CN105873620A - 用于执行pco反应的方法和装置及包括该装置的空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于执行PCO反应的方法和装置。方法包括如下步骤：将空气流引导到PCO反应器内，该PCO反应器包含用于PCO反应的光催化剂；将空气流分裂成第一流和第二流，其中第一流的量少于第二流的量；获取光催化剂的湿度；根据获取到的光催化剂的湿度来控制第一流的湿度；通过将第一流引导至光催化剂来调节光催化剂的湿度；将第二流引导经过光催化剂；和用光照射光催化剂。通过基于获取到的光催化剂的湿度来控制通过光催化剂氧化的空气的湿度，可以有效地执行PCO反应。

Description

用于执行PCO反应的方法和装置及包括该装置的空气净化器
技术领域
发明涉及用于执行PCO反应的方法和装置，特别涉及用于在PCO反应期间调节光催化剂的湿度的方法和装置。发明进一步涉及采用用于执行PCO反应的装置的空气净化器。
背景技术
室内空气质量自从20世纪90年代初期就受到了巨大的关注，部分由于研究表明室内环境中的污染物的水平实际比室外环境中的高。另外，人一般花费其超过80％的时间在室内，这促进了与室外相比较高的来自污染物的吸入的风险。在1995年，USEPA(美国环境保护署)认定室内空气污染是顶级环境风险之一。室内空气污染物可以被分类成三个组：
气态污染物和蒸汽，包括挥发性有机化合物(VOC)和无机化合物…；
颗粒物，包括放射性颗粒和环境烟草烟雾…；和
生物污染物，包括细菌、真菌、病毒…。
控制室内空气污染的常见方法包括控制污染源、增加空气交换率和使用空气净化器。目前，空气净化器的使用变得越来越流行以去除室内空气污染物。传统的空气净化器使用过滤器去除颗粒物或者使用吸着材料吸附气体或气味。然而，这些技术仅将污染物转变成另一相而不是将其去除，并且随后要求附加的处置或处理步骤。例如，当使用活性炭过滤器去除气态污染物时，过滤器需要很频繁地更换，这是昂贵的并且对于消费者不方便。提供了优于传统技术的若干优点的可替代的补救技术是多相光催化氧化(PCO)的使用。PCO反应可以用较低功耗使各种VOC污染物降解成诸如CO2和H2O等的无害产物。
PCO的原理被图示在图1中。PCO通常使用半导体光催化剂和紫外(UV)光将有机化合物分解成诸如水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)等的良性且无味的成分。当用UV光辐射光催化剂时，在价带(VB)上的电子被激发成空的导带(CB)，产生了在VB上的正电空穴(h+)。活化等式可以写作：
TiO2+hv→h++e- (1)
正电空穴(h+)和电子(e-)分别是强大的氧化剂和还原剂。它们凭借以下反应高效地产生OH·(羟基)和O2 ﹣：
氧化反应：h++OH﹣→OH·(2)
还原反应：e-+O2ads→O﹣ 2ads (3)
OH·是非常强大的氧化物质。它是从吸附的水或吸附的OH﹣的氧化得出的。当OH·遇到空气中的VOC时，发生以下降解反应：
OH·+VOC+O2→nCO2+mH2O (4)
PCO的主要限制因素包括不完全氧化和慢的反应速率，两者都会导致各种副产物，其中的一些可能是有毒的。研究表明存在有用于获得最佳PCO结果的最佳湿度范围。当湿度太低时，有可能是用于生成羟基的不充分的水分子；当湿度太高时，水蒸气与用于吸附场所的TiO2竞争，这减小了PCO率。为提高反应速率并使不完全氧化中间体最少化，在光催化剂的表面的湿度水平需要被维持在最佳窗口中。例如，用于通过PCO去除甲苯和甲醛的最佳湿度范围是大约1000ppmv至4000ppmv，用TiO2作为PCO催化剂。
WO97/09073A1公开了一种用于给包含微生物的空气流消毒的方法和装置。具体地，空气流被提供有某一相对湿度，例如，鉴于PCO反应要求相对湿度不能太低，大于大约40％。然而，WO97/09073仅大体提到了空气流的湿度被控制，而没有关于实施的细节。
EP1980317A1公开了一种用于尤其是基于低温等离子体重新得到除臭功能的装置。然而，EP1980317A1没有涉及VOC的光催化氧化，并且没有提供如何控制空气流的湿度的公开。
WO2010/093796A1公开了一种基于UV的空气处理装置。虽然WO2010/093796A1提到PCO反应取决于空气的相对湿度，但它仅公开了用于根据某一相对湿度设计装置或根据给定湿度调节反应系统的参数的解决方案，而不是针对空气本身改变相对湿度。
发明内容
湿度在通过光催化作用的手段的污染物的降解中起着重要作用。当前，没有控制PCO反应器中的湿度的有效解决方案。
因此提供一种其中光催化剂的湿度可以被调节至期望的范围的用于执行PCO反应的方法和装置可能是有利的。
为此目的，发明的实施例提供了一种用于执行PCO反应的方法，方法包括如下步骤：将空气流引导到PCO反应器内，该PCO反应器包含用于PCO反应的光催化剂；将空气流分裂成第一流和第二流，其中第一流的量少于第二流的量；获取光催化剂的湿度；根据获取到的光催化剂的湿度来控制第一流的湿度；通过将第一流引导至光催化剂表面来调节光催化剂的湿度；将第二流引导经过光催化剂；和用光照射光催化剂。
通过基于获取到的光催化剂的湿度来控制通过光催化剂氧化的空气的湿度，可以有效地执行PCO反应。空气流被分裂并且空气流的仅小部分根据需要被加湿/除湿，使得光催化剂的湿度可以被调节至期望的范围；此外，排出的空气的湿度可以被保持不改变，或者，至少不会显著地改变。
在上下文中，“控制第一流的湿度”是指如下功能：给第一流加湿、使第一流的湿度保持不改变或者给第一流除湿。因此，“调节光催化剂的湿度”也是指如下功能：给光催化剂加湿、使光催化剂的湿度保持不改变或者给光催化剂除湿。
优选地，控制的步骤包括根据获取到的光催化剂的湿度与预定的光催化剂的湿度之间的差异将第一流的湿度调制成目标湿度。
通过将获取到的光催化剂的湿度与光预定的催化剂的湿度进行比较，可以以直接反馈的模式控制第一流的湿度。也就是，用于第一流的湿度的调节量可以被自动地矫正。
优选地，方法进一步包括检测空气流的湿度；并且控制的步骤包括根据获取到的光催化剂的湿度、检测到的空气流的湿度和预定的光催化剂的湿度将第一流的湿度调制成目标湿度。
通过检测空气流的湿度，可以基于第一流的量来计算出用于第一流的湿度的调节量，使得光催化剂可以接收合适量的湿度以获得最佳湿度。
在发明的优选实施例中，在控制的步骤中：如果获取到的光催化剂的湿度小于预定的光催化剂的湿度，则第一流被加湿；如果获取到的光催化剂的湿度等于预定的光催化剂的湿度，则第一流的湿度被保持不改变；和如果获取到的光催化剂的湿度大于预定的光催化剂的湿度，则第一流被除湿。
优选地，第一流的湿度通过将第一流引导经过湿度控制通道来控制；湿度控制通道包括并联的三个通道，这三个通道中的每一个分别适于：给第一流加湿、使第一流的湿度保持不改变或者给第一流除湿。
在发明的另一优选实施例中，PCO反应器包括：内管，其包括第一开口和第二开口；内管被穿孔；光催化剂被布置在内管的内表面上；外管，其包括第三开口和第四开口；外管套在内管上以形成包括了在第一开口与第三开口之间的套室开口的套室；密封表面，其在第二开口与第四开口之间延伸；和光源，其被布置在内管内用于照射光催化剂。
优选地，第一流在控制的步骤之后被从套室开口引导到套室内；第二流被从第一开口引导到内管内。
发明还提出一种用于执行PCO反应的装置，装置包括：PCO反应器，其包含用于PCO反应的光催化剂；空气流通道，用于引导用于PCO反应的空气流；空气分裂单元，用于将空气流分裂成第一流和第二流，其中第一流的量少于第二流的量；湿度计，用于获取光催化剂的湿度；湿度控制通道，用于控制第一流的湿度并通过将第一流引导至光催化剂的表面来调节光催化剂的湿度；和主流通道，用于将第二流引导经过光催化剂。
通过使空气流分裂，仅第一流的湿度被调节。PCO反应可以归因于光催化剂的最佳湿度被有效地执行。此外，排出的空气的湿度可以被保持不改变，或者，不会显著地改变。
优选地，第一流的湿度根据获取到的光催化剂的湿度与预定的光催化剂的湿度之间的差异被控制成目标湿度。
通过将获取到的光催化剂的湿度与预定的光催化剂的湿度进行比较，可以以直接反馈的模式控制第一流的湿度。也就是，用于第一流的湿度的调节量可以被自动地矫正。
优选地，装置进一步包括用于检测空气流的湿度的湿度传感器；并且第一流的湿度根据获取到的光催化剂的湿度、检测到的空气流的湿度和预定的光催化剂的湿度被控制成目标湿度。
通过检测空气流的湿度，可以基于第一流的量来计算出用于第一流的湿度的调节量，使得光催化剂可以接收合适量的湿度以获得最佳湿度。
在发明的优选实施例中，如果获取到的光催化剂的湿度小于预定的光催化剂的湿度则第一流被加湿；如果获取到的光催化剂的湿度等于预定的光催化剂的湿度则第一流的湿度被保持不改变；和如果获取到的光催化剂的湿度大于预定的光催化剂的湿度则第一流被除湿。
优选地，湿度控制通道包括并联的三个通道，这三个通道中的每一个分别适于：给第一流加湿、使第一流的湿度保持不改变或者给第一流除湿。
在发明的另一优选实施例中，PCO反应器包括：内管，其包括第一开口和第二开口；内管被穿孔；光催化剂被布置在内管的内表面上；外管，其包括第三开口和第四开口；外管套在内管上以形成包括了在第一开口与第三开口之间的套室开口的套室；密封表面，其在第二开口与第四开口之间延伸；和光源，其被布置在内管内。
优选地，第一流在控制的步骤之后被从套室开口引导到套室内；第二流被从第一开口引导到内管内。
还提出了一种空气净化器，包括根据发明的实施例中的任一个的用于执行PCO反应的装置。
发明的这些及其他方面将从下文中所描述的实施例变得显而易见并参照这些实施例得以阐述。然而，发明不限于这些示例性实施例。
附图说明
现在将参照附图基于各种实施例来描述本发明，其中：
图1图示出光催化氧化的原理；
图2图示出根据发明的实施例的用于执行PCO反应的装置的示意图；和
图3图示出根据发明的实施例的操作原理的示意图。
具体实施方式
现在将参考公开的实施例，其一个或多个示例被图示在附图中。实施例是通过对公开的说明的方式提供的，并且不意味着作为公开的限制。例如，作为一个实施例的一部分被图示或描述的特征可以与另一实施例一起使用以得到又进一步的实施例。旨在本公开涵盖落入公开的范围和精神内的这些及其他修改和变化。
调节光催化剂的湿度可以借助于空气流的基于获取到的光催化剂的湿度被处理的相对小的部分来获得。小空气流被引导至催化剂表面以对催化剂表面上的湿度水平具有直接影响。
根据发明的实施例，用于执行PCO反应的方法包括：将空气流引导到PCO反应器内，该PCO反应器包含用于PCO反应的光催化剂；使空气流分裂成第一流和第二流，其中第一流的量少于第二流的量；获取光催化剂的湿度；根据获取到的光催化剂的湿度来控制第一流的湿度；通过将第一流引导至光催化剂的表面来调节光催化剂的湿度；将第二流引导经过光催化剂；和用光照射光催化剂。
根据发明的实施例，方法可以由图2中示出的用于执行PCO反应的装置进行。装置100包括：PCO反应器101，其包含用于PCO反应的光催化剂102；空气流通道103，用于引导用于PCO反应的空气流104；空气分裂单元105，用于将空气流104分裂成第一流106和第二流107，其中第一流106的量少于第二流107的量；获取单元(例如，湿度计)108，用于获取光催化剂102的湿度；湿度控制通道109，用于控制第一流106的湿度并通过将第一流106引导至光催化剂102来调节光催化剂102的湿度；和主流通道109’，用于将第二流107引导经过光催化剂102。
在发明的实施例中，获取单元108可以以以下方式中的任一个实施：
邻接于光催化剂102的表面并且被配置成直接检测光催化剂102的表面上的湿度的湿度计；
被配置成检测空气流104或周边环境空气的湿度的湿度计，检测到的湿度被视作光催化剂的湿度；
能够与从其获取光催化剂(102)的湿度的估计/预测所来自的外部源通信的模块。
典型地，在发明的实施例中，光催化剂102的湿度调节通过改变光催化剂表面上的局部湿度来实施。如本领域技术人员可以理解的，控制单元(例如，通过处理器或控制模块来实施)可以被集成到用于控制的湿度控制通道109内。图3图示出根据发明的实施例的操作原理的示意图。
湿度传感器检测(在201处)光催化剂的湿度(H催化剂)并将结果发送(在202处)至控制单元。理想湿度值(H理想)被事先预定。湿度传感器不是必须非常精确(例如，5％的误差余量是可接受的)。如本领域技术人员可以理解的，在201处，光催化剂的湿度也可以从一些相关参数导出。例如，光催化剂的湿度也可以从PCO反应器中的湿度导出。
如果第一流的湿度应该被改变，则第一流的湿度可以通过允许第一流通过干燥器/加湿器来控制。
当H催化剂＝H理想(或者，在最佳范围内)时，第一流的湿度保持不改变(在203处)。在可替代的实施例中，所有的空气流都通过光催化剂而不分裂，并且不需要预处理。
当H催化剂<H理想时，激活加湿模式(在204处)。基于湿度差异，控制单元根据通过PCO反应器通道的第一流体的量/速率计算出湿度调节的量。通向干燥器的阀关闭。通向加湿器的阀相应地打开以允许空气通过。若干加湿方法对于发明是可能的，例如通过储水器、压电加湿器、加热水箱或者将水喷到空气流中。
当H催化剂>H理想时，激活除湿模式(在205处)。基于湿度差异，控制单元根据通过PCO反应器通道的第一流的量/速率计算出湿度调节的量。通向加湿器的阀关闭。通向干燥器的阀相应地打开以允许空气通过。若干除湿方法对于发明是可能的，但是通过干燥器是优选的。
应该注意的是：如果第一流的量/速率是恒定的，则可以调节对第一流的湿度调节的量；如果对第一流的湿度调节是恒定的，则也可以调节第一流(即，第一与第二流之间的量比例)的量/速率；此外，对第一流的湿度调节和第一流的量/速率可以两者是可调的。
在上下文中，湿度调节的量是指通过湿度调节引起的湿度变化(即，对第一流做出的在湿度上的改变的程度)。第一流的相对于空气流的量因此可以根据湿度调节的量来确定。因此，如果湿度调节的量是大的，则第一流的量可以被调节成相对小。
通过基于获取到的光催化剂的湿度来控制通过光催化剂氧化的空气的湿度，可以有效地执行PCO反应。空气流被分裂并且空气流的仅小部分被处理，使得光催化剂的湿度可以被调节至期望的范围；此外，排出的空气的湿度可以被保持不改变，或者不会显著改变。
在使空气流分裂之后，空气流的仅小部分(即，第一流)足以获得最佳的光催化剂的湿度。羟基由通过光催化剂的大量空气消耗；并且消耗的羟基将最终生成H2O，这可以进而由光催化剂使用用于随后的PCO反应，而不与净化后的空气一起排出。VOC浓度典型地在空气中非常低。因此通过它们的降解生成的水分子不会显著地改变周边环境的湿度。因此，排出的空气(因此是周边环境湿度)将基本上不改变。
优选地，第一流的湿度可以根据获取到的光催化剂的湿度与预定的光催化剂的湿度之间的差异被控制成目标湿度。
通过将获取到的光催化剂的湿度与预定的光催化剂的湿度进行比较，可以以直接反馈的模式控制第一流的湿度。也就是，对于第一流的湿度的调节量可以被自动地矫正。
优选地，装置进一步包括用于检测空气流的湿度的湿度传感器(图2中未示出)；并且第一流的湿度根据获取到的光催化剂的湿度、检测到的空气流动的湿度和预定的光催化剂的湿度被控制成目标湿度。
通过检测空气流的湿度，对于第一流的湿度的调节量可以基于第一流的量计算出，使得光催化剂可以接收合适量的湿度以获得最佳湿度。
在发明的优选实施例中，如果获取到的光催化剂的湿度小于预定的光催化剂的湿度，则第一流被加湿；如果获取到的光催化剂的湿度等于预定的光催化剂的湿度，则第一流的湿度保持不改变；并且如果获取到的光催化剂的湿度大于预定的光催化剂的湿度，则第一流被除湿。
利用这样的配置，光催化剂的湿度可以被调节至理想值(或者在最佳范围内)而不用修改用于空气流的分裂结构。尽管如此，如上所述，在可替代的实施例中，整个空气流也可以通过光催化剂而不分裂。
优选地，第一流的湿度通过将第一流引导经过湿度控制通道109来控制；湿度控制通道109包括并联的三个通道，这三个通道中的每一个分别适于：给第一流加湿、使第一流的湿度保持不改变或者给第一流除湿。
通过布置这样三个通道，第一流的湿度可以以根据获取到的光催化剂的湿度操作的可切换的模式来控制。
在发明的另一优选实施例中，PCO反应器包括：内管110，其包括第一开口111和第二开口112；内管110被穿孔；光催化剂102被布置在内管110的内表面上；外管113，其包括第三开口114和第四开口115；外管113套在内管110上以形成包括了在第一开口111与第三开口114之间的套室开口117的套室116；密封表面118，其在第二开口112与第四开口115之间延伸；和光源119，其被布置在内管110内用于照射光催化剂102。
优选地，第一流106在第一流106的湿度被控制之后被从套室开口117引导到套室116内；第二流107被从第一开口111引导到内管110内。
发明的实施例利用进入的空气流来调节光催化剂表面附近的湿度。许多光催化剂可以作为选择，例如，TiO2、表面改性的TiO2、WO3或金属氧化物的混合体。另外，内管110被穿孔用于第一流的流动。当第二流107与从靠近光催化剂的微小孔出来的第一流106混合时，光催化剂的表面上的湿度被改变而对于排出的空气的总体湿度没有显著改变。PCO反应器101的形状和结构也可以变化。
在发明的实施例中，存在有最终改变用于PCO反应的湿度的典型方式，这将在下面进一步地描述：
加湿器/除湿器的输出湿度是可控制的。
在这样的情况中，为了不影响周边环境空气的总体湿度，如上所述，第一流106的量应该是小的、例如是空气流104的10％。假定用于PCO反应的目标湿度是4000ppmv，并且进气空气的湿度是2000ppmv，则第一流106因此需要被加湿。只要加湿器的输出湿度被调制到4000ppmv，第一流106就可以被导向至加湿器用于加湿。
来自加湿器/除湿器的输出湿度是相对固定的。
来自加湿器/除湿器的输出湿度是相对固定的意味着无论进入空气如何干燥/潮湿，在通过了加湿器/除湿器之后，空气的输出湿度可以总是某一值左右或者在某一范围内。
假定总空气流104的通量是200m3/h；空气流的大部分(即，第二流)将通过主流通道；并且非常小的量(例如，<＝20m3/h)将与总空气流分开以形成第一流104。假定20m3/h是被引导至光催化剂102的表面的通量，则最佳湿度H理想是4000ppmv(预定的)。如果检测到的湿度(周边环境空气的湿度)H空气是16000ppmv，则由于H空气>H理想，所以第一流106需要被干燥。以下算法可以用于确定多少空气(即，第一流104的量)需要被干燥。假定通过干燥器之后的第一流104的湿度是1000ppmv，那么
X·1000+(20－X)·16000＝20·4000，因此，X＝16m3/h。
因此，总空气流中的16m3/h需要被干燥。在被干燥之后，总空气流中的16m3/h可以与其余的未处理的空气(4m3/h)混合。小空气流(4000ppmv，20m3/h)被引导至催化剂表面。
可选地，第一流与第二流之间的比率也可以根据计算的结果来调节。这意味着在如上所述地计算之后，具有16m3/h的通量的流可以作为第一流106与总空气直接分开。
还提出了一种包括根据发明的实施例中的任一个的用于执行PCO反应的装置的空气净化器。在一个空气净化器中可以有多个PCO反应器。PCO反应器也可以彼此连接。
本领域技术人员可以理解的是，催化剂102的加湿/除湿可以不需要很经常地重复。在一些示例中，上下文中所描述的光催化剂的湿度控制可以每小时或每两小时重复一次，或者取决于实际需要(例如，催化剂上的水挥发太快)。本领域技术人员可以实施发明以应对那些不同的场景而不用任何额外的相当大的努力。
虽然已在附图和前述描述中图示并描述了发明，但这样的图示和描述应该被视为说明性或示例性的并且不是限制性的；发明不限于所公开的实施例。
本领域技术人员可以在实践所要求保护的发明时从对附图、公开和随附权利要求的研究中理解和实现对所公开的实施例的其他变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施这个纯粹的事实不表明这些措施的组合不能有利地使用。权利要求中的任何附图标记都不应该解释为限制权利要求的范围。

Claims (14)

1.一种用于执行光催化剂氧化(PCO)反应的方法，所述方法包括：
将空气流(104)引导到PCO反应器(101)内，所述PCO反应器包含用于所述PCO反应的光催化剂(102)；
获取所述光催化剂(102)的湿度；
将所述空气流(104)分裂成第一流(106)和第二流(107)，其中所述第一流(106)的量少于所述第二流(107)的量；
根据所获取到的所述光催化剂(102)的湿度来控制所述第一流的湿度；
通过将所述第一流(106)引导至所述光催化剂(102)来调节所述光催化剂的所述湿度；
将所述第二流(107)引导经过所述光催化剂(102)；和
用光照射所述光催化剂(102)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制的步骤包括根据所获取到的所述光催化剂(102)的湿度与预定的光催化剂(102)的湿度之间的差异将所述第一流(106)的所述湿度调制成目标湿度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括检测所述空气流的湿度；并且所述控制的步骤包括根据所获取到的所述光催化剂的湿度、所检测到的所述空气流的湿度和所述预定的光催化剂的湿度将所述第一流的所述湿度调制成目标湿度。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中在所述控制的步骤中：
如果所获取到的所述光催化剂的湿度小于所述预定的光催化剂的湿度，则所述第一流(106)被加湿；
如果所获取到的所述光催化剂的湿度等于所述预定的光催化剂的湿度，则所述第一流的所述湿度被保持不变；和
如果所获取到的所述光催化剂的湿度大于所述预定的光催化剂的湿度，则所述第一流(106)被除湿。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一流的所述湿度通过将所述第一流引导经过湿度控制通道(109)来控制；所述湿度控制通道(109)包括并联的三个通道，这三个通道中的每一个分别适于：给所述第一流加湿、使所述第一流的所述湿度保持不改变或者给所述第一流除湿。
6.一种用于执行光催化氧化(PCO)反应的装置(100)，所述装置(100)包括：
PCO反应器(101)，其包含用于PCO反应的光催化剂(102)；
空气流通道(103)，用于引导用于PCO反应的空气流(104)；
获取单元(108)，用于获取所述光催化剂(102)的湿度；
空气分裂单元(105)，用于将所述空气流(104)分裂成第一流(106)和第二流(107)，其中所述第一流(106)的量少于所述第二流(107)的量；
湿度控制通道(109)，用于控制所述第一流(106)的湿度并通过将所述第一流(106)引导至所述光催化剂来调节所述光催化剂(102)的所述湿度；和
主流通道(109’)，用于将所述第二流(107)引导经过所述光催化剂(102)。
7.根据权利要求6所述的装置(100)，其中所述湿度控制通道(109)被配置以使得所述第一流(106)的所述湿度根据所述光催化剂(102)的所述获取到的湿度与所述光催化剂(102)的预定的湿度之间的差异被控制成目标湿度。
8.根据权利要求6所述的装置(100)，其中所述装置进一步包括用于检测所述空气流动(104)的湿度的湿度传感器；并且所述第一流(106)的所述湿度根据所获取到的所述光催化剂(102)的湿度、所检测到的所述空气流(104)的湿度和预定的光催化剂(102)的湿度被控制成目标湿度。
9.根据权利要求7或8所述的装置(100)，其中：
所述湿度控制通道(109)被配置以使得如果所获取到的所述光催化剂(102)的湿度低于所述预定的光催化剂(102)的湿度则所述第一流(106)被加湿；
所述湿度控制通道(109)被配置以使得如果所获取到的所述光催化剂(102)的湿度等于所述预定的光催化剂(102)的湿度则所述第一流(106)的所述湿度被保持不变；和
所述湿度控制通道(109)被如此地配置使得如果所获取到的所述光催化剂(102)的湿度高于所述预定的光催化剂(102)的湿度则所述第一流(106)被除湿。
10.根据权利要求6所述的装置(100)，其中所述湿度控制通道(109)包括并联的三个通道，这三个通道中的每一个分别适于：给所述第一流加湿、使所述第一流的所述湿度保持不改变或者给所述第一流除湿。
11.根据权利要求6至8中的一个所述的装置(100)，其中所述PCO反应器(101)包括：
内管(110)，其包括第一开口(111)和第二开口(112)；所述内管(110)被穿孔；所述光催化剂(102)被布置在所述内管的内表面上；
外管(113)，其包括第三开口(114)和第四开口(115)；所述外管(113)套在所述内管(110)上以形成包括了在所述第一开口(111)与所述第三开口(114)之间的套室开口(117)的套室(116)；
密封表面(118)，其在所述第二开口(112)与所述第四开口(115)之间延伸；和
光源(119)，其被布置在所述内管(110)内。
12.根据权利要求11所述的装置(100)，其中所述第一流(106)在所述控制的步骤之后被从所述套室开口(117)引导到所述套室(116)内；所述第二流(107)被从所述第一开口(111)引导到所述内管(110)内。
13.根据权利要求6所述的装置(100)，其中所述空气分裂单元(105)将所述空气流(104)分裂成所述第一流(106)和所述第二流(107)使得所述第一流(106)与所述第二流(107)之间的比率取决于所述光催化剂(102)的所述湿度。
14.一种空气净化器，包括根据权利要求6至13中的任一项所述的用于执行PCO反应的装置(100)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113785188A (zh) * 2019-05-23 2021-12-10 安赛乐米塔尔公司 带材的湿度检测设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997009073A1 (en) * 1995-09-06 1997-03-13 Universal Air Technology, Inc. Photocatalytic air disinfection
US20070181000A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-09 General Electric Company Air quality device
EP1980317A1 (en) * 2006-01-19 2008-10-15 Daikin Industries, Ltd. Device for regaining deodoration function and air conditioner equipped with the device
US20090041632A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Novapure Systems Inc. Air Purifier System and Method
CN102316909A (zh) * 2009-02-13 2012-01-11 李抗菌解决方案公司 Uv空气处理方法和装置
CN102784524A (zh) * 2011-05-20 2012-11-21 雅高思实业有限公司 高效能空气净化装置及方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5835840A (en) * 1995-09-06 1998-11-10 Universal Air Technology Photocatalytic system for indoor air quality
FR2794033B1 (fr) * 1999-05-27 2001-06-29 Ahlstrom Paper Group Res And C Procede de purification d'effluents gazeux par photocatalyse, installation pour la mise en oeuvre dudit procede
EP1214966A1 (fr) * 2000-12-15 2002-06-19 Universite Catholique De Louvain Dispositif et procédé d'épuration de gaz
US6716406B2 (en) 2001-07-30 2004-04-06 Carrier Corporation Control system for a photocatalytic air purifier
JP2004230297A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Fujikura Ltd 紫外線照射装置および線条体被覆ｕｖ樹脂の硬化方法
JP3649241B1 (ja) * 2003-03-04 2005-05-18 ダイキン工業株式会社 空気清浄部材および空気調和装置
US7291315B2 (en) * 2003-09-25 2007-11-06 Carrier Corporation System to enhance the photocatalytic oxidation rate of contaminants through selective desorption of water utilizing microwaves
US20050269254A1 (en) * 2004-05-24 2005-12-08 Roitman Lipa L [Air and Water Purifying System And Filter Media]
SE528686C2 (sv) * 2005-05-24 2007-01-23 Totalfoersvarets Forskningsins Sätt och anordning för fotokatalytisk oxidation av organiska ämnen i luft
US7651555B2 (en) * 2005-08-17 2010-01-26 Roseberry Jeffrey L Onsite chemistry air filtration system
JP2008224111A (ja) * 2007-03-12 2008-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 脱臭装置
US7820100B2 (en) * 2007-05-17 2010-10-26 Garfield Industries, Inc. System and method for photocatalytic oxidation air filtration using a substrate with photocatalyst particles powder coated thereon
RU104460U1 (ru) * 2010-04-15 2011-05-20 Учреждение Российской академии наук Научный центр РАН в Черноголовке (НЦЧ РАН) Очиститель воздуха с фотокаталитическим фильтром
KR101267628B1 (ko) 2011-03-02 2013-05-24 (주)엘지하우시스 공기 청정기능을 갖는 광촉매를 이용한 가습장치
CN202056968U (zh) 2011-03-03 2011-11-30 无锡辰旭科技有限公司 湿控式高效光催化空气净化器
CN202078854U (zh) 2011-04-02 2011-12-21 王娜 一种可再生型高效光催化除臭装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997009073A1 (en) * 1995-09-06 1997-03-13 Universal Air Technology, Inc. Photocatalytic air disinfection
EP1980317A1 (en) * 2006-01-19 2008-10-15 Daikin Industries, Ltd. Device for regaining deodoration function and air conditioner equipped with the device
US20070181000A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-09 General Electric Company Air quality device
US20090041632A1 (en) * 2007-08-08 2009-02-12 Novapure Systems Inc. Air Purifier System and Method
CN102316909A (zh) * 2009-02-13 2012-01-11 李抗菌解决方案公司 Uv空气处理方法和装置
CN102784524A (zh) * 2011-05-20 2012-11-21 雅高思实业有限公司 高效能空气净化装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113785188A (zh) * 2019-05-23 2021-12-10 安赛乐米塔尔公司 带材的湿度检测设备
CN113785188B (zh) * 2019-05-23 2024-02-02 安赛乐米塔尔公司 带材的湿度检测设备

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