CN101730824A - 供气装置和用于在供气装置中净化气体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种供气装置，它包括供气喷嘴，经过供气喷嘴，进来的气体被引导到混合腔室中且进一步被引导到空间中，使得该进来的气体诱导来自该空间的循环或二次气流；和电子颗粒过滤器和电/槽气体过滤器，循环或二次气流被引导经过该过滤器。

Description

供气装置和用于在供气装置中净化气体的方法
技术领域
本发明涉及一种供气装置，经过所述供气装置将气流导入到空间中或室内，方式是供给气流诱导或引导来自所述空间或室内的循环或二次气流流经过滤器和/或热交换器且再流回到所述空间中。而且，本发明涉及一种用于移去所述供气装置中的空气运载的杂质的方法。
背景技术
对于空间或室内的冷却，在所述空间的顶部或天花板设置供气装置已经变得越来越常见，其中，从中央通风系统供给的进入的或一次(或初级或者主要)空气从所述供气装置内部的喷嘴以较高的速度或速度被吹入到所述供气装置内的混合部件，在那里来自所述空间的循环或二次气流被诱导或引导到供气射流中。由一次和二次空气形成的气体混合物被从供气装置引导到所述空间内。从所述空间中诱导的二次空气或气流经过热交换器进入所述供气装置中，所述热交换器能够将对所述空气进行冷却或者另一种方式进行加热。这种供气装置的设置已经在内部热调节的控制方面产生了显著的改进。
考虑到室内空气的纯净，例如已经开发出了带有微量放射的建筑材料和空调系统的无杂质释放部件，以及一直在例如中央空调系统的常规清洁和更有效的过滤空气方面进行投资。为了改进室内空气中的杂质控制，用于空调方面的另一种措施是添加室外空气。
考虑的室内空气的性质，显著增加室外空气的流动速度相对地受到限制。例如，增加气流速度的一倍会将室内空气中来自室内源的杂质含量降低到一半。但是，增加室外空气的流动速度就会增加冷却和加热的需要，且由此与限制建筑物内的能量消耗产生了矛盾。增加供给气流速度就要涉及到增加空调气体管道的尺寸，这就导致建筑中的楼层的高度增加，由此导致成本增加。
在供气装置本身中存在着过滤配置或布置，例如在专利文件DE3321612中。该专利文件公开了一种供气装置，在所述供气装置中，将二次气流引导经过热交换器前面的过滤器。所使用的过滤器是常规的过滤器垫，然而所述过滤器垫产生高的流动阻力，所述流动阻力对于供气装置的功能是不利的。所述高的流动阻力太多的降低二次气流的流动，其中二次气流的过滤对于室内空气的质量没有显著的影响。如果供气装置配备有冷却或加热，所述过滤器垫的流动阻力太多地限制气流经过所述部件，导致所述供气装置的冷却/加热效率极度下降。如果所使用的过滤器是非常容易渗透空气的织物过滤器，那么二次气流可以处在可接受的程度，但用所述过滤器净化的效率会保持低的程度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种供气装置，用于降低室内空气的杂质的含量，而不增加尤其是能量消耗以及中央空调系统的空气流量。本发明的另一个目的是提供一种供气装置，其中由过滤器引起的流动阻力是低的，且随之所述过滤器不干扰所述供气装置的功能。
为实现这样的目的，按照本发明的供气装置的特征在于，在所述供气装置中，二次气流被引导经过包括电子颗粒过滤器或者电解槽气体过滤器的过滤器，或者所述供气装置包括这两种所述过滤器。
按照本发明的供气装置是以这样的概念为基础的，其中所使用的用来过滤二次气流的过滤器产生尽可能低的压力，其中按照本发明的配置，如果所述供气装置也配备有热交换器的话，对所述二次气流并不构成限制，而且不干扰空气的净化和冷却或者加热。在按照本发明的供气装置中，对于特定杂质采用相应的实施方式，所述实施方式的功能在细颗粒的分离过程中主要是以电子过滤为基础。对于气态杂质，使用蜂窝状过滤器(cellular filter)，与传统上工作的过滤器配置相比，所述过滤器产生低的压力损失，传统上工作的过滤器配置的紧密结构造成高的压力损失。
在按照本发明的供气装置中所使用的过滤器产生不高于5Pa的压力损失，所述压力损失不会太多地降低二次气流流动，而另一方面，不会使流动噪音达到干扰的程度。
通过按照本发明的配置，如果所述装置也包括热交换器，控制室内空气的杂质和热状态是可能的。按照本发明的供气装置的目的是要净化室内空气清除杂质，所述杂质夹杂在一次气体或泄入的室外空气中或者例如由人或他们的活动或空间的设备所产生的。
在按照本发明的供气装置中，可以是例如电子过滤器单元的电子过滤器被用来过滤来自二次气流的小的空气载运的颗粒，鉴于电子颗粒过滤器，有利的是，进入所述过滤器的气流被电离，使得所述气流中的颗粒被电子上充电或带电荷，且因此能借助于电子过滤器从气流中去除这些颗粒。按照本发明的供气装置有利地配备有离子发生器，但是所述离子发生器可以放置在所述装置的外部。所述离子发生器也可以指安置在所述过滤器的前侧边上的装置或者集成在过滤器中且颗粒在其中由通过电晕放电产生的离子得到充电的装置。按照本发明的供气装置还可以包括除了上述电子颗粒过滤器之外的电解槽气体过滤器，或另外的方案，上述电解槽气体过滤器可以是用于二次气流净化的单一过滤器。所述电解槽气体过滤器用来从空气中去除气态杂质。
利用上面提及的电子颗粒过滤器，具有直径0.1μm的颗粒可以大于80％的收集效率从所述二次气流中去除。
所述过滤器的横截面有利地涵盖整个二次气流，但相对于二次气流，所述过滤器的横截面不一定需要涵盖整个二次气流，而所述二次气流的一部分可以经过过滤部件循环。
利用按照本发明的供气装置的过滤器配置，与分离的气体载运的杂质的高能力相结合，实现了低的压力损失。通过按照本发明的二次空气的净化所产生的净化效果(有效的气流或者完全纯净的空气的生产)是仅净化一次气流的效果的许多倍。由于所述过滤器配置的低的压力损失，这样的过滤并不增加由所述供气装置产生的噪音。能量消耗以及所述过滤所需要的电能也非常低。按照本发明的所述配置因此可以被用来以低的耗能成本改善室内空气的质量。
按照本发明的供气装置有利地是要安置在天花板中的冷却梁或者称作制冷梁，供给的或一次气体从所述装置的外面，通常从中央通风系统，进入到所述冷却梁。
而且，本发明的目的也是提供一种用于去除供气装置中的空气载运的杂质的方法。根据本发明的方法主要的特征在于，借助于电子颗粒过滤器和/或电解槽气体过滤器过滤循环的或二次气流。
附图说明
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1以剖面图示出本发明供气装置的工作原理；以及
图2图1以剖面图示出本发明供气装置的另一实施例的工作原理。
具体实施方式
图1示出了供气装置10的示例，其中所述供气装置是要安置(或安装)在天花板(或顶蓬)中的冷却梁(或制冷梁)，从所述装置的外面供给进入所述梁的气体。供给的气体或一次(或初级)空气L1通过供气管(图中未示出)被引导到供气腔室11中，供给的气体L1进一步从所述供气腔室通过空气喷嘴16被引导到诱导腔室(或吸气室)17。被吹入到所述诱导腔室内的一次气流将循环的或二次气流L2从空间H1诱导(或抽吸)到所述诱导腔室中，在那里所述气流L1和L2被混合，所述气流L1和L2的混合物从诱导腔室被排放到空间H1中。由供给气流L1从空间H1诱导的循环或二次气流L2经过过滤器或多个过滤器12、14以及热交换器13进入到诱导腔室17中。如果使用所述供气装置仅用于空气的净化，那么所述供气装置不包括热交换器13。
将供给的或一次气体或气流L1以较高的速度或者速率经过所述供气装置10内部的喷嘴16吹入到诱导腔室17中，其中被诱导到空气射流中的二级气流L2大约是一次气流L1的五倍。
供气装置10可以是电子颗粒过滤器12或电解槽气体过滤器(或蜂巢式气体过滤器(cell gas filter))14，或者所述供气装置可以包括上面提及的过滤器12和14两者。在循环或二级气流L2中的细微颗粒可以借助于电子颗粒过滤器12来去除。气态杂质可以借助于电解槽气体过滤器14来去除。
供给到电子颗粒过滤器中的气体或空气被电离或离子化，其中夹杂在所述气流中的颗粒受到电子上的充电或被赋予电荷。将被充电的颗粒引导到所述过滤器中，在其中，所述颗粒与所述气流的分离主要是受到电子作用力或电力的影响，从而所述过滤器包括收集被充电的颗粒的电场。因而使用在供气装置中的电子颗粒过滤器包括两个阶段：换句话说，颗粒的充电发生在与被充电的颗粒从所述气流中的过滤的不同的位置。过滤部件可以是一次性的，其中，在使用一段时间之后必须进行更换。所述过滤部件也可以是可清洁的，其中，通过冲洗或抽真空将收集在过滤器中的颗粒团去除。
所述供气装置有利地配备有离子发生器15，而所述离子发生器还可以放置在所述供气装置的外面。如图2所示，离子发生器15有利地放置在所述过滤器的前侧，其中在二次气流中的细微颗粒正好在进入过滤器之前被充电。另一种方案是，所述过滤器15也可以放置在组合的气流L1+L2中，如图1所示。所述离子发生器还可以指安置在所述过滤器的前侧上的装置或者集成在所述过滤器中的装置，且其中颗粒由通过电晕放电产生的离子进行充电。
电子颗粒过滤器可以是1)电子过滤器单元(electric filter cell)，2)电子织物过滤器，或者3)由驻极体(或电介体)材料制成的织物过滤器。在所有这些过滤器类型中，从气流中移除颗粒杂质主要是基于颗粒和过滤器的相反的电荷或带电。如果将由驻极体材料制成的颗粒过滤器使用在供气装置中，就不需要离子发生器，但所述离子发生器可用来促进过滤。采用所述电子颗粒过滤器，还能够以多于80％的收集效率从所述气流中移除直径为0.1μm的细微颗粒。
使用电解槽气体过滤器(cell gas filter)，用来从气流中移除气态杂质。使用在所述供气装置中的电解槽气体过滤器优选具有在欧洲专利公开文件EP1021239中存在的结构。
在供气装置中的电子颗粒过滤器和/或电解槽气体过滤器有利地放置在二次气流中的热交换器的上游。这些过滤器具有大约20到30mm的厚度，且经过所述过滤器的二次气流速度或速率大约是0.1至0.25m/s。
在目前使用中的供气装置中，冷却器(cooling radiator)以及在所述冷却器前面的格栅(grate)造成大约0.6到1Pa的总压力损失。增补有电子过滤器的结构将增加小于0.5Pa的压力损失。在按照本发明的配置或布置中，由过滤器或多个过滤器造成的压力损失优选小于1Pa，其中，气流的过滤不会干扰供气装置的运行。
在图1和2中所示的供气配置或布置中，相对于空间H供气腔室11的过压典型地大约是60至100Pa。所以由所述过压通过喷嘴16吹入的气流L1本身可以在诱导腔室17中诱导足够的二次气流L2，在所述二次气流中过滤器所引起的压力损失不应当超过5Pa。当使用电子颗粒过滤器和/或电解槽气体过滤器用来过滤气体时，实现这样的确定目标的压力损失是可能的。
根据本发明的供气装置经受多次试验，以便找出在配备有电子过滤单元的冷却梁中二次气流的气流速度并基于所述结果评估每米梁长度在冷却梁中可实现的有效气流速度(无颗粒气流速度)。对于冷却梁进行测量，由于过滤技术的原因，所述冷却梁的结构不是最优化的。
按照所进行的测量，在配备有过滤部件的冷却梁中的二次气流速度是每米梁长度25dm3/s。经过过滤部件的气流速度是0.15m/s。在中央通风机器中，经过电子过滤器的气流速度典型地是2.5m/s，且电子过滤器的收集效率大约是90％。在0.15m/s的气流速度，电子过滤器的收集效率接近100％。当在冷却梁的结构中还考虑到过滤效率时，合理的推论出，在配备有颗粒过滤的冷却梁的过滤部件中净化的气流的有效速度可以是每米冷却梁长度至少30dm3/s。通过为冷却梁配备电子过滤器，在使用冷却梁的情况下室内空气的颗粒含量降低到三分之一。
本发明还涉及一种用于去除供气装置中的空气载运的杂质的方法，在所述方法中，循环的或二次气流通过电子颗粒过滤器和/或电解槽气体过滤器进行过滤，如上所述的。
所述二次气流可以整体或部分地被引导经过所述过滤器。有利的是，所述过滤器的横截面涵盖整个二次气流。在相对应的方式中，二次气流可以整体地被冷却或加热，或者只有部分气流通过热交换器。在另一种方案中，供气装置可以配备有热交换器旁路板，其中可以根据载荷的情况调整加热/冷却的需要。可对冷却或加热气流的需要进行改变，以及通过改变热交换器中的流量(stream flow)进行正常地调整。还可以使用所述供气装置只用于空气的净化，其中所述供气装置不包括热交换器。
根据本发明的供气装置有利地是有效的冷却梁，所述一次气流或空气从所述装置的外部，通常从中央通风系统进入所述冷却梁。在这些装置中，来自中央通风系统的所述一次气流或空气被从所述装置内部的喷嘴吹入到所述空间内，从而将二次气流从所述空间中诱导或引导出并经过冷却单元引导到冷却梁中。在根据本发明的供气装置中，在冷却单元之前借助于电子颗粒过滤器和/或电解槽气体过滤器过滤二次气流，这使得流动阻力很低，从而不干扰气流的冷却。
然而，按照本发明的过滤配置或布置还可以应用于称为鼓风机盘管终端设备(blower coil terminal equipment)中。也可以使用按照本发明的过滤配置只用于空气净化的目的；换句话说，可以将任何进来的气流供给到包括二次空气过滤的供气装置中。
按照本发明的供气装置尤其可以在以下种类的使用中应用，即通过进入的空气的净化无法达到充分优质的室内空气的地方，例如无法净化的原因是由于低的供气流速、环境空气中杂质的含量高或者由室内源所造成的杂质的含量高所引起的。

Claims (17)

1.一种供气装置(10)，所述供气装置包括：
供气喷嘴(16)，经过所述供气喷嘴，供给的气体(L1)被引导到混合腔室(17)中且进一步被引导到空间(H1)中，使得所述供给的气体诱导来自所述空间(H1)的循环或二次气流(L2)；和
过滤器，所述循环或二次气流(L2)被引导经过所述过滤器，其特征是：所述过滤器是电子颗粒过滤器(12)或电解槽气体过滤器(14)，或者所述供气装置包括上述过滤器中的两者。
2.按照权利要求1所述的供气装置，其特征是：所述颗粒过滤器(12)是电子过滤器。
3.按照权利要求1所述的供气装置，其特征是：所述颗粒过滤器(12)是电子织物过滤器。
4.按照权利要求1所述的供气装置，其特征是：所述颗粒过滤器(12)是驻极体材料制成的织物过滤器。
5.按照前述权利要求中任一项所述的供气装置，其特征是：所述供气装置配备有离子发生器(15)。
6.按照前述权利要求中任一项所述的供气装置，其特征是：所述颗粒过滤器的分离能力对于0.1μm的颗粒大于80％。
7.按照权利要求1-4中任一项所述的供气装置，其特征是：由所述过滤器或多个过滤器造成的压力损失不超过5Pa，有利地不超过大约1Pa。
8.按照前述权利要求中任一项所述的供气装置，其特征是：相对于所述循环或二次气流所述过滤器的横截面涵盖整个二次气流。
9.按照前述权利要求中任一项所述的供气装置，其特征是：所述供气装置包括热交换器(13)，所述循环或二次气流被引导经过所述热交换器。
10.按照前述权利要求中任一项所述的供气装置，其特征是：所述供气装置是要安置在天花板中的冷却梁。
11.一种用于去除供气装置(10)中的空气载运的杂质的方法，所述方法包括：使供给气流(L1)诱导来自空间(H)的循环或二次气流(L2)经过过滤器，且将在所述供气装置中组合的气流(L1+L2)进一步引导到所述空间中，其特征是：使所述循环或二次气流(L2)通过电子颗粒过滤器和/或电解槽气体过滤器进行过滤。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征是：所述电子颗粒过滤器从所述循环或二次气流以大于80％的收集效率去除直径0.1μm的颗粒。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征是：在所述组合的气流(L1+L2)或所述循环或二次气流(L2)中的颗粒在过滤器前面被电离。
14.按照权利要求11所述的方法，其特征是：由所述过滤器或多个过滤器造成的压力损失不大于5Pa。
15.按照权利要求12-14中任一项所述的方法，其特征是：所述循环或二次气流整体被引导经过所述过滤器。
16.按照权利要求12-15中任一项所述的方法，其特征是：经过所述过滤器的所述循环或二次气流速度是0.1至0.25m/s。
17.按照权利要求12-16中任一项所述的方法，其特征是：所述循环或二次气流被冷却或加热。
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