CN105180296A - 用于降低空气传播污染物的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于降低空气传播污染物的系统和方法。用于降低空气传播污染物的系统包括壳体，所述壳体限定所述系统的结构，并且被配置成适配到建筑的窗户内。所述系统也包括：可变速风扇；和微处理器，所述微处理器与风扇通信，并且被配置成控制风扇的速度。在壳体内，系统可包括电底架，所述电底架限定腔室并且支撑壳体内的至少一些系统的电部件。可移除滤芯可被选择性地联接所述电底架，以在壳体内以及穿过系统的空气流动路径内形成杀菌辐射室。可移除滤芯包括UV光源和过滤器，所述UV光源和过滤器在空气穿过系统和杀菌辐射室时，对空气消毒。

Description

用于降低空气传播污染物的系统和方法
相关申请
本申请涉及下列申请：
于2013年2月28日提交的，美国申请号13/780,546，标题为“用于空气替换和正空气压力隔离的系统和方法”(“SystemandMethodforAirReplacementandPositiveAirPressureIsolation”)，受让代理人案号3116/106，发明人名称为DavidW.Palmer，其公开内容通过引用被整体包含在此。
于2011年11月29日提交的，美国申请号13/306,489，标题为“正空气压力隔离系统”(“PositiveAirPressureIsolationSystem”)，受让代理人案号3116/104，发明人名称为DavidW.Palmer，其公开内容通过引用被整体包含在此。
于2009年10月21日提交的，美国申请12/603,107，标题为“正空气压力隔离系统”(“PositiveAirPressureIsolationSystem”)，受让代理人案号3116/103，发明人名称为DavidW.Palmer，其公开内容通过引用被整体包含在此。
于2007年5月24日提交的，美国申请11/805,776，标题为“正空气压力隔离系统”(“PositiveAirPressureIsolationSystem”)，受让代理人案号3116/102，发明人名称为DavidW.Palmer，其公开内容通过引用被整体包含在此。
于2006年5月24日提交的，美国临时申请序列号60/802,977，标题为“正空气压力隔离系统”(“PositiveAirPressureIsolationSystem”)，受让代理人案号3116/101，发明人名称为DavidW.Palmer，其公开内容通过引用被整体包含在此。
于2012年3月1日提交的，美国临时申请序列号61/605,390，标题为“用于空气替换的方法和系统”(“SystemandMethodforAirReplacement”)，受让代理人案号3116/105，发明人名称为DavidW.Palmer，其公开内容通过引用被整体包含在此。
技术领域
本发明一般涉及改善住宅内的空气质量，并且更具体地，涉及管理和清洁流入或流出封闭空间的空气流，以置换受污染空气和/或产生恒定正或负室内空气压力。
发明内容
根据本发明的一个实施例，一种用于降低住宅内的空气传播污染物的方法可包括：在住宅的窗户中安装空气压力控制系统；和从住宅的外部抽取空气。该空气压力控制系统可包括：系统进口；系统出口；可变速风扇，该可变速风扇被配置成以一定速度运行；和马达控制器，该马达控制器与风扇通信，并且被配置成控制风扇的速度。该系统也可包括：固态风速计，该固态风速计被配置成监控系统进口和系统出口之间的空气压力差；闭环控制器，该闭环控制器与马达控制器和固态风速计通信；和杀菌辐射室。闭环控制器被配置成基于系统的进口和出口之间的压力差，改变风扇的速度。杀菌辐射室可位于空气压力控制系统中的空气流动流径内，并且可包括至少一个UV光源。
在从住宅外部抽取空气时，可通过系统进口和空气流动路径抽取空气，并且在空气流经空气流动路径时，杀菌辐射室可对空气消毒。然后，该方法可将经消毒的空气通过系统出口引入(例如，以20立方英尺/分钟和75立方英尺/分钟之间的流率)住宅内。经消毒的空气可置换住宅内的等体积的受污染空气。
根据一些实施例，空气压力控制系统可包括位于空气流动路径内的至少一个过滤器。过滤器通过在被抽取的空气穿过过滤器时从被抽取的空气移除颗粒，可以清洁被抽取的空气。过滤器可位于杀菌辐射室的第一端处。空气压力控制系统还可包括位于杀菌辐射室的第二端处的第二过滤器。
空气压力控制系统(例如，经由杀菌辐射室和过滤器)可从被抽取的空气移除挥发性有机化合物，并且被引入的空气可基本不含5.0微米至0.3微米之间的颗粒(例如，尘螨、动物毛屑、细菌、铅涂料、家庭灰尘、油烟和油脂、木烟尘和烟草烟尘以及烟雾)。另外，置换住宅内的受污染空气可提高住宅内的空气质量。受污染空气可包括挥发性有机化合物、空气传播的微污染物、有害气体、尘螨、动物毛屑、细菌、铅涂料、家庭灰尘、油烟和油脂、木烟尘和烟草烟尘和/或烟雾。
在一些实施例中，空气压力控制系统可包括可调节框架，该可调节框架继而包括顶部轨道以及第一和第二可调侧轨道。将空气压力控制系统安装在窗户内可包括：(1)将空气压力控制系统插入窗户内，以便可调节框架处于窗户框架内；(2)和调节第一和第二侧轨道，以使可调节框架膨胀，以适应窗户框架。可调节框架可包括卷尺，该卷尺具有位于顶部轨道的中心点上的零点。
卷尺可包括第一组增大数字和第二组增大数字。第一组增大数字可增大至零点的左侧，并且第二组增大数字可增大至零点的右侧。当调节第一和第二侧轨道，以使可调框架膨胀时，可从第一和第二组增大数字暴露数字。安装该系统也可包括：使零点与窗户框架的中心对齐；和调节第一和第二侧轨道，以便从第一和第二组增大数字暴露的数字匹配。
在进一步实施例中，该方法可包括：提供用于可调节框架的第一和第二盖；基于从第一和第二组增大数字暴露的数字，切割第一和第二盖；和将第一和第二盖安装到可调节框架中。第一盖可覆盖空气压力控制系统的一侧和第一侧轨道之间的第一空间。第二盖可覆盖空气压力控制系统的相对侧和第二侧轨道之间的第二空间。
空气压力控制系统也可包括自动调温器，和被配置成调节被抽入空气压力控制系统内的空气的温度的热电装置。另外或可替换地，空气压力控制系统可包括位于杀菌辐射室内的热电偶，和位于杀菌辐射室上游的加热器。热电偶可被连接至闭环控制器，并且可被配置成测量穿过杀菌辐射室的空气的温度。闭环控制器可基于所测量的温度调节对主加热器的供电，以加热穿过空气压力控制系统的空气。
在一些实施例中，空气压力控制系统也可包括湿度调节器，湿度调节器位于系统进口和系统出口之间，并且被连接至热电装置。湿度调节器可被配置成测量所抽取的空气的湿度。热电装置可被配置成基于所测量的湿度，对抽取的空气除湿。
根据进一步实施例，一种用于降低住宅内的空气传播污染物的系统可包括：限定系统结构的壳体；和绕壳体延伸的可调节框架。壳体可被配置成适配在住宅的窗户内，并且可调节框架可被配置成膨胀至窗户的至少一维。该系统也可包括：系统进口；系统出口；可变速风扇，该可变速风扇被配置成以一定速度运行；和马达控制器，该马达控制器与风扇通信，并且被配置成控制风扇的速度。
该系统的一些实施例也可包括：固态风速计；闭环控制器和杀菌辐射室。固态风速计可被配置成监控系统进口和系统出口之间的空气压力差。闭环控制器可与马达控制器和固态风速计通信，并且可被配置成基于系统的进口和出口之间的压力差，改变风扇的速度。杀菌辐射室可位于系统中的空气流动流径中，并且可包括至少一个UV光源。杀菌辐射室可被配置成在空气流经空气流动路径时，对空气消毒。经消毒的空气可置换住宅内的等体积受污染空气。
该系统可包括位于空气流动路径内的至少一个过滤器(例如，处于杀菌辐射室的第一端处)，过滤器通过在被抽取的空气穿过过滤器时从被抽取的空气移除颗粒，清洁被抽取的空气。另外地或替换地，该系统也可包括位于杀菌辐射室的第二端处的第二过滤器。该系统可被配置成，以20立方英尺/分钟和75立方英尺/分钟之间的流率，将经消毒的空气引入住宅内，和/或可从所抽取的空气移除挥发性有机化合物。流出系统的空气可基本不含5.0微米至0.3微米之间的颗粒(例如，尘螨、动物毛屑、细菌、铅涂料、家庭灰尘、油烟和油脂、木烟尘和烟草烟尘以及烟雾)。置换住宅内的受污染空气的经消毒空气可提高住宅内的空气质量。受污染空气可包括挥发性有机化合物、空气传播的微污染物、有害气体、尘螨、动物毛屑、细菌、铅涂料、家庭灰尘、油烟和油脂、木烟尘和烟草烟尘和/或烟雾。
在一些实施例中，可调节框架可包括：沿壳体的顶部表面延伸的顶部轨道；位于壳体的第一侧上的第一可调节侧轨道；和位于壳体的第二侧上的第二可调节侧轨道。第一和第二可调节轨道可被配置成从系统向外膨胀，以便可调节框架适配窗户框架。可调节框架可包括卷尺，该卷尺具有位于顶部轨道的中心点上的零点、第一组增大数字和第二组增大数字。第一组增大数字可增大至零点的左侧，并且第二组增大数字可增大至零点的右侧。在第一和第二可调轨道向外膨胀时，可从第一和第二组增大数字暴露数字。当该系统被安装在窗户中时，零点可与窗户框架的中心对齐。
可调节框架也可包括：第一盖，该第一盖被配置成覆盖壳体的第一侧与第一可调节侧轨道之间的空间；和第二盖，该第二盖被配置成覆盖壳体的第二侧与第二可调节侧轨道之间的空间。可基于卷尺上的暴露数字，定第一和第二盖的尺寸。
在进一步实施例中，该系统也可包括自动调温器，和被配置成基于来自自动调温器的信号，调节被抽入系统内的空气的温度的热电装置。另外或可替换地，该系统可包括位于杀菌辐射室上游的加热器，和位于杀菌辐射室内的热电偶。热电偶可被连接至闭环控制器，并且可被配置成测量穿过杀菌辐射室的空气的温度。闭环控制器可基于所测量的温度调节对主加热器的供电，以加热穿过空气压力控制系统的空气。该系统也可包括湿度调节器，湿度调节器位于系统进口和系统出口之间，并且被配置成测量所抽取空气的湿度。热电装置可被连接至湿度调节器，并且可被配置成基于所测量的湿度，对抽取的空气除湿。
在仍进一步实施例中，可阻塞空气流动路径，以防止通过系统进口和系统出口的UV反射。闭环控制器可包括微处理器，该微处理器被配置成比较固态风速计的输出与设定点值，并且基于固态风速计输出与设定点值之间的差，调节风扇的速度。该系统也可包括与微处理器通信的安全传感器。当系统不以设定点值运行时，微处理器可发出警报。一旦住宅内的条件变化，闭环控制器可使风扇全速，并且然后降低风扇速度，以获得设定点值。
根据另外的实施例，一种用于降低建筑内的空气传播污染物的系统包括限定系统的结构的壳体、系统进口和系统出口。该系统也可包括：可变速风扇，该可变速风扇被配置成以一定速度运行；和微处理器，该微处理器与风扇通信，并且被配置成控制风扇的速度。位于壳体内的电底架可限定腔室，并且支撑壳体内的至少一些系统的电部件。壳体可被配置成适配在建筑的窗户内。
该系统也可包括可移除滤芯，该可移除滤芯可被选择性地联接电底架，以在壳体内形成杀菌辐射室，并且位于穿过系统的空气流动路径内。该可移除滤芯可包括至少一个UV光源和至少一个过滤器。UV光源和过滤器可在空气穿过系统和杀菌辐射室时，对空气消毒。可移除滤芯也可包括第一电连接器，该第一电连接器连接位于电底架上的第二电连接器(例如，当可移除滤芯联接底架时)。第一和第二电连接器可电连接微处理器和至少一个UV灯。微处理器可控制UV灯的功率水平。
在一些实施例中，壳体可包括可移除边框(bezel)，该可移除边框经由磁体连接至壳体。该系统也可包括霍尔效应晶体管，并且当边框被连接至壳体时，由磁体产生的磁场可对霍尔效应晶体管加电。另外，移除该可移除边框可关闭系统(例如，通过断开霍尔效应晶体管)。杀菌辐射室可在室的输入端处包括穿孔障板。类似地，可移除滤芯可包括穿孔障板。穿孔障板可包括氧化钛涂层。
该系统也可包括温度传感器，和位于系统出口处的湿度调节器。温度传感器可被配置成测量流出系统的空气的温度，并且湿度调节器可被配置成测量流出系统的空气的湿度。微处理器可与温度传感器和湿度调节器电通信，并且可控制系统运行，以在建筑内保持舒适的生活条件(例如，基于所测量的温度和/或所测量的湿度)。例如，该系统能够包括电阻加热器，以及一个或更多珀耳帖模块(例如，被配置成冷却入流空气的第一珀耳帖模块，和被配置成对入流空气除湿的第二珀耳帖模块)。微处理器可被配置成控制电阻加热器的占空比功率，和/或第一和/或第二珀耳帖模块的功率。
微处理器也可被配置成监控系统的功率消耗，并且比较所监控的功率消耗与存储值，以验证系统功能性。控制面板可具有显示器，并且微处理器可向控制面板发送消息，指示系统现在不按说明书运行(例如，如果空气速度传感器的信号水平与存储值充分不同，和/或系统的功率消耗充分不等于存储值)。另外或可替换地，微处理器可：(1)监控系统的总运行时间，并且如果总运行时间超过阈值，则向控制面板发送更换可移除滤芯消息；和/或(2)监控风扇的功率水平，并且至少部分基于风扇的功率水平，确定至少一个过滤器是否阻塞。
在一些实施例中，系统可包括允许壳体被固定至建筑的墙壁的安装套件。例如，安装套件可包括：主体部分，该主体部分支撑壳体；和分离管，该分离管可延伸穿过建筑墙壁内的开口。分离管可包括空气进口路径和排气路径。空气进口路径可被配置成允许可变速风扇通过空气进口路径，从外部大气抽取空气，并且使空气进入系统进口。排气路径可被配置成允许系统将废气传送至外部大气。安装套件也可包括隔板(例如，隔热板)，隔板将空气进口路径与排气路径分离，以防止所抽取的空气与废气混合。
安装套件可包括附接支架，该附接支架被固定至壳体的表面，并且可被用于将壳体附接至安装套件的主体部分。在这些实施例中，安装套件的主体部分可具有附接狭槽，并且当壳体被固定至安装套件的主体部分时，一部分附接支架可被插入附接狭槽中。
安装套件的主体部分可包括垂直延伸部分和水平延伸部分。垂直延伸部分可沿一部分墙壁延伸，并且水平延伸部分可支撑壳体(例如，壳体可坐落在水平延伸部分上)。在一些实施例中，垂直延伸部分可包括安装孔，安装孔允许安装套件的主体部分被固定至墙壁。水平延伸部分可形成冷凝托盘，并且安装套件可包括边缘垫圈，边缘垫圈沿至少一部分主体部分延伸，并且密封壳体。
根据进一步实施例，一种用于降低建筑内的空气传播污染物的方法可包括：在建筑中的开口(例如，窗户，或穿过墙壁的开口)中安装空气净化系统；通过系统进口和空气流动路径，从建筑外部抽取空气；以峰值空气流量运行空气净化系统；和通过系统出口将经消毒的空气引入建筑。经消毒的空气可置换建筑内的受污染空气，并且建筑内的空气压力可升高，直到从建筑置换的受污染空气等于进入建筑的经消毒空气的流率。
空气净化系统可包括：限定系统结构的壳体；系统进口；系统出口；可变速风扇，该可变速风扇被配置成以一定速度运行；和微处理器，该微处理器与风扇通信，并且被配置成控制风扇的速度。在壳体内，系统可包括电底架，电底架限定腔室，并且支撑壳体内的至少一些系统的电部件。可移除滤芯可被选择性地联接电底架，以在壳体内形成杀菌辐射室。杀菌辐射室可位于穿过系统的空气流动路径内，并且可在空气穿过空气流动路径时，对空气消毒。例如，该可移除滤芯可包括至少一个UV光源和至少一个过滤器。UV光源和过滤器可在空气穿过系统和杀菌辐射室时，对空气消毒。
可移除滤芯也可包括第一电连接器，该第一电连接器连接位于电底架上的第二电连接器，以电连接微处理器和至少一个UV灯。然后，微处理器可控制该至少一个UV灯的功率水平。
壳体可包括可移除边框，并且该系统可包括霍尔效应晶体管。边框经由磁体可移除地连接至壳体，并且当边框被连接至壳体时，磁体产生的磁场可对霍尔效应晶体管加电。相反，移除该边框可关闭系统。
该系统也可包括：温度传感器，该温度传感器位于系统的出口处，并且被配置成测量流出系统的空气的温度；和湿度调节器，该湿度调节器位于系统出口处，并且被配置成测量流出系统的空气的湿度。在这些实施例中，该方法可包括控制系统的运行(使用微处理器)，以在建筑内保持舒适的生活条件(例如，至少部分基于所测量的温度和所测量的湿度)。另外或可替换地，该系统能够包括位于系统进口处的电阻加热器，并且该方法可包括使用电阻加热器调节入流空气。例如，微处理器可控制电阻加热器的占空比功率。
在一些实施例中，该方法也可包括：监控空气净化系统的功率消耗；比较所监控的功率消耗与所存储的功率消耗范围；和如果所监控的功率消耗处于所存储的功率消耗范围内，则验证系统功能性。如果系统的功率消耗不在所存储的功率消耗范围内，该方法可使用微处理器向控制面板发送消息，并且在控制面板上显示该消息。该消息可指示系统不按说明书运行。类似地，该方法可监控系统的总运行时间，并且如果总运行时间超过阈值，则向控制面板发送更换滤芯消息。
在另外的实施例中，空气净化系统可包括安装套件，该安装套件允许壳体被固定至建筑的墙壁。安装套件可具有：主体部分，该主体部分被配置成支撑壳体；和分离管，该分离管延伸穿过建筑的墙壁内的开口。当安装该系统时，该方法可包括使分离管穿过建筑的墙壁内的开口。分离管可包括空气进口路径和排气路径。从建筑的外部抽取空气可包括通过空气进口路径从外部大气抽取空气，并且使空气进入系统进口。排气路径可被配置成允许系统将废气传送至外部大气。安装套件也可包括隔板，该隔板使空气进口路径与排气路径分离，以防止所抽取的空气与废气混合。
安装套件可包括附接支架，该附接支架被固定至壳体的表面，并且可被用于将壳体附接至安装套件的主体部分。例如，安装套件可具有附接狭槽，并且该方法可包括将至少一部分附接支架插入附接狭槽中，以将壳体固定至安装套件的主体部分。
安装套件的主体部分可包括垂直延伸部分和水平延伸部分。垂直延伸部分可沿一部分墙壁延伸，并且可包括安装孔，以允许主体部分被固定至墙壁。水平延伸部分可支撑壳体，并且可形成冷凝托盘。该安装套件也可包括边缘垫圈，边缘垫圈沿至少一部分主体部分延伸，并且密封壳体。
根据进一步实施例，一种用于降低建筑内的空气传播污染物的系统包括：外部壳体，该外部壳体被配置成延伸穿过建筑的墙壁；内部壳体，该内部壳体被配置成位于建筑的内部中；和柔性导管，该柔性导管在外部壳体和内部壳体之间延伸。柔性导管可被配置成允许空气从外部壳体流动至内部壳体，并且该系统可包括外部壳体内的进口，和内部壳体内的出口。该系统也可包括可变速风扇，该可变速风扇位于内部壳体内，并且被配置成以一定速度运行，从而将空气抽入系统进口。与风扇通信的微处理器可控制风扇的速度。
在一些实施例中，系统也可包括：位于内部壳体内的电底架；和可移除滤芯，该可移除滤芯被配置成选择性地联接电底架，以形成杀菌辐射室。电底架可限定腔室，并且支撑内部壳体内的至少一些系统的电部件。杀菌辐射室可位于外部壳体内，以及穿过系统的主空气流动路径内。该可移除滤芯可包括至少一个UV光源和至少一个过滤器。UV光源和过滤器可在空气穿过系统和杀菌辐射室时，对空气消毒。
柔性导管可包括电缆，电缆被配置成电连接内部壳体和外部壳体。外部壳体可包括气室分离壁，该气室分离壁形成穿过外部壳体的第一空气流动路径和第二空气流动路径。第一空气流动路径可能是穿过系统的主空气流动路径的一部分。系统进口可位于第一空气流动路径内，并且可变速风扇可被配置成通过第一空气流动路径抽取空气。另外，外部壳体可包括冷却风扇，该冷却风扇位于第二空气流动路径内，并且被配置成通过第二空气流动路径抽取空气(例如，在位于外部壳体内的至少一个珀耳帖模块的热侧上)。
可移除滤芯可包括第一电连接器，该第一电连接器被配置成，当可移除滤芯联接电底架时，连接位于电底架上的第二电连接器。第一和第二电连接器可电连接微处理器和该至少一个UV灯。微处理器可控制该至少一个UV灯的功率水平。
内部壳体可包括经由磁体可移除地连接至内部壳体的边框。另外，系统可包括霍尔效应晶体管，并且当边框被连接至内部壳体时，磁体产生的磁场可对霍尔效应晶体管加电。在这些实施例中，移除该边框可关闭系统。杀菌辐射室可包括处于杀菌辐射室的输入端处的穿孔障板，并且可移除滤芯可包括穿孔障板。穿孔障板可包括氧化钛涂层。
在进一步实施例中，该系统可包括温度传感器，和位于系统出口处的湿度调节器。温度传感器可被配置成测量流出系统的空气的温度。湿度调节器可被配置成测量流出系统的空气的湿度。微处理器可与温度传感器和湿度调节器电通信，并且可被配置成控制系统运行，以至少部分地基于所测量的温度和所测量的湿度，在建筑内保持舒适的生活条件。该系统也可包括电阻加热器，电阻加热器位于外部壳体内，并且被配置成调节入流空气。微处理器可被配置成控制电阻加热器的占空比功率。
另外，该系统可包括外部壳体内的第一和第二珀耳帖模块。第一珀耳帖模块可被配置成冷却入流空气，并且第二珀耳帖模块可被配置成对入流空气除湿。微处理器可被配置成控制第一和/或第二珀耳帖模块的功率。微处理器也可监控系统的功率消耗，并且比较所监控的功率消耗与存储值，从而验证系统功能性。
该系统也可包括控制面板，控制面板具有显示器，并且位于内部壳体上。如果系统的功率消耗充分不等于存储值，则微处理器可向控制面板发送消息，指示系统不按说明书运行。微处理器也可监控系统的总运行时间，并且如果总运行时间超过阈值，则向控制面板发送更换滤芯消息。另外，监控风扇的功率水平，并且至少部分基于风扇的功率水平，确定该至少一个过滤器是否阻塞。另外，微处理器可被配置成监控空气速度传感器的信号水平，以确定信号是否与存储值充分不同。
在一些实施例中，该系统可包括：障板，该障板位于杀菌辐射室内(例如，在辐射室的输入端处)；和整流器，该整流器位于障板的下游(例如，也在辐射室的输入端处)。障板可防止UV辐射流出杀菌辐射室。障板和/或整流器可包括氧化钛涂层。障板可为按尺寸形成的扁平板，以便在扁平板的至少一端和杀菌辐射室的内壁之间形成间隙(例如，以允许空气在扁平板上流过)。
该系统也可包括位于障板和整流器之间的空气速度传感器。空气速度传感器可测量在障板上流动的空气速度，并且可被电连接至微处理器。微处理器可监控所测量的空气速度，并且基于所测量的速度确定过滤器是否阻塞。
附图说明
图1示出根据本发明实施例的空气压力控制系统。
图2示出图1中所示的系统的气流图。
图3示出图1中所示的系统的逻辑图。
图4示出根据本发明实施例的示例性杀菌辐射室和电底架。
图5示出根据本发明实施例的图4的示例性杀菌辐射室。
图6示出根据本发明实施例的具有室盖和UVC传感器的图4的杀菌辐射室。
图7示出根据本发明实施例的图4的杀菌辐射室的内部。
图8示出根据本发明实施例的图4的电底架内部。
图9示出根据本发明实施例的图4中所示的示例性电底架内部的另一视图。
图10示出根据空气压力控制系统实施例的具有预过滤器的风扇组件。
图11示出根据本发明实施例的示例性控制面板。
图12示出根据本发明实施例的在暴露元件上具有隔离物的示例性外部壳体。
图13示出根据本发明实施例的空气压力控制系统的可替换实施例。
图14示出图13中所示的系统的气流图。
图15示出图13中所示的系统的逻辑图。
图16示出根据本发明实施例的图13中所示的空气压力控制系统的示例性电示意图。
图17示出根据本发明实施例的图13中所示的系统的示例性杀菌辐射室和电底架。
图18示出根据本发明实施例的具有可调框架和安装组件的图13中所示的空气压力控制系统。
图19示出根据本发明实施例的其中移除前面板以示出内部过滤器的图13中所示的空气压力控制系统。
图20示出根据本发明实施例的其中移除后盖的图13中所示的空气压力控制系统。
图21示出根据本发明实施例的图13中所示的空气压力控制系统的内部的另一视图。
图22示出根据本发明实施例的图13中所示的空气压力控制系统的内部的另外视图。
图23示出根据本发明实施例的图13中所示的空气压力控制系统的内部的进一步视图。
图24示出根据本发明一些实施例的用于改善住宅内的空气质量的一种方法的步骤的流程图。
图25示出根据本发明实施例的包括穿过系统的空气流动路径的图13中所示的空气压力控制系统内部的进一步视图。
图26示出根据本发明的一些实施例的住宅和穿过住宅的清洁空气和受污染空气的置换进程。
图27是示出家庭内的典型空气传播污染物的类型和尺寸的图。
图28示出根据本发明各种实施例的空气净化系统的实施例。
图29示出根据本发明各种实施例的其中移除前盖和部分移除可再用滤芯的图28的空气净化系统。
图30示出根据本发明各种实施例的移除可再用滤芯的图28的空气净化系统。
图31A和31B示意性示出根据本发明各种实施例的示例性墙壁安装套件。
图32示意性示出根据本发明各种实施例的两件空气净化系统的示例性实施例。
图33示意性示出根据本发明各种实施例的两件空气净化系统的可替换实施例。
图34示意性示出根据本发明各种实施例的示例性障板和整流器构造。
图35示意性示出根据本发明各种实施例的可替换障板和整流器构造。
具体实施方式
图1示出根据本发明的空气压力隔离系统110。系统110可能为穿过窗户、“即插即用”式系统。同样地，通过将系统110布置到窗户120中，并且将电源线160插入标准墙内插座，系统110能够将封闭空间180变为隔离或封闭房间。系统110的面向内一侧可具有时髦设计，以便该侧部不会负面地影响封闭空间180的审美感。系统110的面向外一侧可具有适合暴露于环境的设计。
在隔离构造中，可变速风扇130迫使清洁空气进入封闭空间180，在封闭空间180中产生正压力。为了产生符合手术地点和清洁室的恒定正压力，系统110可通过改变风扇的速度，控制流入房间的空气，从而匹配通过窗户和门周围的间隙流出房间的空气。在封闭构造中，可变速风扇130迫使空气流出封闭空间180，导致负室内空气压力。在任一方向中，位于封闭空气流动路径中的杀菌辐射室140都在空气流经系统110时，清洁空气。如果系统110未被安装在窗户中，则用户能够增加到杀菌辐射室140外的空气路径延伸体，从而到达外部环境。
在一些实施例中，系统110可包括多个可变速风扇。如果存在超过一个可变速风扇，则风扇可运行使得它们在多个方向中推动空气。
如图2中所示，杀菌辐射室140可包括以约253.7纳米的波长辐射的紫外线灯210。已经证明，253.7纳米的UV辐射在活动和休眠微生物上造成最大量的伤害。例如，在253.7纳米波长处，在流感病毒上的UV测试指示90％的杀灭率，并且在其余10％上造成严重伤害(足以使其无效)。杀菌辐射室140的目标包括但不限于：病毒；细菌；菌类；真菌；和孢子。虽然使用253.7纳米波长作为实例，但是能够调节UV波长，以最大化对任何一种微生物的伤害。
辐射室140也可提供对UV灯210的接入，以便视需要，用户可替换UV灯210。用户能够从杀菌辐射室140的外部安装UV灯210，所以他们不需要拆下辐射室140。对UV灯210的接入可包括锁死开关，该锁死开关关闭系统110，以防止用户在运行期间接触UV灯210。可替换地，杀菌辐射室140可能为滤芯设计，以便用户能够在远程位置完全移除和替换。在一些实施例中，杀菌辐射室140可包括具有变化波长的多个UV灯，以不同类型的空气传播颗粒或微生物为目标。
如上所述，杀菌辐射室140能够为可移除的。在包括可移除辐射室140的实施例中，系统也可包括联锁开关，联锁开关被电连接至辐射室140。联锁开关能够验证正确地安装了辐射室140，并且在不正确安装的情况下，切断系统110的主电源，例如，以防止意外暴露于UV光。
使用UV光破坏和无效化微生物取决于微生物被暴露于的UV光量，以及暴露时间。为了增大暴露量，杀菌辐射室140点的内部表面可包括反射涂层230。反射涂层230在辐射室内反射UV光，使微生物暴露于更大量的UV光，并且因而提高微生物杀灭和无效化率。另外，在一些实施例中，可通过减慢杀菌辐射室140中的空气流量，提高暴露时间。穿过辐射室140的层流空气流能够确保贯穿辐射室140，驻留时间和暴露都均匀并且相同。为了进一步提高暴露和驻留时间，在系统110的总尺寸的约束内，辐射室140应尽可能地大。应最小化空气流中的死点。
UV光有害，并且应被包含在杀菌辐射室140和系统110内。为了防止UV光逸出，并且帮助防止意外暴露于UV光，杀菌辐射室140可在一端或两端处包括障板220。另外或可替换地，可阻碍系统110的空气流动路径，以防止通过系统进口或出口UV光反射。
空气压差换能器150能够测量系统110的进口和出口处的空气压力。空气压差换能器150可取样和测量穿过封闭空间空气端口270的内部空气的空气压力，并且能够测量穿过外部空气端口280的外部空气压力。系统110可包括处于压差换能器150和空气端口270、280之间的压力密封连接。外部空气端口280可包括预防措施，以防止来自冰冻天气和其它变数，诸如虫子的阻塞。如果系统110不被安装在窗户中，则外部空气端口280也可包括延伸体，以到达外部环境。在一些实施例中，空气压差传感器150能够为热线或固态风速计。在其它实施例中，压力换能器150可位于第二空气流动路径260中。如图2中所示，第二空气流动路径260可与第一空气流动路径250分离并且不同，第一空气流动路径250包括杀菌辐射室140。
如图3中所示，系统110可包括：连接至空气压差换能器150的闭环控制器320；和马达控制器310。闭环控制器320可监控系统进口和系统出口之间的压差，并且基于该压差，经由马达控制器310调节风扇130的速度。通过经由马达控制器310控制风扇130的速度，闭环控制器320能够控制封闭空间180中的压力。马达控制器310可在所有电压和循环上工作，并且具有可选电压开关。在包括多个风扇的实施例中，马达控制器310可具有用于每个单元的不同控制器功率情况。
在启动期间，闭环控制器320可被配置成预期最坏的情形，并且使风扇130全速。响应于系统110的供电中断，闭环控制器320可提供有规律的关闭和启动过程。
闭环控制器320可包括微处理器360。微处理器360可比较空气压差换能器150的输出，与用户经由控制面板330(下文讨论)输入的，或预先编程到系统110中的设定点。然后，微处理器360可调节风扇130的速度，以将封闭空间180内的压力保持为设定点值。当系统110在设定点条件外运行时，闭环控制器320可触发警报，以警告用户/住宅主人。
闭环控制器320也可包括第二控制带，该第二控制带能够识别门170(图1)何时开启，或何时发生空间180中的另一条件的变化。然后，闭环控制器320可通过使风扇130全速，然后在设定点闭合，响应该条件。闭环控制器320也可设置死区，以防止风扇130摆动。
在其它实施例中，闭环控制器320可验证UV光的存在，并且基于流经系统110的空气流，控制UV辐射的强度。例如，闭环控制器320可通过开启所有的UV灯210用于最大辐射，或者通过一次开启一个UV灯，以执行辐射水平的步进功能，控制UV辐射的强度。闭环控制器320也可识别UV灯是否故障，并且开启对运行灯的供电。
在本发明的一些实施例中，闭环控制器320可包括软件部分(未示出)。软件部分允许用户下载新软件版本(包括新/升级设定点值)，以及测试系统110的个别功能。
在进一步实施例中，系统110可包括控制面板330，控制面板330允许用户将设定点值输入进控制面板330中，等等。控制面板330也可包括开关(未示出)，以允许用户在正或负室内压力之间选择。开关能够为机械开关、小键盘或者小键盘数字代码。在包括多个风扇的实施例中，控制面板330可允许用户选择风扇中的一个，以在不同方向中运动。控制面板330的其它功能包括，但不限于：诊断控制系统的一个或所有功能；和当需要日常维护，诸如替换UV灯210时显示。控制面板330可存在多种语言。
根据本发明的其它实施例，系统110也可包括安全传感器340。安全传感器340可包括可听或可视警报。安全传感器340以及关联的警报可与微处理器360和闭环控制器320通信。在从闭环控制器320接收信号后，如果系统不以设定点值运行，或者当系统组件不正确运行时，则安全传感器340可触发警报。
通用电源350向系统110供电。电源350包括GSI和断路器重置键，并且可被插入标准墙内插座。
如图4中所示，杀菌辐射室140能够被包含在电底架405中。在这些实施例中，用户能够本质上将杀菌辐射室140滑入电底架405中，以产生完整系统110。如下文更详细讨论的，电底架405容纳系统110的许多电和机械组件。
系统110可为无过滤器系统，或者可包括HEPA过滤器410。在无过滤器实施例中，在微生物穿过杀菌辐射室140时，UV光杀死或无效化微生物。如图4和5中所示，在具有过滤器的系统110中，HEPA过滤器410可位于杀菌辐射室140的一端或两端处。例如，过滤器410可处于杀菌辐射室140与风扇910的相对端处(参见图7和10)。为了易于过滤器安装和替换，杀菌辐射室140可包括狭槽，狭槽允许接入过滤器410。添加过滤器410和两个更多的传感器(如下文更详细讨论的UVC室中的空气流传感器，以及UVC室中的UVC水平传感器)本质上使得系统110为便携式空气清洁器和空气消毒器，以及房间隔离控制器和房间封闭控制器。
在优选实施例中，过滤器410应为半透明纤维玻璃HEPA过滤器。半透明纤维允许UV辐射穿过过滤器，允许UVC辐射在病毒穿过杀菌辐射室140移动，并且穿过过滤器410时，杀灭病毒。在一些实施例中，过滤器可被打褶，以增大过滤器的有效表面面积。打褶过滤器能够被定向为，使得褶皱垂直并且UV灯210的轴线垂直于过滤器的褶皱轴线。在优选实施例中，UV灯210共面。
HEPA过滤器410将截留较大的污染物，使较大的污染物暴露于高强度UVC灯210的连续辐射。通过这种方式，过滤器410允许破坏较大颗粒(较大颗粒需要更大量的辐射以杀灭)，同时保持房间隔离和封闭所需的可管理系统尺寸和流率。重要的是注意，UVC辐射将分离来自HEPA过滤器410的大多数有机颗粒，产生自净过滤器。
过滤器410和过滤器框架415(图7)应由对UVC辐射有抵抗力的材料构造。例如，过滤器410可能为半透明玻璃纤维，并且过滤器框架415可能为金属。
杀菌辐射室140的入口也能够包括UVC光障板和整流器420。如上所述，UVC光障板防止UV光流出杀菌辐射室140。如其名称所暗示的，整流器420校直穿过系统的空气流，并且也可用于降低杀菌辐射室140内的湍流。
如图6中所示，杀菌辐射室140能够具有盖620，盖620封闭杀菌辐射室140。另外，本发明的一些实施例也可具有位于杀菌辐射室140内的UV水平传感器610。UV水平传感器610能够处于空气流中或者处于空气流边缘处。UV水平传感器610能够向微处理器发射信号，微处理器可基于UV水平传感器信号，控制风扇速度或指示器灯。
如图7中所示，系统110也可包括空气流传感器710，空气流传感器710位于杀菌辐射室140(例如，被安装至室的内壁)中，并且被连接至微处理器。在优选实施例中，空气流传感器710应为固态传感器，并且与空气流共线。另外，应屏蔽空气传感器710不受UV辐射，以防止损伤空气流传感器710。空气流传感器710向微处理器发送指示流经系统的空气流的信号。然后，微处理器使用该信号，以改变风扇速度，或者控制指示器灯(例如，警报)。在一些实施例中，能够温度补偿空气流传感器710。
除了上述组件之外，电底架405也能够容纳UVC电源810和风扇电源820(图8)。电底架405也能够容纳空气压差传感器150。以和流传感器710类似的方式，能够温度补偿空气压差传感器150。
如图9中所示，为了提高系统储存力，并且防止碎片、污垢或其它物体聚集在系统110内，系统110也可具有盖1010，盖1010在不使用系统110时，切断空气流。例如，盖1010可能为由隔热材料制成的滑块或襟翼。在一些实施例中，系统可包括盖联锁开关1020，盖联锁开关1020被电连接至盖1010，以感测盖1010的位置(例如，盖是否开启或闭合)。盖联锁开关1020也可被电连接至微处理器，以便当盖1010闭合时，防止系统运行。例如，联锁开关1020可向微处理器360发送指示盖1010闭合的信号。
在一些实施例中，能够使用电缆1030激活(例如，开启和闭合)盖1010。电缆1030的位置起系统的开启-闭合开关的作用。例如，当电缆位置相应于开启盖时，系统110开启。相反，当电缆位置相应于闭合盖时，系统110关闭。与盖1010本身相同，电缆1030也能够电连接至电缆联锁开关1050(图10)，以感测电缆1030的位置。用户能够使用位于系统控制面板330(图11)上的旋钮1040，调节电缆1030的位置(例如，开启和闭合)。
如图10中所示，系统能够具有附接至电底架405的风扇组件1025。风扇组件能够具有任何数目的风扇(图10示出3个风扇)，风扇产生穿过系统的空气流。如上所述，能够基于下列许多标准控制风扇速度，包括但不限于：压差、设定点和UV光的量。风扇组件1025能够具有覆盖每个风扇的预过滤器组件1027。预过滤器组件1027防止较大物体、碎片或小动物进入系统110。在一些实施例中，暴露于外部元件的系统110部分可具有隔离物1205(图12)。
图13示出根据本发明另外实施例的空气压力隔离系统1310的可替换实施例。与图1中所示的系统110相同，图13中所示的系统1310也可能为穿过窗户、“即插即用”式系统。同样地，通过将系统110布置在窗户120中，并且将电源线160插入标准墙内插座，系统1310能够类似地将封闭空间180转换为隔离或封闭房间。如图15-17(下文更详细讨论)中所示，系统1310的面向内一侧1320可具有时髦设计，以便该侧不负面地影响封闭空间180的审美感。系统1310的面向外一侧可具有适合暴露于环境的设计。
在隔离和/或封闭构造中，图13中所示的系统1310的运行类似于图1中所示的系统110的运行。例如，在隔离构造中，可变速风扇130迫使清洁空气进入封闭空间180，在封闭空间180中产生正压力。为了产生符合手术室和清洁室的恒定正压力，系统110可通过改变风扇的速度，控制流入房间的空气流，从而匹配通过窗户和门周围的间隙流出房间的空气流。在封闭构造中，可变速风扇130迫使空气流出封闭空间180，导致负室内空气压力。在任一方向中，位于封闭空气流动路径中的杀菌辐射室140在空气流经系统110时，清洁空气。
如下文更详细讨论的，封闭空间180可能是住宅的一个房间，并且封闭空间180的门170可通往另一房间1330和/或住宅/建筑的其余部分。在这些情况下，也如下文更详细讨论的，系统1310可用于改善住宅内的空气质量。
如图14中所示，除了包括紫外线灯210的杀菌辐射室140之外，系统1310也可包括处于风扇130上游的进气室1340。进气室1340可可包括预过滤器、碳过滤器1350和防虫网160，以防止碎片、污垢、小虫和其它物体聚集在系统1310中/进入系统1310。可使用背板1370(图18)以覆盖处于系统1310进口处的组件(例如，可使用背板1370覆盖进气室1340)。在缺乏进气室1340时，风扇组件1025可具有覆盖风扇的预过滤器组件(例如，与上文所述的类似)。预过滤器组件防止较大物体、碎片或小动物进入系统1310。
另外，在一些实施例中，系统1310可具有位于被抽入系统1310的外部空气2510(图25)的路径内的自动调温器1370。自动调温器1370可被连接至加热器/冷却器1380(例如，可逆热电装置)。热电装置能够基于来自自动调温器的信号，预先加热和/或预先冷却进入系统1310的空气(例如，所抽取的空气)。例如，热电装置1380能够基于自动调温器1370测量的入流空气的温度，和/或空间180中的室温，加热和/或冷却所抽取的空气。
如图14和15中所示，在包括热电装置1380的实施例中，热电装置1380可具有暴露于空气流2510的一侧，以及暴露于第三空气流动路径1510(图23)的另一侧。系统1310也可具有处于第三空气路径1510(例如，以通过第三空气路径1510抽取空气)中的第二风扇1520(例如，冷却风扇)。当向热电装置1380供电时，可激活第二风扇1520。
为了感测/测量空气流动路径内的湿度，一些实施例也可包括位于空气流动路径(例如，在系统110的出口处)中的湿度调节器1385。与自动调温器1370相同，湿度调节器1385也能够被连接至热电装置1380(图15和16)，以使得热电装置1380能够对入流空气2510冷却(或预加热)和去湿。例如，基于温度和湿度测量值，自动调温器1370和湿度调节器1385能够控制热电装置1380，继而控制系统1310内的温度和湿度，以及流出系统1310(例如，进入空间180)的空气的温度和湿度。
除了湿度调节器1385、自动调温器1370和热电装置1380之外，一些实施例也可具有刚好位于辐射室140上游的主加热器1375和位于杀菌辐射室140内的热电偶2210(图22)。热电偶2210可被连接至闭环控制器320，闭环控制器320继而能够向主加热器1375提供调制功率。通过这种方式，除了对穿过系统1310的空气去湿和/或冷却之外，系统1310也能够加热空气，以防止冷空气(例如，从住宅的外部)被引入空间180/住宅182中。
如上所述，本发明的一些实施例能够包括位于杀菌辐射室140的一端或两端处的HEPA过滤器410。例如，如图14、17和19中所示，HEPA过滤器410可位于杀菌辐射室140的出口处(例如，刚好在前盖1322和控制面板330之后)。另外，在HEPA过滤器410上游，本发明的一些实施例也能够包括另外的碳过滤器(例如，主碳过滤器1390)。如下文更详细讨论的，过滤器(例如，HEPA过滤器410、主碳过滤器1390，以及预过滤器和碳过滤器1350)可用于进一步对流经系统1310的空气清洁和消毒。
虽然上述实施例具有包括许多部件(例如，开关、小键盘，等等)的控制面板，但是其它实施例能够具有更简单的控制面板330。例如，在真正的“即插即用”系统1310中，控制面板330能够仅包括开/关按钮332。如其名称所暗示的，开/关按钮332能够被用户按下，以关闭和开启系统1310。系统130的所有其它控制和运行条件(例如，温度、湿度，等等)都能够预先编程，并且由系统1310自动控制。另外或可替换地，控制面板330也能够包括温度和湿度控制器(未示出)，温度和湿度控制器允许用户设定流出系统1310的空气的期望温度和/或湿度。
如图17-20中所示，系统1310(或系统110)能够包括可膨胀框架1420，可膨胀框架1420绕外部壳体1410(或电子底架405)的外围延伸。如上所述，本发明的各种实施例能够被配置成用于穿过窗户安装。为了该目的，在穿过窗户安装中可膨胀框架1420能够提供更好的适配。例如，可膨胀框架1420能够膨胀为其中安装系统1310的窗户(例如，窗户框架)的尺寸。可膨胀框架可包括软垫圈，用于密封窗台、窗户框架和系统壳体。
如图17-19中最佳示出的，框架1420能够包括：顶部轨道1430，该顶部轨道1430横跨外部壳体1410的顶部表面延伸；底部轨道1440，该底部轨道1440横跨壳体1410的底部表面延伸；和两个可调侧轨道1450/1460，该两个可调侧轨道1450/1460从壳体1410的右侧和左侧延伸。框架1420的顶部轨道1430能够包括以半刻度(1/2英寸至1英寸)校准的卷尺1432，卷尺1432在顶部轨道1430的中心处具有零点1434。数字可在两个方向中增大(例如，增大至零点1434的左侧，以及增大至零点1434的右侧)。
在将系统1310安装到窗户中之前，顶部轨道1430和两个可调节侧轨道1450/1460能够被布置在敞开窗户中，并且膨胀，以适配窗户框架。这继而展现卷尺1432上的数字。然后，能够移动顶部轨道1430，以便零点1434处于窗户的中心处，并且可调节侧轨道1450/1460的末端1452/1462处的数字匹配(例如，以便侧轨道1450/1460离壳体1410等距)。然后能够使用在可调节侧轨道1450/1460的末端1452/1462处显示的数字，以切割塑料盖模板1470(图18)。然后能够使用模板1470，以标记和切割塑料盖/面板1480和隔离物1490。
在切割盖/面板1480和隔离物1490后，安装系统1310的个人能够通过切割位于侧轨道1450/1460和壳体1410的侧面之间的空间中的隔离物1490和盖/面板1480组装框架1420。然后，个人可使用安装夹1425，将系统1310紧固至窗户120。如上所述和如图23中所示的，暴露于外部元件的系统1310的部分可具有隔离物1205。
除了用于产生上文讨论的隔离和/或封闭房间之外，压力控制系统1310(和/或系统110)的一些实施例也能够用于提高住宅内的空气质量。例如，控制系统1310可被放置在住宅182中的房间的窗户120中，并且能够用于以清洁/消过毒的空气置换住宅内的受污染空气。图24示出根据本发明的空气置换方法的一个实施例。在图25中示出在下文讨论的方法的各种阶段期间，在系统1310中所抽取的空气的位置。
根据方法1600，住宅主人(或其它个人)能够将空气压力控制系统1310安装到住宅的窗户(步骤1605)中，并且开启系统(步骤1610)。重要的是注意，代替窗户，空气压力控制系统1310也可被安装在门道中，或者住宅内的其它开口中，这些开口允许系统1310从住宅的外部抽入空气(例如，穿过住宅的外墙壁的任何开口)。
一旦被安装到窗户中并且被开启，系统1310将从住宅的外部抽入空气(步骤1615)。在一些实施例中，从住宅外部抽取的空气能够被调节为室内温度和湿度(例如，住宅内的温度和湿度)。例如，如果系统1310确定温度高于室内温度(例如，使用电热偶2210)(步骤1620)，或者入流空气太潮湿(例如，使用湿度调节器1385)(步骤1630)，则系统1310能够使用热电装置1380内的冷却器，冷却空气(步骤1625和1635)。相反，如果系统1310(例如，热电偶1385和/或自动调温器1370)确定入流空气太冷(步骤1640)，则系统1310激活主加热器1375，以将所抽入的空气加热至室内温度(步骤1645)。
如上所述，系统1310的一些实施例能够具有杀菌辐射室140和/或位于杀菌辐射室140的任一侧上的一个或多个过滤器(例如，HEPA过滤器410、主碳过滤器1390和/或预过滤器和碳过滤器1350)(图14、17、19和21)。为了该目的，控制系统1310的一些实施例能够在空气穿过空气流动路径和杀菌辐射室140时，对空气消毒(步骤1650)(例如，在包括杀菌辐射室140的那些实施例中)和清洁(步骤1655)(例如，在包括过滤器的那些实施例中)。例如，在被抽取的空气穿过杀菌辐射室140时，UV光能够破坏空气内的细菌和微生物(例如，病毒、细菌、菌类、真菌和孢子)。另外，过滤器410能够移除/截留空气流中的微污染物。
然后，可将经清洁和/或消毒的空气引入住宅(例如，进入其中设置空气压力控制系统1310的房间/空间180)(步骤1660)。在经清洁和/或消毒的空气被引入房间时，置换房间/住宅内的等体积受污染空气(例如，对于被引入房间/住宅的每一立方英尺空气，从房间/住宅排出一立方英尺空气)(步骤1665)。空气置换将始于经清洁/消毒空气的入口点(例如，在空气压力控制系统110点的出口处)处，并且将逐渐穿过房间移动，进入相邻房间1330，以及住宅182的其余部分。在另外的受污染空气被清洁/消毒空气置换和代替时，迫使贯穿整个生活空间的空气传播污染物流出房间/住宅182(步骤1670)(例如，通过反滤)，并且降低房间/住宅182内的整体污染物水平。
重要的是注意，杀菌辐射室140和过滤器能够一起基本移除从住宅外部抽取的空气内的所有污染物。例如，空气压力控制系统1310的输出(例如，被引入房间/住宅的空气)能够基本不含尺寸范围为5.0微米至0.3微米的颗粒。因此，在受污染空气被空气压力控制系统1310输出的空气置换和代替时，住宅内的空气质量提高，并且从住宅清除任何有害颗粒和/或挥发性有机化合物(VOC)(例如，任何空气传播污染物)。
如上所述，空气压力控制系统1310能够使用微处理器360和/或闭环控制器320，控制风扇130的速度约为设定点。能够在制造期间，在工厂处预先设置设定点，或者能够由用户将设定点输入系统(例如，在将控制系统130插入窗户之前或之后)。例如，能够预置设置点(或者由终端用户设置)，以控制风扇，从而保持在24立方英尺/分钟(CFM)和75立方英尺/分钟(CFM)之间的空气流率。24CFM和75CFM之间的空气流率设定点仅为实例，并且空气流率能够被设置为任何适当的流率。在一些实施例中，流率能够取决于房间/住宅的大小、住宅内的污染物水平、期望清洁房间/住宅的时间和/或住宅外部的空气(例如，被抽入系统1310的空气)的污染物的预期水平。
示例性研究
使用根据本发明各种实施例的空气压力控制系统进行研究，以探索本发明的一些实施例的能力，从而通过以清洁空气置换住宅内的受污染空气，减少空气传播污染物(例如，空气置换技术(A.R.T.TM))。该研究比较A.R.T.与使用的空气过滤产品的最新国家研究，以降低污染物并且量化健康效益。在阿尔法1协会的马萨诸塞州支持组(MassachusettsSupportGroupoftheAlpha1Association)认证的七所住宅内进行试验性研究。
该研究和空气置换技术(A.R.T.)基于两种科学原理——(1)两个主体不能同时占用同一空间；和(2)产生空气流的空气压差影响。基于上述原理，确定对于被推入住宅的每一立方英尺的清洁、消毒空气，都排出一立方英尺的受污染空气。流出住宅的每一立方英尺空气都将含有将包括颗粒和气体混合物的污染物(触发器)。
空气置换技术的过程始于新鲜消毒空气的入口点(例如，在空气压力控制系统110/1310的出口处)，并且逐渐贯穿住宅地移动，最终降低整个生活空间的空气传播污染物(图26)。重要的是注意，与空气置换技术相比，传统的再循环空气过滤器产品被设计成解决颗粒污染物，并且不解决引入清洁、新鲜空气，或者移除挥发性有机化合物(VOC)的问题。
本研究的目标在于确定空气置换技术在典型住宅设施中的有效性。空气压力控制系统110/1310被安装在阿尔法1协会的马萨诸塞州支持组的七个成员的住宅内。这些住宅的样式、尺寸和居住情况不同，一些住宅包括宠物。这些住宅在1960至2000年之间建造，并且通过压力热水或压力热空气加热。本研究的要求是可用双悬窗，以适合系统安装。大部分安装发生在夏末，以包括秋天敏感季节和部分冬天采暖季节。
一旦安装，每个已安装系统的计算机/控制器控制压差，从而创建进入住宅的经调节、清洁、新鲜、消毒空气流，该空气流继而置换所有大小和类型的空气传播微污染物、VOC和有害气体。图27示出有害病菌的分布。在通常可导致呼吸恶化的病菌尺寸范围内，监控空气传播颗粒的水平。在安装空气压力控制系统时收集基线室内空气污染数据，并且每个住宅中每月测量一次，以取四个月的平均值。
通过MetOneGT-321手持式颗粒计数计获得所有的颗粒技术数据。安装和贯穿研究期间获得的数据包括从5.0μ至0.3μ的五种不同颗粒尺寸。所有地点的访问验证了，从空气压力控制系统进入房间的清洁、新鲜消毒空气都不含5.0μ至0.3μ的颗粒。也在其中安装空气压力控制系统的房间的中心处，以及在参与者选择的厨房或起居室中获得颗粒计数。
下文列出的数据关注最危险的颗粒尺寸(0.3μ)，并且所有的计算平均值都基于0.3μ颗粒的浓度。在安装期间，在第一和第二位置两者的所有住宅内获得数据。然后数据被平均，以确定第一位置处的每立方英尺中0.3μ颗粒的1,231,493基线浓度，以及第二位置处的每立方英尺中0.3μ颗粒的858,516基线浓度。在每次随后访问中，都将来自每个位置的数据平均，并且与那些位置的基线数据比较，并且以颗粒减少百分比报告。表1示出位置1处的百分比颗粒减少，图2示出位置2处的百分比颗粒减少。
表1：位置#1处的百分比颗粒减少
表2：位置#2处的百分比颗粒减少
重要的是注意，选择一立方英尺空气作为样本尺寸具有呼吸意义。具体地，平均一个成人每分钟吸入约一立方英尺空气。该研究中跟踪的危险的0.3μ颗粒的浓度具有呼吸意义，是因为：(1)它们漂浮并且保持空气传播数天；(2)0.3μ尺寸的颗粒能够行进到深入肺部；和(3)它们能够被人体吸收，并且触发呼吸器官炎症。
上述数据示出空气置换技术在安装点处提供最大的室内空气质量改善。贯穿该研究，对于5.0至0.3微米之间的颗粒，空气压力控制系统传送的置换空气的颗粒计数都为零。对于研究持续时间段中的所有住宅，空气压力控制系统处的零颗粒计数读数都恒定。
被引入空气压力控制系统安装位置中的新鲜消毒空气的有效性改变，其中空气传播颗粒的最大个别降低为87％，并且平均4个月组的降低为70％(参见表1)。
如上所述，也在第二远程位置处的所有住宅中获得数据。流经第一位置至第二位置的新鲜消毒空气的供应分布也变化。空气颗粒的最大个别降低为77％，其中平均4个月组的降低为51％(参见表2)。
也进行了两种短期研究，以确定房间响应于空气置换技术有多快。在两种情况下，房间以约1％/分钟的污染物降低速度响应。
总结
先前在美国国立卫生研究院(NIH)资助的2011全国研究中报告了使用可用的空气清洁器，以确定降低住宅内的空气传播颗粒的健康益处。NIH的研究发现，20％的空气传播颗粒降低导致不定期医院访问减少18％。重要的是注意，NIH研究优先介绍了空气置换技术(A.R.T.)和本文所述的空气压力控制系统。NIH受使用可用的空气清洁技术研究的限制，并且特别表达了对仅清除20％空气传播颗粒，留下所有其它形式的空气传播病菌的不满。
作为强烈对比，本发明的各种实施例清除70％的颗粒。此外，基于颗粒支出的物理特性，在流出住宅的每一立方英尺空气中都存在所有形式的室内空气污染物。
在第二位置处获得的数据支持下列概念，即空气压力差将清洁新鲜空气有利地输送至住宅的其它部分。将清洁、新鲜空气输送至住宅的其它部分是在再循环空气过滤器清洁器的局部空气清洁限制上的巨大改进。
图28示出空气净化系统2800的可替换实施例。除了上文讨论的许多运行部件和组件(例如，风扇130/910、电源350、马达控制器310、闭环控制器320、传感器340/610/710、微处理器360、过滤器410/1027/1350/1390、加热器/冷却器1380，等等)之外，系统2800能够包括可移除前边框2810，该可移除前边框2810连接至系统2800的主体2820(例如，壳体)，并且允许用户易于获得对内部组件的接入。边框2810可包括磁体2815，磁体2815可将前边框2810固定至系统2800的其余部分。可替换地，可通过允许用户易于移除边框2810(例如，通过手而不使用工具)的任何其它措施，将边框2810固定至系统2800的其余部分。
除了将边框2810固定至主体2820之外，磁体2815也可结合霍尔效应晶体管2830使用，以起安全开启/闭合开关的作用。例如，如图29中所示，系统电子器件能够包括朝着系统2800的前部设置的霍尔效应晶体管2830(例如，靠近前边框2810和磁体2815)。当边框2810被固定在系统2800上时，磁体2815产生的磁场将对霍尔效应晶体管2830加电，允许系统2800运行。相反，当前边框2810被移除时，磁场将被类似地移除(例如，因为磁体2815处于边框2810上)。这继而将断开霍尔效应晶体管2830，并且将导致系统2800关闭。通过这种方式，霍尔效应传感器2830起安全开关的作用，该安全开关在移除前面板2810，并且暴露内部组件的情况下，关闭系统2800。
如图29和30中所示，杀菌辐射室2840可由电底架2850和可移除滤芯2860形成。电底架2850被固定在系统2800的主体2820内，并且容纳系统2800的许多电和机械组件(例如，以类似于上文讨论的电底架405的方式)。底架2850可具有中空内部，该中空内部形成杀菌辐射室的主腔室2852(例如，空气流经的腔室，并且其中，来自灯210的UV光开始对空气消毒)。
如图30中最佳示出的(该图示出移除的滤芯2860)，滤芯2860包括系统的许多可抛弃组件(例如，可能需要在时间替换的那些物件)。例如，滤芯2860可包括许多过滤器(例如，任何上文讨论的那些过滤器，包括但不限于HEPA过滤器410)。为了向滤芯2860供电(例如，以使UV灯210运行)，滤芯2860包括电插销2870，电插销2870插入底架2850(例如，杀菌辐射室2840的其余部分)上的相应插销2872(或者插座；图29)中。这产生了与底架2850的电连接，并且向滤芯2860内的UV灯210供电。
如上所述，滤芯2860可移除。为了该目的，当需要替换滤芯2860的一个组件(例如，UV灯或过滤器)时，用户能够简单地移除系统的前边框2810(从建筑内部)，以获得对滤芯2860的接入。如上所述，移除边框2810将断开霍尔效应晶体管2830的供电，并且停止如果运行的系统2800。然后，用户可从底架断开滤芯2860(例如，通过简单地在滤芯2860上拉动)。一旦断开了滤芯2860，用户可替换故障或磨损的组件，并且再安装相同的滤芯2860(例如，滤芯可再用)，或者简单地安装完全新的滤芯2860。
另外，如图30中最佳示出的，与上文讨论的实施例相同，系统2800能够包括位于系统2800的任一端处的障板和/或整流器2880/2890。例如，系统2800可包括位于杀菌辐射室2840的进口端2840A处的第一障板2880和/或整流器2890，以及位于杀菌辐射室2840的出口端2840B处的第二障板2880和/或整流器2890。在一些实施例中，出口端2840B处的障板2880和/或整流器2890可能为可移除滤芯2860的一部分。障板和/或整流器2880/2890可帮助防止室2840内的UV光逸出，但是可被穿孔，以允许空气流经障板和/或整流器2880/2890，因此流经腔室2840和系统2800。
障板和/或整流器2880/2890中的一个或两者能够包括二氧化钛(TiO2)涂层(例如，障板2880能够被涂有TiO2)。通过以TiO2对障板2880(或者整流器2890)涂覆，一些实施例能够利用光催化过程，以帮助清洁/净化穿过系统2800的空气。例如，TiO2涂层起催化剂的作用，以当暴露于来自灯210的UV光时，将周围环境的水蒸汽、臭氧和VOC转化为危害较小的组分。
与提供进入建筑的可变流量的新鲜清洁空气，并保持建筑内部和外部之间的恒定空气压差的上文讨论的一些实施例不同，本发明的其它实施例利用恒定置换策略。在这些实施例中，系统(例如，系统2800)始终以峰值空气流量和峰值效率运行，并且使正空气压力根据结构/建筑的多孔性变化。例如，当结构/建筑被良好密封时，空气压力将升高，直到排出的空气等于入流空气流率的设定点(例如，系统2800的设定点)。这确保了置换受污染空气所需的时间最小化。另外，恒定置换策略允许空气流率(例如，最大质量流量)被设置为最高的可能流量，同时仍保持最大过滤效率，以及最大UV消毒。
可基于正常的室外周围天气(约70°F和55％相对湿度)，确定最高空气流率(例如，设定点)。可替换地，如果周围天气状态热(例如，明显高于70°F)、冷(明显低于70°F)和/或潮湿(明显高于55％相对湿度)，则系统2860可被减慢(例如，可降低最高空气流率/设定点)。例如，微处理器310可监控进入系统的空气的温度和相对湿度(例如，使用湿度调节器1385和热电偶2210)，并且因此调节设定点/系统运行。以这种方式调节设定点帮助最优化系统运行，并且提高系统的寿命。
重要的是注意，上文讨论的采用恒定置换策略的实施例可采用稍微不同的控制系统，并且在一些情况下，可简化空气净化系统2800。例如，采用恒定空气置换策略的实施例不需要上文所述的压力换能器，和穿过系统的第二空气流动路径。然而，以与上文所述类似的方式，系统2800(例如，系统2800的控制环)仍可包括位于系统出口处的固态温度传感器(例如，自动调温器1370)和固态湿度调节器(例如，湿度调节器1385)。另外，如下文更详细讨论的，系统2800能够包括一个或多个珀耳帖模块(例如，热电冷却器)，珀耳帖模块帮助调节入流空气的温度和湿度。
系统2800也可包括微处理器(例如，微处理器360)，微处理器经编程，以保持房间/建筑内的舒适生活条件，并且控制系统的许多组件。例如，也如上文所讨论的，微处理器360能够控制腔室风扇(例如，风扇130)的速度。另外，微处理器360能够控制帮助调节入流空气的加热器/冷却器1380(可能为电阻加热器)的功率占空比。类似地，微处理器360能够控制位于系统2800的进口附近的珀耳帖模块的功率。通过控制珀耳帖模块的功率，微处理器360能够对入流空气冷却和/或除湿。
除了控制系统2800的各个组件的功率之外，微处理器360也能够起监控和警报功能的作用。例如，微处理器360可监控有源组件(例如，腔室风扇130、加热器1380、珀耳帖模块和UV灯210(或者如果配备的UV灯的镇流器))的功率水平。然后，微处理器360可比较有源组件的功率消耗与个别组件和/或作为整体的系统的存储值(例如，存储功率范围)，以验证系统2800功能正常。如果一个或多个组件不以存储值(或者处于存储功率范围内)运行，则微处理器360能够发送消息，将在控制面板330上显示该消息。此外，通过监控风扇130的功率水平，微处理器360也将能够确定过滤器(例如，过滤器410、预过滤器1027、预过滤器1350、碳过滤器1390，等等)是否由于所收集空气传播污染物的水平高而被过早阻塞。
微处理器360也能够监控和跟踪总系统运行时间。通过跟踪总运行时间，微处理器360能够确定何时更换滤芯2860(或滤芯2860的组件)。例如，微处理器360能够比较总运行时间与滤芯2860的组件的预期寿命周期。一旦微处理器360确定运行时间已经到达阈值(例如，预期寿命周期的一定百分比)，并且需要更换滤芯2860，微处理器360发送更换滤芯信号，该更换滤芯信号被显示在控制面板上。然后，如上文所讨论的，用户可替换滤芯2860。
如上所述，本发明的一些实施例可被安装到建筑的窗户中。然而，如图31A和31B中所示的，为了容纳其中窗户不可用的结构，一些实施例可包括安装套件3010，安装套件3010允许系统2800(或者系统的其它实施例)被安装成穿过结构的墙壁3005。安装套件3010可包括L形主体3020，该L形主体3020具有：水平部分3030，系统2800能够坐落在该部分上；和垂直部分3040，该部分沿墙壁3005延伸。如图31A中最佳示出的，水平部分3030和垂直部分3040两者都能够具有墙壁3032/3042，该墙壁3032/3042从扁平表面3034/3044延伸，以在垂直和水平部分3030/3040中形成凹处3036/3046。水平部分3030中的凹处3036能够起冷凝托盘的作用，该冷凝托盘收集从系统2800滴落或以其它方式在系统2800上形成的冷凝物。水平部分3030上的墙壁3032和/或垂直部分3040上的墙壁3042可具有边缘垫圈3038/3048，边缘垫圈3038/3048密封系统2800，以防止在安装套件3010和系统2800之间渗漏。
从垂直部分3040向外延伸(以便可穿过墙壁3005中的开口安装)，套件3010能够包括分离管3050，分离管3050促进在大气(例如，建筑外部的大气)和系统2800之间的空气流动。例如，分离管3050可被分为空气进口段/流动路径3052，空气进口段/流动路径3052允许通过垂直部分3040(例如，穿过扁平表面3044延伸)中的新鲜空气进口3056，将空气抽入系统2800。类似地，分离管3050可具有排气部分/流动路径3054，排气部分/流动路径3054允许通过垂直部分3040中的排气出口3058，将废气(例如，热废气)排出/排回至外部大气。另外，为了防止入流新鲜空气和废气混合，套件3010包括处于进口3056和排气出口3058之间的隔板3057。隔板3057可是隔热的，以防止热废气加热入流新鲜空气。
为了将安装套件3010固定至墙壁3005(并且随后将系统2800固定至安装套件3013)，用户/安装者可首先准备穿过墙壁3005的适当大小的孔(如果还未存在一个孔)，并且将分离管3050穿过该孔。然后，用户/安装者可采用垂直延伸部分3040中的安装孔3043，以将安装套件3010固定至墙壁(例如，使用螺钉、螺栓或其它附接装置)。一旦主体3020被固定至墙壁3005，并且分离管3050延伸穿过墙壁3005，用户/安装者可将系统2800固定至安装套件3010。为了该目的，系统2800可包括附接支架3060(图31B)，附接支架3060沿(并且被固定至)系统2800的底部的一部分延伸。当将系统2800固定至安装套件3010时，用户/安装者可将附接支架插入位于垂直部分3040上的附接狭槽3049，以便系统2800的背部坐落在水平部分3030上。
重要的是注意，虽然上述实施例具有容纳所有系统组件的单一壳体，但是在其它实施例中，系统组件能够分离。例如，如图32中所示的，一些空气调节组件(例如，珀耳帖模块、电阻加热器，等等)能够与空气净化组件(例如，杀菌辐射室2840、可移除滤芯2860、UV灯210、过滤器、电加热器1375，等等)分离。在这些实施例中，空气调节组件可经由管道3110(例如，柔性导管)和电缆连接至杀菌辐射室2840(和系统的其余部分)。例如，管道3110和电缆允许空气调节组件与空气净化组件分离/被从空气净化组件移除，并且可能被包含在单独的壳体(例如，壳体3120和3130)中。为了该目的，一部分系统(例如，壳体3130)可位于窗户中，并且其它部分(例如，壳体3120)可位于住宅/建筑内部。为了最小化所需的组件和连接数目，管道3110可包括电缆(例如，可穿过管道或沿管道延伸的电缆)。
图33示出可在其中用于穿过窗户安装的窗户不可获得的应用中采用的两部分系统的可替换实施例。在这些实施例中，系统3200可具有外部壳体3210(例如，圆形横截面形状)，外部壳体3210能够延伸穿过结构(例如，住宅或建筑)的墙壁3205中的孔。外部壳体3210容纳冷却风扇1520、珀耳帖模块3240A/B、热电加热器/冷却器1380和电加热器1375，并且也可包括气室分离壁3220，该分离壁3220将外部壳体3210分为两个空气流动路径。例如，分离壁3220可将外部壳体3210分为主空气流动路径3212(例如，类似于上文讨论的第一空气流动路径250)和次空气流动路径3214(例如，类似于上文讨论的第三空气流动路径1510)。冷却风扇1520位于次空气流动路径中，并且当运行时，通过墙壁3205附近的开口3230，将外部空气抽入次空气流动路径中。该空气在珀耳帖模块3240A/B的热侧上流动(例如，以冷却珀耳帖模块3240A/B)，并且通过外部壳体3210的末端，将该空气排出至结构的外部。
在住宅/结构内，两部分系统3200可包括容纳空气净化系统的其余组件的内部壳体3250。为了连接两个壳体，系统3200包括从内部壳体3250延伸至结构的墙壁3205的柔性导管3260(具有电缆)，以及外部壳体3210。内部壳体3250容纳空气净化设备/组件，包括但不限于杀菌辐射室2840、过滤器410(和如果配备的过滤器1350/1390)、可变速风扇130、障板2880/2890、可移除滤芯2860、UV灯210等等。另外，与上述一些系统一样，内部壳体3250也可具有前边框2810(具有磁体)和霍尔效应晶体管2830，如果移除边框2810，则霍尔效应晶体管2830关闭系统3200。
虽然一些实施例能够具有类似于上文所述和图30中所示的障板/整流器构造(例如，穿孔障板2880和整流器2890)，但是其它实施例能够采用不同的障板/整流器设计/构造。例如，如图33和34中所示，障板2880可能为/可包括扁平板2882，并且整流器2890可能为位于扁平板2882的下游的穿孔板2892。为了允许空气穿过系统3200(或上文讨论的系统2800)流动，扁平板2882可不始终延伸至杀菌辐射室2840的边缘/侧面，以便在扁平板2882的一个或多个末端处设置/形成间隙2884。被抽入系统3200的空气可流经间隙2884、流经穿孔整流器2890，并且流入杀菌辐射室2840的主腔室2852。
可替换地，如图35中所示，障板/整流器构造能够具有更蜿蜒的结构。例如，障板2880可包括彼此间隔隔开的许多成角度部分4022(例如，u形部分)，以在每个成角度部分4022之间形成间隙4024。类似地，整流器2890也可包括彼此间隔隔开的许多成角度部分4032，以在成角度部分4032之间形成间隙4034。为了允许空气流经障板2880和整流器2890，并且防止UV光/辐射流出辐射室2840，整流器4030的成角度部分4032可与障板4020的成角度部分4022之间的间隙4024对齐(例如，成角度部分4022可偏离成角度部分4032)。
在系统运行期间，可变速风扇130通过位于珀耳帖模块3240A/B上游的空气进口3270，将空气抽入外部壳体3210(例如，进入主空气流动路径3212)。在空气在珀耳帖模块3240A/B、热电加热器/冷却器1380和电加热器1375上流动时，系统3200将视需要调节空气(例如，如上所述，将取决于达到舒适生活条件所需的，除湿、加热、冷却等等)。然后，空气将流经柔性导管3260，并且流入外部壳体3250，其中在空气穿过过滤器和杀菌辐射室2840时，空气被净化。
如上所述，微处理器360能够监控风扇130的功率水平，以确定过滤器(例如，过滤器410、预过滤器1027、预过滤器1350、碳过滤器1390，等等)是否由于所收集空气传播污染物的水平高而被过早阻塞。另外或可替换地，如图33中所示，一些实施例(例如，上述两部分系统或其它实施例)可具有位于杀菌辐射室2840(例如，刚好处于可变速风扇130和障板2880的下游)内的空气速度传感器3280。空气速度传感器3280可被电连接至微处理器360，并且在空气流经系统3200时，空气速度传感器3280可测量空气流的速度(例如，在障板2880上流过的空气的速度)。然后，微处理器360能够监控所测量的速度，以确定过滤器(例如，过滤器410、预过滤器1027、预过滤器1350、碳过滤器1390，等等)是否被阻塞，例如，速度是否降低至低于阈值。例如，如果在板3292的边缘上流动以及流经间隙3294的空气速度降低至低于阈值(例如，存储值)，则微处理器360将确定一个或多个过滤器被阻塞。
重要的是注意，在一些大气条件下，冷凝物可在系统内形成。例如，特别是在潮湿天气期间，在系统3200调节入流空气时，冷凝物将形成并且从珀耳帖模块3240A/B的冷侧滴落。如果允许其积聚，则该冷凝物将负面地影响系统的性能和寿命。因此，在一些实施例中，外部壳体3210稍微向下倾斜，以允许外部壳体3210内的冷凝物排出/从空气进口3270滴落。另外，电加热器1375可放置在墙壁3205附近(例如，在穿过墙壁的孔内)，以防止冷却空气冷却柔性导管的墙壁，以及在住宅/建筑内形成冷凝物。
另外或可替换地，在一些实施例中，空气调节组件能够从空气净化组件自主延伸。通过这种方式，一些实施例能够起空气调节单元的作用，即使空气净化组件不运行、被替换，或以其它方式不使用时也是如此。
虽然已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是本领域技术人员应明白，不偏离本发明的真正范围的情况下，能够做出将实现本发明的一些优点的各种变化和修改。这些和其它显而易见的修改有意被附加权利要求涵盖。

Claims (97)

1.一种用于降低建筑内的空气传播污染物的系统，包括：
壳体，所述壳体限定所述系统的结构；
系统进口；
系统出口；
可变速风扇，所述可变速风扇被配置成以一定速度运行；
微处理器，所述微处理器与所述风扇通信，并且被配置成控制所述风扇的速度；
电底架，所述电底架位于所述壳体内并且限定腔室，所述电底架支撑所述壳体内的至少一些系统的电部件；和
可移除滤芯，所述可移除滤芯被配置成与所述电底架选择性地对接，以在所述壳体内形成杀菌辐射室，并且位于穿过所述系统的空气流动路径内，所述可移除滤芯包括至少一个UV光源和至少一个过滤器，所述至少一个UV光源和至少一个过滤器被配置成在空气穿过所述系统和所述杀菌辐射室时，对空气消毒。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可移除滤芯包括第一电连接器，所述第一电连接器被配置成，当所述滤芯与所述底架对接时，连接位于所述电底架上的第二电连接器，所述第一和第二电连接器电连接所述微处理器和所述至少一个UV灯。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述微处理器控制所述至少一个UV灯的功率水平。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述壳体包括可移除边框，所述可移除边框经由磁体可移除地连接至所述壳体。
5.根据权利要求4所述的系统，还包括霍尔效应晶体管，当所述边框被连接至所述壳体时，由所述磁体产生的磁场对所述霍尔效应晶体管加电。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，移除所述可移除边框关闭所述系统。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述杀菌辐射室包括处于所述杀菌辐射室的输入端处的穿孔障板。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述穿孔障板包括氧化钛涂层。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可移除滤芯包括穿孔障板。
10.根据权利要求1所述的系统，还包括：
温度传感器，所述温度传感器位于所述系统出口处，并且被配置成测量流出所述系统的空气的温度；和
湿度调节器，所述湿度调节器位于所述系统出口处，并且被配置成测量流出所述系统的空气的湿度。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述微处理器与所述温度传感器和所述湿度调节器电通信，并且所述微处理器被配置成至少部分基于所测量的温度和所测量的湿度控制系统运行，以在所述建筑内保持舒适的生活条件。
12.根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述系统进口处的电阻加热器，所述电阻加热器被配置成调和入流空气。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述微处理器被配置成控制至所述电阻加热器的占空比功率。
14.根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述系统进口处的第一珀耳帖模块，所述第一珀耳帖模块被配置成冷却入流空气。
15.根据权利要求14所述的系统，还包括位于所述系统进口处的第二珀耳帖模块，所述第二珀耳帖模块被配置成对入流空气除湿。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述微处理器被配置成控制至所述第一珀耳帖模块和所述第二珀耳帖模块中的至少一个的功率。
17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述微处理器还被配置成监控所述系统的功率消耗，并且比较所监控的功率消耗与存储值，以验证系统功能性。
18.根据权利要求17所述的系统，还包括具有显示器的控制面板。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述微处理器还被配置成如果所述系统的功率消耗充分不等于所述存储值，则向所述控制面板发送消息，指示所述系统现在不按说明书运行。
20.根据权利要求1所述的系统，其中，所述微处理器被配置成监控所述系统的总运行时间，并且如果所述总运行时间超过阈值，则向所述控制面板发送更换可移除滤芯消息。
21.根据权利要求1所述的系统，其中，所述微处理器还被配置成监控所述风扇的功率水平，并且至少部分基于所述风扇的功率水平，确定所述至少一个过滤器是否阻塞。
22.根据权利要求1所述的系统，其中，所述壳体被配置成适配到所述建筑的窗户内。
23.根据权利要求1所述的系统，还包括：
安装套件，所述安装套件被配置成允许所述壳体被固定至所述建筑的墙壁，所述安装套件具有被配置成支撑所述壳体的主体部分，和分离管，所述分离管被配置成延伸穿过所述建筑墙壁内的开口。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述分离管包括：
空气进口路径，所述空气进口路径被配置成允许所述可变速风扇通过所述空气进口路径，从外部大气抽取空气，并且使空气进入所述系统进口；和
排气路径，所述排气路径被配置成允许所述系统将废气传送至外部大气。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述安装套件还包括隔板，所述隔板被配置成将所述空气进口路径与所述排气路径隔开，并且防止所抽取的空气与废气混合。
26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述隔板是隔热的。
27.根据权利要求23所述的系统，其中，所述安装套件包括附接支架，所述附接支架被配置成附接至所述壳体的表面，并且将所述壳体固定至所述安装套件的主体部分。
28.根据权利要求27所述的系统，其中，所述安装套件的主体部分包括附接狭槽，当所述壳体被固定至所述安装套件的主体部分时，至少一部分所述附接支架位于所述附接狭槽内。
29.根据权利要求23所述的系统，其中，所述安装套件的主体部分包括垂直延伸部分和水平延伸部分，所述垂直延伸部分被配置成沿一部分墙壁延伸，并且所述水平延伸部分被配置成支撑所述壳体。
30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述垂直延伸部分包括安装孔，所述安装孔被配置成允许所述安装套件的主体部分被固定至所述墙壁。
31.根据权利要求29所述的系统，其中，所述水平延伸部分形成冷凝托盘。
32.根据权利要求23所述的系统，还包括边缘垫圈，所述边缘垫圈沿至少一部分所述主体部分延伸，所述边缘垫圈被配置成密封所述壳体。
33.一种用于降低建筑内的空气传播污染物的方法，包括：
在建筑中的开口内安装空气净化系统，所述空气净化系统包括：
壳体，所述壳体限定所述系统的结构；
系统进口；
系统出口；
可变速风扇，所述可变速风扇被配置成以一定速度运行；
微处理器，所述微处理器与所述风扇通信，并且被配置成控制所述风扇的速度；
电底架，所述电底架位于所述壳体内并且限定腔室，所述电底架支撑所述壳体内的至少一些系统的电部件；和
可移除滤芯，所述可移除滤芯被配置成与所述电底架选择性地对接，以在所述壳体内形成杀菌辐射室，并且位于所述系统中的空气流动路径内，所述可移除滤芯包括至少一个UV光源和至少一个过滤器，所述至少一个UV光源和至少一个过滤器被配置成在空气穿过所述系统和所述杀菌辐射室时，对空气消毒；
通过所述系统进口和所述空气流动路径，从建筑外部抽取空气，在空气穿过所述空气流动路径时，所述杀菌辐射室对空气消毒；
以峰值空气流量运行所述空气净化系统；和
通过所述系统出口将所述经消毒的空气引入所述建筑，所述经消毒的空气置换所述建筑内的受污染空气，所述建筑内的空气压力升高，直到从所述建筑置换的受污染空气等于进入所述建筑的经消毒空气的流率。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述可移除滤芯包括第一电连接器，所述第一电连接器被配置成，当所述滤芯与所述底架对接时，与位于所述电底架上的第二电连接器连接，所述第一和第二电连接器电连接所述微处理器和所述至少一个UV灯。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述微处理器控制所述至少一个UV灯的功率水平。
36.根据权利要求33所述的方法，其中，所述壳体包括可移除边框，所述可移除边框经由磁体可移除地连接至所述壳体。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述空气净化系统还包括霍尔效应晶体管，当所述边框被连接至所述壳体时，由所述磁体产生的磁场对所述霍尔效应晶体管加电。
38.根据权利要求37所述的方法，其中，移除所述可移除边框关闭所述系统。
39.根据权利要求33所述的方法，其中，所述杀菌辐射室包括处于所述杀菌辐射室的输入端处的穿孔障板。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述穿孔障板包括氧化钛涂层。
41.根据权利要求33所述的方法，其中，所述可移除滤芯包括穿孔障板。
42.根据权利要求33所述的方法，其中，所述空气净化系统还包括：
温度传感器，所述温度传感器位于所述系统出口处，并且被配置成测量流出所述系统的空气的温度；和
湿度调节器，所述湿度调节器位于所述系统出口处，并且被配置成测量流出所述系统的空气的湿度。
43.根据权利要求42所述的方法，还包括至少部分基于所测量的温度和所测量的湿度，使用所述微处理器控制系统运行，以在建筑内保持舒适的生活条件。
44.根据权利要求33所述的方法，其中，所述空气净化系统包括位于所述系统进口处的电阻加热器，所述方法包括使用所述电阻加热器，调和入流空气。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述微处理器被配置成控制至所述电阻加热器的占空比功率。
46.根据权利要求33所述的方法，其中，所述空气净化系统还包括位于所述系统进口处的第一珀耳帖模块，所述第一珀耳帖模块被配置成冷却入流空气。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述空气净化系统还包括位于所述系统进口处的第二珀耳帖模块，所述第二珀耳帖模块被配置成对入流空气除湿。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述微处理器被配置成控制至所述第一珀耳帖模块和所述第二珀耳帖模块中的至少一个的功率。
49.根据权利要求33所述的方法，还包括：
使用所述微处理器，监控所述空气净化系统的功率消耗；
比较所监控的功率消耗与存储功率消耗范围；和
验证系统功能性，即所述监控功率消耗处于所存储的功率消耗范围内。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，所述空气净化系统还包括具有显示器的控制面板。
51.根据权利要求50所述的方法，还包括：
如果所述系统的功率消耗不处于所存储的功率消耗范围内，则使用微处理器向所述控制面板发送消息，所述消息指示所述系统不按说明书运行；和
在所述控制面板上显示所述消息。
52.根据权利要求33所述的方法，还包括：
使用所述微处理器监控所述系统的总运行时间；和
如果所述总运行时间超过阈值，则向所述控制面板发送更换滤芯消息。
53.根据权利要求33所述的方法，其中，所述微处理器还被配置成监控所述风扇的功率水平，并且至少部分基于所述风扇的功率水平，确定所述至少一个过滤器是否阻塞。
54.根据权利要求33所述的方法，其中，当所述建筑中的开口是窗户时，所述壳体则被配置成适配到所述窗户内。
55.根据权利要求33所述的方法，其中，所述空气净化系统包括：
安装套件，所述安装套件被配置成允许所述壳体被固定至所述建筑的墙壁，所述安装套件具有被配置成支撑所述壳体的主体部分和分离管，所述分离管被配置成延伸穿过所述建筑中的开口。
56.根据权利要求55所述的方法，其中，安装所述空气净化系统包括使所述分离管穿过所述建筑中的开口，所述开口延伸穿过所述建筑的墙壁。
57.根据权利要求55所述的方法，其中，所述分离管包括：
空气进口路径，其中，从建筑外部抽取空气包括通过所述空气进口路径抽取空气，并且使空气进入所述系统进口；和
排气路径，所述排气路径被流体连通地配置成允许所述系统将废气排出至外部大气。
58.根据权利要求57所述的方法，其中，所述安装套件还包括隔板，所述隔板被配置成将所述空气进口路径与所述排气路径隔开，并且防止所抽取的空气与废气混合。
59.根据权利要求58所述的方法，其中，所述隔板是隔热的。
60.根据权利要求55所述的方法，其中，所述安装套件包括附接支架，所述附接支架被配置成附接至所述壳体的表面，并且将所述壳体固定至所述安装套件的主体部分。
61.根据权利要求60所述的方法，其中，所述安装套件的主体部分包括附接狭槽，所述方法包括将至少一部分所述附接支架插入所述附接狭槽中，以将所述壳体固定至所述安装套件的主体部分。
62.根据权利要求55所述的方法，其中，所述安装套件的主体部分包括垂直延伸部分和水平延伸部分，所述垂直延伸部分被配置成沿一部分所述墙壁延伸，并且所述水平延伸部分被配置成支撑所述壳体。
63.根据权利要求62所述的方法，其中，所述垂直延伸部分包括安装孔，所述安装孔被配置成允许所述安装套件的主体部分被固定至所述墙壁。
64.根据权利要求62所述的方法，其中，所述水平延伸部分形成冷凝托盘。
65.根据权利要求5所述的方法，还包括边缘垫圈，所述边缘垫圈沿至少一部分所述主体部分延伸，所述边缘垫圈被配置成密封所述壳体。
66.一种用于降低建筑内的空气传播污染物的系统，包括：
外部壳体，所述外部壳体被配置成延伸穿过所述建筑的墙壁；
内部壳体，所述内部壳体被配置成位于所述建筑的内部中；
柔性导管，所述柔性导管在所述外部壳体和内部壳体之间延伸，并且被配置成允许空气从所述外部壳体流动至所述内部壳体；
位于所述外部壳体内的系统进口；
位于所述内部壳体内的系统出口；
可变速风扇，所述可变速风扇位于所述内部壳体内，并且被配置成以一定速度运行，以将空气抽入所述系统进口；
微处理器，所述微处理器与所述风扇通信，并且被配置成控制所述风扇的速度；
电底架，所述电底架位于所述内部壳体内并且限定腔室，所述电底架支撑所述内部壳体内的至少一些系统的电部件；和
可移除滤芯，所述可移除滤芯被配置成与所述电底架选择性地对接，以在所述内部壳体内形成杀菌辐射室，并且位于穿过所述系统的主空气流动路径内，所述可移除滤芯包括至少一个UV光源和至少一个过滤器，所述至少一个UV光源和至少一个过滤器被配置成在空气穿过所述系统和所述杀菌辐射室时，对空气消毒。
67.根据权利要求66所述的系统，其中，所述柔性导管包括电缆，所述电缆被配置成电连接所述内部壳体和所述外部壳体。
68.根据权利要求66所述的系统，其中，所述外部壳体包括气室分离壁，所述气室分离壁形成穿过所述外部壳体的第一空气流动路径和穿过所述外部壳体的第二空气流动路径，所述第一空气流动路径是穿过所述系统的主空气流动路径的一部分。
69.根据权利要求68所述的系统，其中，所述系统进口位于所述第一空气流动路径内，所述可变速风扇被配置成通过所述第一空气流动路径抽取空气。
70.根据权利要求68所述的系统，其中，所述外部壳体包括冷却风扇，所述冷却风扇位于所述第二空气流动路径内，所述冷却风扇被配置成通过所述第二空气流动路径抽取空气。
71.根据权利要求68所述的系统，还包括位于所述外部壳体内的至少一个珀耳帖模块，所述冷却风扇被配置成通过所述至少一个珀耳帖模块的热侧上的所述第二空气流动路径抽取空气。
72.根据权利要求66所述的系统，其中，所述可移除滤芯包括第一电连接器，所述第一电连接器被配置成，当所述滤芯与所述对接底架时，与位于所述电底架上的第二电连接器连接，所述第一和第二电连接器电连接所述微处理器和所述至少一个UV灯。
73.根据权利要求72所述的系统，其中，所述微处理器控制所述至少一个UV灯的功率水平。
74.根据权利要求66所述的系统，其中，所述内部壳体包括可移除边框，所述可移除边框经由磁体可移除地连接至所述内部壳体。
75.根据权利要求74所述的系统，还包括霍尔效应晶体管，当所述边框被连接至所述内部壳体时，由所述磁体产生的磁场对所述霍尔效应晶体管加电。
76.根据权利要求75所述的系统，其中，移除所述可移除边框关闭所述系统。
77.根据权利要求66所述的系统，其中，所述杀菌辐射室包括处于所述杀菌辐射室的输入端处的穿孔障板。
78.根据权利要求77所述的系统，其中，所述穿孔障板包括氧化钛涂层。
79.根据权利要求66所述的系统，其中，所述可移除滤芯包括穿孔障板。
80.根据权利要求66所述的系统，还包括：
温度传感器，所述温度传感器位于所述系统出口处，并且被配置成测量流出所述系统的空气的温度；和
湿度调节器，所述湿度调节器位于所述系统出口处，并且被配置成测量流出所述系统的空气的湿度。
81.根据权利要求80所述的系统，其中，所述微处理器与所述温度传感器和所述湿度调节器电通信，所述微处理器被配置成至少部分基于所测量的温度和所测量的湿度控制系统运行，以在所述建筑内保持舒适的生活条件。
82.根据权利要求66所述的系统，还包括位于所述外部壳体内的电阻加热器，所述电阻加热器被配置成调和入流空气。
83.根据权利要求82所述的系统，其中，所述微处理器被配置成控制至所述电阻加热器的占空比功率。
84.根据权利要求66所述的系统，还包括位于所述外部壳体内的第一珀耳帖模块，所述第一珀耳帖模块被配置成冷却入流空气。
85.根据权利要求84所述的系统，还包括位于所述外部壳体内的第二珀耳帖模块，所述第二珀耳帖模块被配置成对入流空气除湿。
86.根据权利要求85所述的系统，其中，所述微处理器被配置成控制至所述第一珀耳帖模块和所述第二珀耳帖模块中的至少一个的功率。
87.根据权利要求66所述的系统，其中，所述微处理器还被配置成监控所述系统的功率消耗，并且比较所监控的功率消耗与存储值，以验证系统功能性。
88.根据权利要求87所述的系统，还包括具有显示器的控制面板，所述控制面板位于所述内部壳体内。
89.根据权利要求88所述的系统，其中，所述微处理器还被配置成如果所述系统的功率消耗充分不等于所述存储值，则向所述控制面板发送消息，指示所述系统现在不按说明书运行。
90.根据权利要求66所述的系统，其中，所述微处理器被配置成监控所述系统的总运行时间，并且如果所述总运行时间超过阈值，则向所述控制面板发送更换可移除滤芯消息。
91.根据权利要求66所述的系统，其中，所述微处理器还被配置成监控所述风扇的功率水平，并且至少部分基于所述风扇的功率水平，确定所述至少一个过滤器是否阻塞。
92.根据权利要求66所述的系统，还包括：
障板，所述障板位于所述杀菌辐射室内，并且被配置成防止UV辐射流出所述杀菌辐射室；和
整流器，所述整流器位于所述障板的下游。
93.根据权利要求92所述的系统，其中，所述障板和所述整流器位于所述杀菌辐射室的输入端处。
94.根据权利要求92所述的系统，其中，所述障板和所述整流器中的至少一个包括氧化钛涂层。
95.根据权利要求92所述的系统，还包括位于所述障板和所述整流器之间的空气速度传感器，所述空气速度传感器被配置成测量在所述障板上流动的空气的速度，并且所述空气速度传感器被电连接至所述微处理器。
96.根据权利要求95所述的系统，其中，所述微处理器可还被配置成监控所测量的空气速度，并且确定过滤器是否阻塞。
97.根据权利要求92所述的系统，其中，所述障板为扁平板，并且其大小使得在所述扁平板的一端和所述杀菌辐射室的内壁之间形成间隙，以允许空气在所述扁平板上流过。
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