CN105363297A - 一种判断空气净化器滤网寿命的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种判断空气净化器滤网寿命的方法，包括以下步骤，通过试验测定所选用的净化器滤网的容尘量M，测定所述滤网的初始过滤效率η₀和所述滤网使用寿命终止时的过滤效率η_{1 ，}，确定净化器运行的风量Q，假设实际工作时间提醒用户更换或清洗滤网；在不增加额外成本的前提下，根据容易采集的数据包括净化器运行风量Q、滤网过滤效率、工作时间等，通过合理的运算方式就能够精准地提醒用户更换滤网，避免用户过早更换滤网造成浪费，或太迟更换滤网，造成效果不佳甚至造成二次污染，即使在不同的季节、不同地区、不同污染物浓度下工作，滤网的更换时间也会合理提示，保证滤网合理使用不至于浪费。

Description

一种判断空气净化器滤网寿命的方法

技术领域

本发明涉及空气净化领域，特别是一种判断空气净化器滤网寿命的方法。

背景技术

空气净化器的过滤网在使用一段时间后需要清洗或更换，目前市面上的家用空气净化器空气判断滤网寿命的方法一般是设定滤网的使用总时间，当空气净化器开机时间累计达到滤网设定的使用时间，就提醒用户更换滤网。这种方法存在以下缺陷：1、各地的空气质量不一样，该方法不能加以区别，在空气质量好的地方和空气质量差的地方，提醒更换滤网的时间是一样的；2、该方法不能区别不同的机器档位，机器的档位不一样，风量不一样，实际上寿命的损耗速度是不一样的；3、该方法不能区分大小不一的滤网，滤网的大小不一样，使用寿命也不一样。该方法没有一种严谨的方法加以区别。因此这种方法实际只能作为简单的参考，不能准确确定过滤网的清洗或更换时间。实际上，空气净化器在不同地区，不同和季节，污染物的浓度相差非常大，可以差数十倍，导致滤网的实际需要更换时间也可以差数十倍。而过早、过晚清洗或更换过滤网，都会影响空气净化器的正常合理使用。

有设计人设计了一种方法，具体参照专利号为201110070593.5的《用于确定空气过滤器剩余使用寿命的方法》，其中提到采用测量空气过滤器下游的空气压力、空气流量以获得压力差进而计算出表示空气过滤器剩余使用寿命的结果。这种方法适用于车辆空气过滤器，而不适用于结构简单的家用空气净化器。又有设计人设计了一种方法，具体参照专利号为201210177641.5的《用于跟踪空气处理系统中的过滤器寿命的控制方法》，其中提到将时间间隔、代表电动机速度的值和代表空气处理系统处理的空气特性的值相乘，从而获得增加量进而算出剩余寿命。这种方法对传感器的要求很高，同样不适合家用的空气净化器。因此有必要设计一种方法能够准确的确定空气净化器过滤网清洗或时间，以便用户正常使用空气净化器，延长空气净化器使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种判断空气净化器滤网寿命的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种判断空气净化器滤网寿命的方法，应用于可判断空气净化器滤网寿命的系统，所述系统包括有设置于净化器内的至少一个粉尘检测传感器和计时器，所述方法包括以下步骤，

1)通过试验测定所选用的净化器滤网的容尘量M；

2)试验测定所述滤网的过滤效率η；

3)确定净化器运行的风量Q，

4)通过所述计时器读取的t₀、t₁、t₂…t_k时间点，计算运行时间△t；

5)C为粉尘浓度；

6)则工作时间中滤网的集尘量为m＝△t*C*Q*η，通过所述计时器t₀、t₁、t₂…t_k时间点读取机器运行档位的数据，得出时间点的风量为Q₀、Q₁、Q₂…Q_k。读取粉尘传感器的数据，得出各时间点的粉尘浓度为C₀、C₁、C₂…C_k，滤网实际总集尘量为

$\begin{array}{c}\underset{k=1}{\overset{k}{\Σm_k}}=(t_1-t_0)*Q_1*C_1*\mathrm{\η}+(t_2-t_1)*Q_2*C_2*\mathrm{\η}+\mathrm{...}+(t_k-t_{k-1})*Q_k*C_k*\\ \mathrm{\η};\end{array}$

7)当则提醒用户更换或清洗滤网。

作为一个优选项，所述允许容尘量M根据所选择的滤网滤材单位面积的容尘量a和滤网的滤材有效面积D相乘计算得出。

作为一个优选项，所述△t为等值，即△t＝t₁-t₀＝t₂-t₁＝…＝t_k-t_k-1。

作为一个优选项，所述系统包括有蜂鸣器、指示灯、显示屏。

作为一个优选项，所述净化器运行的风量Q数值，根据净化器的风机预设运行的档位确定。

作为一个优选项，所述系统包括有可记录容尘量M数值和净化器的风机预设运行的档位风量数值及过滤网效率的存储器。

作为一个优选项，所述粉尘检测传感器包括有粉尘浓度传感器、VOC浓度传感器、甲醛浓度传感器、二氧化碳浓度传感器。

本发明的有益效果是：在不增加额外成本的前提下，根据容易采集的数据包括净化器运行风量Q、滤网过滤效率、工作时间等，通过合理的运算方式就能够精准地提醒用户更换滤网，避免用户过早更换滤网造成浪费，或太迟更换滤网，造成效果不佳甚至造成二次污染，即使在不同的季节、不同地区、不同大小的房间、不同密闭条件的房间、或者不同污染物浓度下工作，滤网的更换时间也会合理提示，保证滤网合理使用不至于浪费。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的流程示意图；

具体实施方式

参照图1，一种判断空气净化器滤网寿命的方法，应用于可判断空气净化器滤网寿命的系统，所述系统包括有设置于净化器内的至少一个粉尘检测传感器和计时器，所述方法包括以下步骤，

1)通过试验测定所选用的净化器滤网的容尘量M，其中单位g；

2)试验测定所述滤网的过滤效率η；

3)确定净化器运行的风量Q，其中单位m³/min，

4)通过所述计时器读取的t₀、t₁、t₂…t_k时间点，计算运行时间△t，即相邻的时间点的差值，其中单位min；

5)C为粉尘浓度，则工作时间中滤网的集尘量为m＝△t*C*Q*η*10^-6，通过所述计时器t₀、t₁、t₂…t_k时间点读取机器运行档位的数据，得出时间点的风量为Q₀、Q₁、Q₂…Q_k。读取粉尘传感器的数据，得出各时间点的粉尘浓度为C₀、C₁、C₂…C_k，滤网实际总集尘量为

$\begin{array}{c}\underset{k=1}{\overset{k}{\Σm_k}}=(t_1-t_0)*Q_1*C_1*\mathrm{\η}*{10}^{-6}+(t_2-t_1)*Q_2*C_2*\mathrm{\η}*{10}^{-6}+\mathrm{...}+\\ (t_k-t_{k-1})*Q_k*C_k*\mathrm{\η}*{10}^{-6};\end{array}$

6)当则提醒用户更换或清洗滤网。

按照微积分原理，在一个无限短的机器运行时间△t内，如果假定粉尘浓度C、风量Q、滤网效率η为恒定值，则过滤网的集尘量计算公式为m＝△t*C*Q*η。而在实践中可知，△t无限短时间内，C、Q、η可以认为是不变的。根据这个原理，按照下述方法及步骤可以较为精准计算出空气净化器过滤网是否应该要更换：

1)试验测定净化器滤网的容尘量M；

2)试验测定所述滤网的过滤效率η；

3)试验测定净化器每个档位的运行风量Q；

4)机器运行时，在计时器t₀、t₁、t₂…t_k时间点读取机器运行档位的数据，得出时间点的风量为Q₀、Q₁、Q₂…Q_k。读取粉尘传感器的数据，得出各时间点的粉尘浓度为C₀、C₁、C₂…C_k，，其中读数的频率可根据不同的应用而变化，以便校准传感器输出。

5)为了方便计算，取样时间简隔相同，则△t为等值，有△t＝t₁-t₀＝t₂-t₁＝…＝t_k-t_k-1。

在实践中，△t越小，测算结果越准确，然后按照 $\underset{k=1}{\overset{k}{\Σm_k}}=$ $(t_1-t_0)*Q_1*C_1*\mathrm{\η}+(t_2-t_1)*Q_2*C_2*\mathrm{\η}+\mathrm{...}+(t_k-t_{k-1})*Q_k*C_k*\mathrm{\η},$ 计算滤网实际总集尘量。

最后滤网剩余寿命百分比＝(1-总集尘量/容尘量)*100％，根据这个公式可以动态精准显示滤网的使用程度。一旦系统到达使用寿命期限，可通过声音、图像、灯光提示使用人，具体这种消息可以是剩余使用寿命的百分率、已消耗的使用寿命的百分率、传达空气过滤器寿命状况的图像、指令用户不久后更换空气过滤器的综合信息(如，文字)的表示，或者以任何其它方法有效地将空气过滤器状态传达给用户，具体来说，所述系统包括有蜂鸣器、指示灯、显示屏，蜂鸣器可发出声音，指示灯可发出持续或者闪烁的光线，显示屏则可直接显示相应信息。

作为一个优选项，所述允许容尘量M根据所选择的滤网滤材单位面积的容尘量a和滤网的滤材有效面积D相乘计算得出。其中容尘量a可以先测试滤单位面积的容尘量，再计算过滤网的容尘量a，也可以直接测试过滤网的容尘量a，一般直接测试会更加准确。一般而言，同一型号的滤网，其容尘量也会相同，即容尘量只要选好滤网后就不需要再重新计算容尘量，简化计算步骤。

必须说明的是，效率η和风量Q并不是恒定不变的，不考虑η和Q的变化也可以计算寿命，但误差会较大。而且在实践中发现，通常效率η和风量Q会逐渐变小。因此作为一个优选项，所述净化器运行的风量Q数值，根据净化器的风机预设运行的档位确定，当然采用流量计等部件也可以，但较麻烦，在本设计中没这个必要。在步骤2)中，测定所述滤网的初始过滤效率η₀和所述滤网使用寿命终止时的过滤效率η_1，，所述η为(η₀+η₁)/2，上述测试方式更能反映滤网的实际状况。

作为一个优选项，所述系统包括有可记录容尘量M数值和净化器的风机预设运行的档位风量数值及过滤网效率的存储器，便于数据的储存和更改。假设系统以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中，存储介质可包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

作为一个优选项，所述粉尘检测传感器包括有粉尘浓度传感器、VOC浓度传感器、甲醛浓度传感器、二氧化碳浓度传感器，保证对空气实际污染情况的准确把握。必须说明的是，甲醛浓度传感器针对的是空气甲醛量，而这也会影响滤网的寿命，因此实际也纳入滤网集尘计算的范围内。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

实施例1

1)选用的滤网允许容尘量M为20g；

2)测定所述滤网的过滤效率η为99％₀；

3)净化器运行的风量Q为低档的1.5m³/min)；

4)通过所述计时器读取的t₀、t₁、t₂…t_k时间点；

5)粉尘浓度C为10μg/m³，则工作时间中滤网的集尘量为m＝△t*C*Q*η*10^-6＝1.5*10*99％*1＝14.85μg，通过安装在空气净化器风道中的所述计时器t₀、t₁、t₂…t_k时间点读取机器运行档位的数据，得出时间点的风量为Q₀、Q₁、Q₂…Q_k。读取粉尘传感器的数据，得出各时间点的粉尘浓度为C₀、C₁、C₂…C_k，滤网实际总集尘量为

6) $\begin{array}{c}\underset{k=1}{\overset{k}{\Σm_k}}=(t_1-t_0)*Q_1*C_1*\mathrm{\η}*{10}^{-6}+(t_2-t_1)*Q_2*C_2*\mathrm{\η}*{10}^{-6}+\mathrm{...}+\\ (t_k-t_{k-1})*Q_k*C_k*\mathrm{\η}*{10}^{-6};\end{array}$

7)滤网更换时间为：20000000/14.85≈1346801min≈22447h≈935天。

实施例2

1)选用的滤网允许容尘量M为20g；

2)测定所述滤网的过滤效率η为99％₀；

3)净化器运行的风量Q为高档的5m³/min；

4)通过所述计时器读取的t₀、t₁、t₂…t_k时间点；

5)粉尘浓度C为100μg/m³，则工作时间中滤网的集尘量为m＝△t*C*Q*η*10^-6＝5*100*99％*1＝495μg，通过安装在空气净化器风道中的所述计时器t₀、t₁、t₂…t_k时间点读取机器运行档位的数据，得出时间点的风量为Q₀、Q₁、Q₂…Q_k。读取粉尘传感器的数据，得出各时间点的粉尘浓度为C₀、C₁、C₂…C_k，滤网实际总集尘量为

6) $\begin{array}{c}\underset{k=1}{\overset{k}{\Σm_k}}=(t_1-t_0)*Q_1*C_1*\mathrm{\η}*{10}^{-6}+(t_2-t_1)*Q_2*C_2*\mathrm{\η}*{10}^{-6}+\mathrm{...}+\\ (t_k-t_{k-1})*Q_k*C_k*\mathrm{\η}*{10}^{-6};\end{array}$

7)滤网更换时间为20000000/495≈40404min≈673h≈28天。

实施例3

1)选用的滤网允许容尘量M为20g；

2)测定所述滤网的过滤效率η为99％₀；

3)净化器运行的风量Q为中档的3m³/min；

4)通过所述计时器读取的t₀、t₁、t₂…t_k时间点；

5)粉尘浓度C为100μg/m³，则工作时间中滤网的集尘量为m＝△t*C*Q*η*10^-6＝297μg，通过安装在空气净化器风道中的所述计时器t₀、t₁、t₂…t_k时间点读取机器运行档位的数据，得出时间点的风量为Q₀、Q₁、Q₂…Q_k。读取粉尘传感器的数据，得出各时间点的粉尘浓度为C₀、C₁、C₂…C_k，滤网实际总集尘量为

6) $\begin{array}{c}\underset{k=1}{\overset{k}{\Σm_k}}=(t_1-t_0)*Q_1*C_1*\mathrm{\η}*{10}^{-6}+(t_2-t_1)*Q_2*C_2*\mathrm{\η}*{10}^{-6}+\mathrm{...}+\\ (t_k-t_{k-1})*Q_k*C_k*\mathrm{\η}*{10}^{-6};\end{array}$

7)滤网更换时间为20000000/297≈47天。

Claims (7)

1.一种判断空气净化器滤网寿命的方法，其特征在于：应用于可判断空气净化器滤网寿命的系统，所述系统包括有设置于净化器内的至少一个粉尘检测传感器和计时器，所述方法包括以下步骤，

1)通过试验测定所选用的净化器滤网的容尘量M；

2)试验测定所述滤网的过滤效率η；

3)试验测定所述净化器每个档位的运行风量Q；

4)通过所述计时器读取时间t₀、t₁、t₂…t_k，计算机器运行时间△t；

5)C为粉尘浓度；

6)则工作时间中滤网的集尘量为m＝△t*C*Q*η，通过所述计时器t₀、t₁、t₂…t_k时间点读取机器运行档位的数据，得出时间点的风量为Q₀、Q₁、Q₂…Q_k。读取粉尘传感器的数据，得出各时间点的粉尘浓度为C₀、C₁、C₂…C_k，滤网实际总集尘量为

$\begin{array}{c}\underset{k=1}{\overset{k}{{\mathrm{\Σm}}_k}}=\left(t_1-t_0\right)*Q_1*C_1*\mathrm{\η}+\left(t_2-t_1\right)*Q_2*C_2*\mathrm{\η}+...+\left(t_k-t_{k-1}\right)*Q_k*C_k*\\ \mathrm{\η};\end{array}$

7)当则提醒用户更换或清洗滤网。

2.根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法，其特征在于：所述允许容尘量M根据所选择的滤网滤材单位面积的容尘量a和滤网的滤材有效面积D相乘计算得出。

3.根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法，其特征在于：所述△t为等值，即△t＝t₁-t₀＝t₂-t₁＝…＝t_k-t_k-1。

4.根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法，其特征在于：所述系统包括有蜂鸣器、指示灯、显示屏。

5.根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法，其特征在于：所述净化器运行的风量Q数值，根据净化器的风机预设运行的档位确定。

6.根据权利要求5所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法，其特征在于：所述系统包括有可记录容尘量M数值和净化器的风机预设运行的档位风量数值及过滤网效率的存储器。

7.根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法，其特征在于：所述粉尘检测传感器包括有粉尘浓度传感器、VOC浓度传感器、甲醛浓度传感器、二氧化碳浓度传感器。