Sensirion).

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, датчик RH не входит в состав устройства. В таком варианте осуществления, измеренная RH воздуха представляется в устройство беспроводным способом. Датчик RH может быть беспроводным датчиком RH, и система управления содержит беспроводные схемы для приема информации относительно RH из датчика RH.

Воздушный фильтр может содержать множество компонентов, при этом каждый компонент пригоден для эффективной фильтрации воздуха, имеющего RH в пределах конкретного диапазона RH. Диапазоны RH разных компонентов различаются, чтобы обеспечивать возможность фильтрации воздуха в широком диапазоне RH. Выбор наиболее подходящего компонента из множества компонентов выполняется на основании измеренной RH.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр является подвижным. Выбор наиболее подходящего компонента содержит перемещение воздушного фильтра в такое положение, что наиболее подходящий компонент фильтрует воздух. В данном варианте осуществления, наиболее подходящий компонент помещается или устанавливается в путь воздушного потока устройства, тогда как другие компоненты воздушного фильтра не установлены в данном пути воздушного потока.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр является поворотным. Воздушный фильтр закреплен в устройстве так, что первый или второй компонент может быть выбран поворотом первого или второго компонента. Таким образом, наиболее подходящий компонент можно поворачивать/устанавливать в путь воздушного потока устройства. Преимущество изобретения состоит в том, что в путь воздушного потока можно поместить только наиболее подходящий компонент, и можно обеспечить высококачественную фильтрацию.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство дополнительно содержит ротор, механически соединенный с воздушным фильтром, для поворота воздушного фильтра и правильной установки компонентов воздушного фильтра. Ротор дополнительно соединен с системой управления. Ротор приводится в движение системой управления. Система управления дополнительно выполнена с возможностью вычисления угла положения ротора в зависимости от измеренного RH воздуха. Система управления может содержать ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальный) контроллер. Система управления либо электрически, либо беспроводным способом связана с ротором и представляет вычисленный угол положения в ротор.

Фиг. 1 изображает такой вариант осуществления. Устройство 100 содержит воздушный фильтр 101, содержащий первый 102 и второй 103 компоненты. Дополнительно показаны датчик RH 104, связанный с системой 106 управления. Система 106 управления соединена с ротором 105. Ротор 105 соединен с воздушным фильтром 101. В данном варианте осуществления воздушный фильтр имеет цилиндрическую форму. Первый 102 и второй 103 компоненты совместно образуют цилиндрическую форму. При размещении части цилиндрической формы в пути воздушного потока, воздух фильтруется только одним компонентом воздушного фильтра. Например, фиг. 2 является видом сверху воздушного фильтра 101. Данная фигура изображает воздушный фильтр 101, установленный так, что только второй компонент 103 выставлен в путь воздушного потока (обозначенный черными стрелками). Таким образом, воздух фильтруется только вторым компонентом 103 воздушного фильтра 101. На фиг. 3 показано, что воздушный фильтр 101 повернут на 180 градусов таким образом, что в таком случае первый компонент 102 установлен в путь воздушного потока.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр 101 является плоской поверхностью, имеющей две противоположные стороны. Такой вариант осуществления изображен на фиг. 4. Одна сторона содержит первый компонент 102. Другая сторона содержит второй компонент 103. Например, одна сторона покрыта первым химическим компонентом. Другая сторона покрыта вторым химическим компонентом. В зависимости от измеренного RH, в путь воздушного потока устройства устанавливается наиболее подходящая сторона воздушного фильтра. Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что такой воздушный фильтр является компактным и легко заменяемым. Воздушный фильтр можно устанавливать в устройство путем поворота. Воздушный фильтр может быть закреплен в устройстве с возможностью поворота. В таком варианте осуществления, наиболее подходящая сторона воздушного фильтра устанавливается в путь воздушного потока посредством поворота воздушного фильтра.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, для поворота воздушного фильтра может быть обеспечено средство поворота воздушного фильтра в зависимости от измеренного RH воздуха. Средство может быть либо электрически, либо беспроводным способом связано с датчиком RH.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, средство может быть ротором, который может иметь непосредственное соединение с воздушным фильтром и может непосредственно поворачивать воздушный фильтр для установки первого или второго компонента в путь воздушного потока, в зависимости от измеренного RH воздуха.

В соответствии с другим конкретным вариантом осуществления, ротор может быть также иметь непрямое соединение с воздушным фильтром через один или более стержней или тросиков. Стержни или тросики могут крепиться к краям воздушного фильтра, позволяя, тем самым, поворачивать воздушный фильтр посредством перемещения стержней или тросиков вверх и вниз. Фиг. 5 поясняет, как стержень или тросик 110 закреплены к стороне воздушного фильтра 101 в конкретной точке 109 крепления. Конфигурация аналогична конфигурации «жалюзи», в которой угол поворота жалюзи можно регулировать тросиками или стержнями, прикрепленными к сторонам или краям жалюзи. Дополнительное преимущество состоит в том, что угол выхода воздушного потока из устройства также можно регулировать поворотом воздушного фильтра.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство содержит множество поворотных воздушных фильтров, которые расположены параллельно друг другу. Устройство дополнительно выполнено так, что стороны множества воздушных фильтров, содержащие одинаковый компонент, могут быть одновременно выбраны и повернуты навстречу пути воздушного потока для фильтрации воздуха с помощью одинаковых компонентов. Конструкция данного варианта осуществления аналогична конфигурации жалюзи. Типичные жалюзи изготавливают из нескольких длинных горизонтальных или вертикальных планок из твердого материала различных типов, включая дерево, пластик или металл. В данном варианте осуществления планки являются воздушными фильтрами. Наиболее подходящий компонент, являющийся одной стороной воздушного фильтра, например, первой или второй, может выбираться поворотом стороны воздушного фильтра навстречу пути воздушного потока. Дополнительное преимущество изобретения состоит в том, что фильтрованный воздух может затем выходить из устройства через промежуток между разными воздушными фильтрами, с изменением, тем самым, направления потока воздуха, выходящего из воздухоочистителя.

Одновременный выбор надлежащего компонента каждого из множества воздушных фильтров может выполняться благодаря закреплению всех воздушных фильтров к одному и тому же стержню/тросику. При этом, стержнем/тросиком управляют электродвигателем или ротором. Преимущество изобретения состоит в том, что единственный электродвигатель или ротор может одновременно выбирать наиболее подходящий компонент, исходя из измеренной RH воздуха.

Фиг. 5 изображает данный вариант осуществления с множеством воздушных фильтров. Разные воздушные фильтры 101 закреплены с возможностью поворота в воздухоочистительном устройстве 100. Каждый воздушный фильтр 101 покрыт с одной стороны первым компонентом 102 и с другой стороны вторым компонентом 103. Один край каждого воздушного фильтра 101 закреплен к тросику/стержню 110 в точке 109 крепления. Посредством перемещения стержня/тросика 110 вверх или вниз угол воздушного фильтра 110 можно изменять так, что воздух (путь воздушного потока указан черной стрелкой) может фильтроваться компонентом воздушного фильтра. На фиг. 5 показано, что воздушные фильтры 101 установлены/повернуты так, что путь воздушного потока будет отклоняться на стороне воздушных фильтров 101, содержащих первый компонент 102. Фильтрованный воздух перенаправляется вверх (указано черными стрелками). На фиг. 6 показано, что воздушные фильтры 101 установлены так, что путь воздушного потока будет отклоняться на стороне воздушных фильтров 101, содержащих второй компонент 103. Фильтрованный воздух перенаправляется вниз (указано черными стрелками).

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, воздушный фильтр располагается в контейнере. Контейнер может быть твердой коробкой, сквозь которую не может проникать воздух. Первый и второй компоненты воздушного фильтра являются разными частями, которые могут перемещаться независимо друг от друга. Например, когда измеренная RH показывает, что наиболее подходящим для фильтрации воздуха является первый компонент, первый компонент выбирается подъемом из контейнера и его помещением в путь воздушного потока. Второй компонент остается в коробке и не фильтрует воздух. Когда измеренная RH показывает, что наиболее подходящим для фильтрации воздуха является второй компонент, второй компонент выбирается подъемом из контейнера и его помещением в путь воздушного потока. Первый компонент остается в коробке и не фильтрует воздух. Перемещение компонентов может выполняться механической системой, соединенной с первым и вторым компонентами и приспособленной для перемещения или подъема компонентов из контейнера и в путь воздушного потока.

Фиг. 7 изображает контейнер 107. Воздушный фильтр 101 находится в контейнере 107. Воздушный фильтр 101 содержит первый 102 и второй 103 компоненты. Фиг. 8 изображает контейнер 107, первый 102 и второй 103 компоненты. Второй компонент 103 поднимается из контейнера 107 и перемещается в путь воздушного потока (указанный черными стрелками). Фиг. 9 изображает контейнер 107, первый 102 и второй 103 компоненты. Первый компонент 102 поднимается из контейнера 107 и перемещается в путь воздушного потока (указанный черными стрелками).

Система для перемещения наиболее подходящего компонента из контейнера может быть механической системой, содержащей электродвигатель, который приводится в движение контроллером, который связан с датчиком RH.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство может содержать нагревательный элемент. Нагревательный элемент может находиться в контейнере или снаружи контейнера. Нагреватель используют для регенерации разных компонентов воздушного фильтра посредством его нагревания. Преимущество изобретения состоит в том, что посредством размещения воздушных фильтров в контейнере можно достигать высокой степени регенерации благодаря термоизоляционным свойствам контейнера. С данной целью, стенки контейнера можно термоизолировать с помощью термоизоляционного материала. Преимущество изобретения состоит в том, что один компонент воздушного фильтра может быть задействован для фильтрации посредством его подъема из контейнера и в путь воздушного потока. При этом, незадействованный компонент, находящийся в контейнере, можно регенерировать посредством нагревания контейнера. В качестве альтернативы, контейнер может быть наполнен жидкостью, которая может регенерировать или очищать компоненты воздушного фильтра.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения, контейнер может содержать разные воздушные фильтры, при этом разные воздушные фильтры имеют одинаковые компоненты. Например, контейнер может содержать, по меньшей мере, два воздушных фильтра, причем каждый воздушный фильтр содержит первый и второй компонент. Во время фильтрации, первый компонент первого воздушного фильтра может быть поднят из контейнера с целью фильтрации. При этом, первый компонент второго воздушного фильтра может регенерироваться в контейнере посредством нагревания. Когда фильтрующая способность первого компонента первого воздушного фильтра вырабатывается, его можно отвести обратно в контейнер для регенерации посредством нагревания, а первый компонент второго воздушного фильтра можно поднять в путь воздушного потока с целью фильтрации. Преимущество изобретения состоит в том, что данная конфигурация допускает фильтрацию воздуха фильтрами, которые находятся в наилучшем возможном состоянии.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, устройство содержит подвижную крышку, которая может частично закрывать воздушный фильтр. В данном варианте осуществления воздушный фильтр является плоской конструкцией, на которой находятся первый и второй компоненты. В зависимости от измеренного RH, подвижная крышка перемещается так, что наиболее подходящий компонент способен фильтровать воздух, а другие компоненты закрыты подвижной крышки. Следовательно, в путь воздушного потока в устройстве открывается и выставляется наиболее подходящий компонент, выявленный в зависимости от измеренного RH.

Фиг. 10 изображает подвижную крышку 108. Крышка 108 устанавливается в путь воздушного потока и блокирует путь воздушного потока (указанный черными стрелками) второго компонента 103 воздушного фильтра. Путь воздушного потока к первому компоненту 102 не блокируется. Следовательно, в данной конфигурации первый компонент 102 выбран как наиболее подходящий компонент для фильтрации воздуха с некоторой RH.

На фиг. 11 показано, что крышка 108 установлена в путь воздушного потока и блокирует путь воздушного потока первого компонента 102 воздушного фильтра. Путь воздушного потока к второму компоненту 103 не блокируется. Следовательно, в данной конфигурации второй компонент 103 выбран как наиболее подходящий компонент для фильтрации воздуха с некоторой RH.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен способ очистки воздуха, изображенный на фиг. 12. Способ содержит этап обеспечения набора фильтров для фильтрации воздуха. Каждый фильтр набора имеет отличающийся рабочий диапазон или эффективность фильтра по отфильтровыванию конкретной загрязняющей примеси из воздуха, рассматриваемые по относительной влажности воздуха. Набор фильтров содержит множество фильтров разных типов, например, разнотипные фильтры для отфильтровывания одной загрязняющей примеси из воздуха, например, формальдегида или других загрязняющих примесей, как описано в первом аспекте изобретения. Кроме того, измеряют относительную влажность воздуха. Фильтр наиболее эффективного типа для отфильтровывания конкретной загрязняющей примеси определяют по измеренной относительной влажности. Затем, фильтр найденного типа выбирают из набора фильтров и используют для фильтрации воздуха посредством, например, размещения фильтра в пути воздушного потока.

В соответствии с вариантами осуществления изобретения, во время фильтрации воздуха, непрерывно измеряют RH воздуха. Когда RH изменяется, и фильтра ранее выявленного типа становится менее пригодным, чем фильтр другого имеющегося типа, упомянутый фильтр другого типа выбирается и применяется для фильтрации воздуха. Пунктирная линия со стрелкой на фиг. 12 показывает, что RH воздуха измеряется непрерывно, и что, исходя из данного измерения, определяется и выбирается тип фильтра.

Как подробно описано выше, воздушный фильтр содержит первый и второй компоненты. Воздушный фильтр может также содержать больше компонентов, в зависимости от диапазона изменения влажности RH воздуха, который должен охватываться устройством. Определение, какой компонент является наиболее подходящим или эффективным для фильтрации воздуха, имеющего конкретную RH, может выполняться заранее. Например, определение, какой компонент является наиболее эффективным для отфильтровывания конкретной загрязняющей примеси, например, формальдегида или другой загрязняющей примеси, из воздуха, имеющего конкретную RH, может выполняться заранее.

Например, в течение фазы тестирования компоненты приводят в контакт с воздухом в широком диапазоне RH. Эффективность фильтрации каждого из компонентов, например, для отфильтровывания конкретной загрязняющей примеси из подаваемого воздуха, измеряется во всем упомянутом широком диапазоне RH. Данные по эффективности фильтрации могут использоваться системой управления, чтобы во время очистки воздуха определять, какой фильтр является наиболее подходящим фильтром при измеренной RH. Например, данные по эффективности фильтрации могут использоваться системой управления, чтобы во время очистки воздуха определять, какой фильтр является наиболее подходящим фильтром для отфильтровывания конкретной загрязняющей примеси из воздуха при измеренной RH воздуха. Например, упомянутые данные по эффективности фильтра могут сохраняться в памяти системы управления. Затем данные выбираются и сверяются с измеренной RH для выбора наиболее подходящего или эффективного компонента.

Как правило, фильтры на основе хемосорбции эффективно действуют при высокой влажности. Фильтры на основе физической адсорбции эффективно действуют при низкой влажности. Что касается фильтров на основе каталитического окисления, то влияние влажности варьируется. Некоторые катализаторы эффективно действуют при низкой влажности, например, MnOx-CeOx, CuO-MnO₂. Некоторые катализаторы эффективно действуют при высокой влажности, например, Pt/TiO₂.

Устройство можно модифицировать так, чтобы, вместо измерения влажности воздуха, измерялись другие параметры воздуха. Другими параметрами могут быть давление окружающей среды, температура, концентрация некоторого газа в воздухе и т.п. Тогда, наиболее подходящий или эффективный компонент воздушного фильтра выбирается для фильтрации воздуха в зависимости от данных параметров. В данных вариантах осуществления датчик выполнен с возможностью измерения такого конкретного параметра воздуха. Воздушный фильтр состоит из компонентов, которые являются, каждый, наиболее подходящими для фильтрации в конкретном диапазоне измеренного параметра воздуха, при этом каждый компонент является отличающимся. Например, когда измеряется температура, воздушный фильтр состоит из, по меньшей мере, двух компонентов, при этом каждый компонент эффективен при фильтрации воздуха в отличающемся диапазоне температур. Например, первый компонент может быть эффективным при фильтрации воздуха, имеющего температуру в диапазоне от 0 до 15 градусов Цельсия, а второй компонент может быть более эффективным при фильтрации воздуха, имеющего температуру в диапазоне от 15 до 30 градусов Цельсия. Такой же принцип применим к другим измеряемым параметрам воздуха. Определение эффективности фильтра для каждого диапазона параметра может выполняться заранее с использованием фазы тестирования, как описано выше.

Изобретение относится к устройствам обработки воздуха, например воздухоочистителям, воздухоувлажнителям и воздухоосушителям. Предложено устройство (100) для фильтрации воздуха, содержащее воздушный фильтр (101), который содержит первый компонент (102), приспособленный для фильтрации воздуха, имеющего уровень влажности, находящийся в пределах первого диапазона уровней влажности, и второй компонент (103), приспособленный для фильтрации воздуха, имеющего уровень влажности, находящийся в пределах второго диапазона уровней влажности. Устройство (100) содержит также систему (106) управления, выполненную с возможностью приема измеренной относительной влажности воздуха и выбора первого (102) или второго (103) компонента для фильтрации воздуха, в зависимости от измеренной относительной влажности воздуха. Технический результат – повышение эффективности воздухоочистительного устройства за счет обеспечения возможности его работы в широком диапазоне уровней влажности воздуха. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство (100) для фильтрации воздуха, содержащее:

- воздушный фильтр (101), содержащий: первый (102) и второй (103) компоненты для фильтрации воздуха; и

- систему (106) управления, выполненную с возможностью приема измеренной относительной влажности воздуха,

отличающееся тем, что:

первый компонент (102) выполнен с возможностью фильтрации воздуха, имеющего уровень влажности, находящийся в пределах первого диапазона уровней влажности;

второй компонент (103) выполнен с возможностью фильтрации воздуха, имеющего уровень влажности, находящийся в пределах второго диапазона уровней влажности, отличающегося от первого диапазона уровней влажности;

при этом система управления дополнительно выполнена с возможностью выбора наиболее эффективного компонента для фильтрации воздуха из первого (102) или второго (103) компонента, в зависимости от измеренной относительной влажности воздуха и в зависимости от эффективности фильтрации первого (102) и второго (103) компонентов для измеренной относительной влажности воздуха.

2. Устройство (100) по п. 1, в котором воздушный фильтр (101) выполнен подвижным, так что первый (102) или второй (103) компонент можно выбирать и вдвигать в путь воздушного потока.

3. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором воздушный фильтр (101) выполнен поворотным, так что первый (102) или второй (103) компонент можно выбирать поворотом первого (102) или второго (103) компонента в путь воздушного потока или навстречу пути воздушного потока.

4. Устройство (100) по п. 3, дополнительно содержащее ротор (105), соединенный с воздушным фильтром (101) и системой (106) управления, при этом система (106) управления дополнительно выполнена с возможностью вычисления угла положения ротора (105) в зависимости от измеренного уровня влажности воздуха.

5. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором воздушный фильтр (101) имеет две противоположные стороны, причем одна сторона содержит первый компонент (102), а другая сторона содержит второй компонент (103).

6. Устройство (100) по п. 5, дополнительно содержащее по меньшей мере один другой воздушный фильтр, описанный в п. 5, расположенный параллельно воздушному фильтру (101), при этом устройство (100) дополнительно выполнено так, что стороны всех воздушных фильтров (101), содержащие одинаковый компонент, могут быть выбраны и повернуты одновременно навстречу пути воздушного потока для фильтрации воздуха с помощью множества выбранных одинаковых компонентов.

7. Устройство (100) по п. 1, в котором воздушный фильтр (101) расположен в контейнере (107) и которое дополнительно содержит механическую систему для выбора первого (102) или второго (103) компонента таким образом, что первый (102) или второй (103) компонент устанавливается из контейнера (107) в путь воздушного потока.

8. Устройство (100) по п. 7, дополнительно содержащее нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагревания контейнера (107) таким образом, что компонент воздушного фильтра (101) может регенерироваться.

9. Устройство (100) по п. 1, дополнительно содержащее подвижную крышку (108), выполненную с возможностью закрывания первого (102) или второго (103) компонента, в зависимости от измеренного уровня влажности воздуха, таким образом, что незакрытый компонент открыт в путь воздушного потока.

10. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором первый компонент (102) содержит слой, эффективный при высокой влажности, и при этом второй компонент (103) содержит слой, эффективный при низкой влажности.

11. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором первый диапазон уровней влажности является диапазоном влажности от 0 до 50% относительной влажности, и при этом второй диапазон уровней влажности является диапазоном влажности от 50 до 100% относительной влажности.

12. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором воздушный фильтр (101) выполнен сменным.

13. Устройство (100) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее датчик влажности (104) для измерения уровня влажности воздуха.

14. Способ фильтрации воздуха, включающий следующие этапы:

- обеспечивают набор фильтров, при этом каждый фильтр набора имеет отличающийся рабочий диапазон по относительной влажности воздуха;

- измеряют относительную влажность воздуха;

- выбирают тип фильтра из набора фильтров;

отличающийся тем, что:

способ дополнительно содержит следующие этапы:

- определяют наиболее эффективный тип фильтра для фильтрации воздуха, в зависимости от измеренной относительной влажности; и

- устанавливают тип фильтра в путь воздушного потока.

15. Способ по п. 14, в котором относительная влажность воздуха измеряется непрерывно, при этом определение, выбор и установку типа фильтра выполняют исходя из непрерывно измеряемой относительной влажности.