通過空氣電離對至少一個房間的空氣進行處理的方法和裝置的製作方法

2023-06-25 04:37:21

專利名稱：通過空氣電離對至少一個房間的空氣進行處理的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過空氣電離對至少一個房間的空氣進行處理的方法和裝置，其中，電離通過在電離管或電暈放電管內的放電實現。
眾所周知，利用電離裝置可對室內空氣並因此對呼吸空氣進行處理。在此過程中，把細菌和其它致病微生物殺死，而大分子被分裂成小分子。此外混合體和大分子還是有氣味的物質，因此藉助空氣電離可抑制氣味兒。此外，不僅可抑制室內空氣的有害健康的負荷而且可以大大減少空氣中的病源微生物。在電離裝置中利用了兩個電位之間形成的高強度電場，在此，通常的電離管採用的是玻璃管，其中，內側同軸心塗層，而外側是導電的。當施加足夠大的電壓時壁面玻璃形成一種介質，在介質中產生大強率電場。流過的空氣便富集離子。最大的缺點在於，從某一確定的壓力開始形成臭氧，它們隨電壓的增大而增多。
在德國專利DE 43 34 956.0 C2中公開過一種用離子進行空氣處理的方法和實施該方法的一種裝置，在此提高了電離裝置的長期穩定性。其中，放電電壓這樣被控制，即始終超不過產生較高臭氧量的閾值。如同未汙染的天然空氣一樣，採用所述方法和所述裝置時將氧離子的最小含量約5％作為處理下限值，它與天然值非常接近。藉助所用的一個空氣品質傳感器形式的傳感器，一個空氣流量探測器和一個空氣溼度探測器，可以把此最小含量實質上控制在某一允許範圍內。當出現外部幹擾源時，即室外空氣臭氧量增加，如由日照，自然界的不同場合，如逆溫天氣、暴雨、或外部能量場引起的煙霧或當內部幹擾源，如在進氣管道附近安裝的用來轉換電壓或頻率的電裝置、電磁輻射或其它射線出現時，進氣中的臭氧含量上升到所不希望的量值並超過限定值。
在權利要求1和8中給出的本發明的目的在於，這樣進一步改進開頭所述形式的方法和實施該方法的裝置，就是使臭氧含量不超過規定的界限值。
上述目的將通過權利要求1和8所列特徵來達到。
通過空氣電離對至少一個房間的空氣進行處理的方法和裝置，其中，電離通過在電離管或電暈放電管內的放電實現，其特徵是，電控制裝置的電離率大小依照由傳感器，即一個第一空氣品質傳感器，一個空氣流量探測器，一個空氣溼度探測器，一個臭氧傳感器和/或一個第二空氣品質傳感器測得的要處理空氣的可氧化空氣組分(如蒸汽態有機化合物-VOC)，相對溼度，流動速度或體積流量，臭氧含量在確保正氧離子和負氧離子的最小含量(與自然界中空氣狀態相當)情況下被確定。因此本發明方法這樣實施，室外空氣所含的可揮發碳水化合物的量由第一空氣品質傳感器測定，要處理空氣的流動速度或體積流量由一個空氣流量探測器測定，要處理空氣的相對溼度由一個空氣溼度探測器測定，進氣中的臭氧含量由一個臭氧傳感器測定，排出空氣和/或循環空氣中的可氧化組分由在房間與空氣處理裝置之間的循環空氣管道內或必要時在排除空氣管道內或直接在房間內的第二空氣品質傳感器測定並根據所測定的數值這樣控制一個或多個帶有電控制裝置的最小電離率，即維持氧離子的最小含量並在出現臭氧高限值時通過形成作為自然氧原子團的自由基團而使其還原。
本發明的具體優點是，還相應地測定和控制進氣中的臭氧值，且在達到或超過固定的點時向電控制裝置發送信號。由此這樣影響電離裝置，使在很大程度上避免對停留在房間內的人的有害影響。這基於房間的送入空氣管道內的臭氧傳感器，它通過電控裝置與電離裝置相連。
電控裝置14確保了非常穩定且適合自然的空氣電離作用，在此，預先規定的臭氧界限值不會被超過，以及在極端狀態下可消除臭氧。在此，上面所述的傳感器信號在控制裝置中被這樣計算和整理，即傳給至少一個電離裝置的優化的交變脈衝自動調整出一個適合所處狀況的電離強度。每個交變脈衝是一個完整的正弦曲線，該曲線根據需要在過零點被斷開。頻率和電壓在曲線中不變化。比以往的解決方案具有優點的是，多個交變脈衝(多個正弦曲線)被集合成單元或組合。單元大小，即每個單元或組合的交變脈衝數量提供了這樣的可能性，即為使空氣電離進一步優化並同時減小電網負荷，放電電壓保持恆定，因此確保穩定的空氣電離。
本發明解決方案的特徵還在於，確保過程的可靠性和提高效率，同時可靠地採用以循環空氣利用為目的的大氣技術設備。因此，在夏季高室外溫度和冬季低室外溫度情況下大大節省了製冷和取暖的能耗成本。其它具有優點的效應可從重建現有的和構思新的大氣設備中體現。此外，其優點還在於，尤其當室外空氣溼度很高時，室外空氣用量減少，並提高了空氣過濾器的使用壽命。
送入空氣和必要時循環空氣的電離導致尤其氣態可揮發碳水化合物被分解，這降低了空氣中的氧化可能性並消除了微生物。
本發明的優先實施形式在權利要求2至7,9和10中給出。
權利要求2詳述方法提供了房間內空氣的自然舒適性，其中，尤其氣態可揮發碳水化合物被分解，這降低了空氣中的氧化可能性並消除了微生物。
按照權利要求3的延伸，通過該方法，氧電離的最低強度保證在所能達到的電離能力的約5％。這與自然比例相當。
按照權利要求4的延伸這樣控制至少一個電離裝置的電離功率，在可揮發碳水化合物含量較高和/或空氣流動速度增大和/或相對空氣溼度增大和/或可氧化空氣組分含量增高情況下增大電離功率。因此，可以確保，當室內空氣品質變壞情況下，通過預先確定的空氣交換使送入空氣基本無汙染並實現在室內或在停留區內理想的電離程度。
按照權利要求5和9的延伸，電離裝置的最佳控制優選通過在時間上，周期性變化的交變電壓來實現。在此，電離裝置被施以設置的交變電壓的交變脈衝或包絡的組合的交變脈衝。最佳放電電壓是恆定的。
權利要求6和10的延伸把臭氧含量降低到能夠保證舒適的房間氣候的所希望的、預先確定的極限值。在第一區域內電離裝置的功率被降低。如果儘管電離已開始而送入空氣的臭氧含量值仍上升，則具有至少一個額外的臭氧源，在這種情況下由電控裝置自動接通消除自動模式。如果達到預先確定的界限值，則裝置重新進入正常操作狀態。在「消除臭氧」模式下臭氧的能級被裂變。所確定臭氧值的發送信號過零點選擇得能夠達到足夠的反應可靠性。
按照權利要求7的引伸，通過持續的電離作用的連續地向流入房間的空氣施加影響。在由房間內許多吸菸者或強作用清洗劑引起的突然變化情況下，到達反應的時間常數由此大大降低。因此，室內空氣更快地受到正面影響或立刻清新。
本發明的實施例在附圖中未出並在下面進一步說明。


圖1通過電離對至少一個房間的空氣進行處理的裝置的原理示意圖2用於控制電離裝置的兩個交變脈衝的一個包絡波型示意圖。
下面將以實施例形式對通過電離並因此藉助離子對至少一個房間的空氣進行處理的方法和裝置做進一步解釋。
圖1示出了通過電離對至少一個房間的空氣進行處理的裝置的原理示意圖。本發明的目的在於，對房間9提供舒適且符合要求的室內空氣。為此，一個送氣管道4通到房間9內。
進氣管道4來自空氣處理裝置3，一個室外空氣管道1和來自房間9的循環空氣管道12與空氣處理裝置相連。
該裝置還包含一個電控制裝置14，它的電能通過導線來自電網。當空氣處理裝置3起作用時，此時進氣風扇允許進氣流入，該電源接通。
電控制裝置14通過控制管線控制至少一個電離裝置5，該裝置接入來自空氣處理裝置3並通到房間9的送氣管道4。在此，電控制裝置14從以下傳感器獲得電信號形式的信息；一個第一空氣品質傳感器2，該傳感器監測流過空氣處理裝置3的室外空氣品質，尤其室外空氣中可揮發碳水化合物，蒸發的有機化合物(VOC)含量或室外空氣的氧化可能性本身。
一個第二空氣品質傳感器13，它接入從房間9通到空氣處理裝置3的循環管道12或必要時接入排氣管道10或房間9內並同時監測易揮發的可氧化室內空氣組分。
一個空氣流量探測器6，它測定流動速度並因此測定空氣輸送量。
一個空氣溼度探測器7和一個臭氧傳感器8。
空氣流量探測器6、空氣溼度探測器7和臭氧傳感器8接入從空氣處理裝置3通到房間9的進氣管道4。
空氣流量探測器6確定進氣管道4內的流動速度，空氣溼度探測器測得進氣管道4內的相對空氣溼度。
此外在進氣管道4內還接入一個臭氧傳感器8，它確定進氣中的臭氧含量，而與該含量相對應的電信號被送入電控制裝置14。
按照第一空氣品質傳感器2、空氣流量探測器6、空氣溼度探測器7、臭氧傳感器8和/或第二空氣品質傳感器13的數值調整由電控制裝置14輸送給電離裝置5的電功率。為此，把第一空氣品質傳感器2、空氣流量探測器6、空氣溼度探測器7、臭氧傳感器8和/或第二空氣品質傳感器13的信號彼此聯繫在一起，使得當出現較高空氣量和/或較大相對空氣溼度和/或較大室內空氣VOC含量時，電控裝置14發送給電離裝置5交變脈衝周期變化頻率或多個波型形式的功率。在這種情況下，使交變脈衝頻率或包絡的組合的交變脈衝頻率增大。在下面的極端情況下，例如，在室內溼度小時，也還在電離裝置5上接通最小的電離強度。
此後在電控制裝置14中接著，-權重單獨的參數，以向量和加方式綜合匯總-綜合成各參數的積-另一種數學處理。
從而使電離裝置5能以相應的理想的或希望的功率驅動電離裝置5，在時間上順序用相等或近於相等幅度的周期性交變電壓驅動的振幅。其中，順序的最小單元是周期變化的作為交變脈衝15(圖2中未出)的交變電壓的一個周期。該周期變化的交變電壓的不必要周期被去除。由此，確保放電時電壓恆定，並且對整個過程有意義的功能數據既穩定又可控。周期變化的交變電壓所具有的頻率與任何電網頻率相適應。不再需要變頻器。
穩定的空氣電離，因此也是理想的工作方式，即高的帶正、負電荷的氧離子含量，具有高的鍵合傾向，如空氣中VOC含量和空氣中自由基的含量最低，這時以一個確定的電壓放電產生。
這應當儘可能地保持恆定，從而保持一個最低的允許場。參照圖2下面說明電暈放電的性能，通過由超過允許電場的界值16和低於界值17改變放電電壓，在界值16和17之間達到理想的放電電壓。
如果電離裝置5的電壓上升超過界值17，進氣中的臭氧量便增加。相反，放電電壓降到界值17以下時，就產生了一個以自發放電(緩衝效應)為特徵的空氣電離工作場，在這種情況下，同樣釋放所不希望的氧自由基或臭氧。根據本發明，在過程中規定的放電電壓保持恆定。按情況計算出和穩定的空氣電離通過相應激發所確定的交變電壓的與零點交叉的正弦曲線產生。在此，每個交變脈衝有一個使電離裝置起作用的正弦曲線。為進一步優化電離效果，可以這樣設計電控裝置，另外使交變脈衝周期頻率被綜合成確定數量的交變脈衝15單元或者量。
如下分析臭氧傳感器的信號，並在過程中使用進氣流中臭氧含量為0至0.06ppm時沒有影響措施，當臭氧含量大於或等於0.06ppm瞬時電離率下降到50％，臭氧含量進一步上升而超過上限值時，啟動去除臭氧措施。
此外，本發明裝置的運行是這樣實現，即使出現極限最小過程參數，也維持最小電離率。尤其當第一空氣品質傳感器2，空氣流量探測器6，空氣溼度探測器7，臭氧傳感器8和第二空氣品質傳感器13向電控裝置發信號時，不必實現電離。本發明總之用於提供舒適的室內空氣。
在裝置的運行中，只有微小量的由外空氣管線1導入的排氣經排氣管路11排出。從而可以達到節能地實現目標而充分利用環境空氣。
權利要求
1．一種通過電離對至少一個房間的空氣進行處理的方法，電離通過在電離管或電暈放電管內的放電實現，其中，電控制裝置(14)的電離功率大小依照由傳感器，即一個第一空氣品質傳感器(2)，一個空氣流量探測器(6)，一個空氣溼度探測器(7)，一個臭氧傳感器(8)和/或一個第二空氣品質傳感器(13)測得的要處理空氣的可氧化空氣組分，要處理空氣的相對溼度，要處理空氣的流動速度或體積流量，送入空氣中的臭氧含量，氧離子的最少含量來確定。
2．如權利要求1所述的方法，其特徵是尤其室外空氣的揮發性碳水化合物的含量由一個第一空氣品質傳感器(2)測定；由一個空氣流量傳感器(6)測定要處理空氣的流動速度或體積流量；由一個空氣溼度探測器(7)測定要處理空氣的相對溼度；由一個臭氧傳感器(8)測定送入空氣和/或要處理的空氣中的臭氧含量；由一個第二空氣品質傳感器(13)測定房間(9)的和/或房間(9)的排出空氣管道(10)的排除空氣的和/或在排氣管道(10)和空氣處理裝置(3)之間的循環空氣管道(12)內的循環空氣的可氧化空氣組分，依照所測定的數值，利用一個電控裝置這樣控制至少一個或多個電離裝置(5)的電離功率大小，即維持氧離子的最小含量並在臭氧高限值出現時通過分裂恢復臭氧值。
3．如權利要求1或2所述的方法，其特徵是，氧電離的最小強度確保為所能達到的電離能力的約5％。
4．如權利要求1至3的任一項所述的方法，其特徵是，當可揮發碳水化合物含量和/或空氣流速和/或相對空氣溼度和/或可氧化空氣組分含量較高時，電離功率通過所測得數值的邏輯運算而增大。
5．如權利要求1至4的任一項所述的方法，其特徵是，電離裝置(5)可通過在時間上周期變化的交變電壓，作為至少一個交變脈衝(15)或作為至少一個確定序列交變脈衝(15)的一個包絡控制。
6．如權利要求1至5的任一項所述的方法，其特徵是，當進氣管道內的臭氧含量大於或等於0.06ppm時，電離裝置(5)的生產能力下降，而當臭氧值進一步增加時，就周期變化的交變電壓作為交變脈衝(15)或具有確定數量的交變脈衝(15)包絡，使得通過電控裝置(14)與臭氧傳感器(8)相連的電離裝置(5)調整臭氧量。
7．如權利要求1至6的任一項所述的方法，其特徵是，當電控裝置(14)引起的處理數據略微變化和無變化確定一個電離強度。
8．一種依權利要求1至6所述方法對至少一個房間進行空氣處理的裝置，其中，在至少一個充滿要處理空氣的房間連接一個輸送要處理空氣的送氣管道，其特徵是在房間(9)內和/或在房間(9)的排氣管道(10)內和/或在排氣管道(10)與空氣處理裝置(3)之間的循環管道(12)內有一個第二空氣品質傳感器(13)；在空氣處理裝置(3)和至少一個房間(9)之間的進氣管線設有至少一個電離裝置(5)，一個氣流傳感器(6)，一個空氣溼度傳感器(7)和一個臭氧傳感器(8)，而空氣品質傳感器(2,13)、氣流傳感器(6)、空氣流量探測器(7)和臭氧傳感器(8)通過信號管線與電控裝置(14)相連。
9．如權利要求8所述的裝置，其特徵是，用來控制作為交變脈衝(15)，交變脈衝周期變換頻率和/或具有確定數量的交變脈衝(15)包絡的電控裝置(14)與電離裝置(5)相連。
10．如權利要求8或9所述的裝置，其特徵是，一個依照臭氧含量大小而發送電信號或一個依照預先確定的一個或多個臭氧含量值而發送電信號的臭氧傳感器(8)與電控裝置(16)相連。
全文摘要
一種通過電離對至少一個房間的空氣進行處理的方法,電離通過在電離管或電暈放電管內的放電實現,其中,電控制裝置(14)的電離功率大小依照由傳感器,即一個第一空氣品質傳感器(2),一個空氣流量探測器(6),一個空氣溼度探測器(7),一個臭氧傳感器(8)和/或一個第二空氣品質傳感器(13)測得的要處理空氣的可氧化空氣組分,要處理空氣的相對溼度,要處理空氣的流動速度或體積流量,送入空氣中的臭氧含量,氧離子的最少含量來確定。
文檔編號A61L9/015GK1312448SQ0110471
公開日2001年9月12日 申請日期2001年2月19日 優先權日2000年2月18日
發明者赫爾·維爾納·弗萊舍 申請人:Lk空氣品質公開股份有限公司