CN109028361A - 空气过滤系统以及hvac系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于建筑物的空气过滤系统以及HVAC系统，其中空气过滤系统包括：外部空气入口；所述外部空气入口下游的第一过滤级；所述第一过滤级下游的第二过滤级；收集外部空气质量信息的收集模块；以及与所述收集模块通信的控制模块，所述控制模块基于所述收集模块收集的空气质量信息来调节所述第一过滤级和/或所述第二过滤级的工作状态。本发明的系统具有节能，维护成本低等优点。

Description

空气过滤系统以及HVAC系统
技术领域
本发明涉及用于建筑物的空气净化系统，更具体地，本发明涉及一种智能化的空气净化系统。
背景技术
随空气污染越来越严重，对于空气净化系统的需求越来越大。对于建筑的新风系统而言，提供空气净化功能需面对的问题在于高能耗以及高昂的维护成本。
发明内容
本发明的目的在于解决或至少缓解现有技术中存在的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种用于建筑物的空气过滤系统，所述空气过滤系统包括：
外部外部空气入口；
所述外部外部空气入口下游的第一过滤级；
所述第一过滤级下游第二过滤级；
收集外部外部空气质量信息的收集模块；以及
与所述收集模块通信的控制模块，所述控制模块基于所述收集模块收集的空气质量信息来调节所述第一过滤级和/或所述第二过滤级的工作状态。
根据另一方面，本发明提供了具有根据本发明的实施例的空气过滤系统的HVAC(供热通风与空气调节)系统。
本发明的系统具有节能，维护成本低等优点。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的空气过滤系统的结构示意图；以及
图2示出了根据本发明的实施例的空气过滤系统的前视图。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
如图1所示所述空气过滤系统包括：外部空气入口4；所述外部空气入口4下游的第一过滤级1；所述第一过滤级1下游的第二过滤级2；收集外部空气质量信息的收集模块；以及与收集模块通信的控制模块3，如计算机，控制模块3基于所述收集模块收集的空气质量信息来调节所述第一过滤级1和/或所述第二过滤级2的工作状态。
在一些实施例中，空气过滤系统可在多种工作模式下运行，例如，第一过滤级和第二过滤级均不工作的第一模式，第一过滤级工作而第二过滤级不工作的第二模式或者第二过滤级和第二过滤级均工作的第三模式。控制模块3可根据空气质量信息来决定所述第一过滤级1和/或所述第二过滤级2的工作状态或空气过滤系统的工作模式。
在一些实施例中，第一过滤级1可包括使空气中的颗粒物带电的基于静电吸附的过滤装置11和/或粗滤网12。第一过滤级1可过滤掉空气中大部分的颗粒物，并且第一过滤级1的空气阻力非常小。第一过滤级1的维护也较为简单，例如，可通过清洗粗滤网12来去除附于其上的颗粒物。
在一些实施例中，第二过滤级2可包括HEPA(高效颗粒物滤网)高效滤网或中效滤网，HEPA高效滤网或中效滤网更紧密，网孔更小，同时空气阻力也更大。为了使空气能够通过高空气阻力的第二过滤级，第二过滤级的下游一般会布置抽风风机，这些抽风风机是能耗较高的设备。此外，HEPA滤网或中效滤网的网孔较小，无法通过清洗来去除颗粒物。在使用过程中，颗粒物可能堵塞网孔，由此使滤网的空气阻力变得更大。此外，在空气过滤系统的使用过程中，需经常更换HEPA滤网或中效滤网，维护成本较高。
在本申请的实施例中，采用收集模块与控制模块4配合来智能地控制第一过滤级1和/或第二过滤级2的工作模式，从而降低空气过滤系统的能耗并降低滤网的维护成本。在一些实施例中，收集模块包括能够接收外部空气质量预报信息的通讯模块31，例如该通讯模块31可为无线通讯模块，如wifi模块，蓝牙模块等。在一些实施例中，收集模块可通过通讯模块31接收如附近空气质量监测点所提供的外部空气质量预报信息。由于空气中的颗粒物浓度具有季节性，时效性等特点，外部空气质量预报信息是相对可靠的。外部空气质量预报信息可包括例如下一小时的空气细颗粒物浓度PM2.5预报信息，控制模块可至少部分地基于该信息来控制空气过滤系统的工作模式，例如，第一过滤级和/或第二过滤级的工作状态。更具体地，如可控制过滤系统以以下任一模式工作，包括第一过滤级和第二过滤级均不工作的第一模式，第一过滤级工作而第二过滤级不工作的第二模式或者第二过滤级和第二过滤级均工作的第三模式。
在另一些实施例中，收集模块还可包括实时采集外部空气质量信息的第一传感器32，第一传感器32可例如布置在空气过滤系统的外部空气入口4附近或建筑物附近的其他位置，以直接监测进入空气过滤系统的外部空气质量信息，如PM2.5浓度等指标。在一些实施例中，第一传感器32可集成在第一过滤级的外部空气入口侧，如设置在一槽口中。控制模块3可至少部分地基于收集模块的第一传感器32所实时采集的外部空气质量信息来控制空气过滤系统的工作模式。具体而言，例如在外部空气质量，如PM2.5水平小于第一临界值A，如50ug/m3时，控制模块可控制第一过滤级和第二过滤级均不工作，此时外部空气可直接通过空气过滤系统而抽风风机仅需以较低的功率工作。在外部空气质量稍差，如PM2.5水平大于第一临界值A并小于第二临界值B，如50至100ug/m3之间时，仅第一过滤级就可将外部空气过滤至可接受的程度，此时，第二过滤级仍然可处于非工作模式，而其下游的抽风风机仍可以较低的功率工作。在外部空气质量较差，如PM2.5水平大于第二临界值B时，则可使第一过滤级和第二过滤级均开始工作。在一些实施例中，客户如物业管理者可自行对控制模块的控制参数进行设置，例如设置第一临界值A和第二临界值B的具体数值。物业管理者可权衡经济成本与过滤效率，以选择适合的过滤系统运行方案。
在一些实施例中，空气过滤系统还可包括第二传感器33来实时采集第二过滤级下游的过滤空气质量信息，控制模块还可至少部分地基于第二传感器33所反馈的第二过滤级下游的过滤空气质量信息来控制空气过滤系统的工作模式，例如，第一过滤级和/或第二过滤级的工作模式。另一方面，第二传感器33还可用于监测过滤系统的过滤效果。在另一些实施例中，第二传感器33还可设置在室内循环空气通道中，以用于采集室内循环空气的空气质量信息，并由此确定外部空气和室内循环空气的最优混合比例，以同时满足空气质量和能耗要求。
在一些实施例中，可整合收集模块所收集的各个空气质量信息来获得控制参数，并基于控制参数来控制空气过滤系统的工作模式。例如，在一些实施例中，可基于第一传感器与第二传感器所反馈的空气质量差异来控制第一过滤级和/或第二过滤级的工作模式，当第一过滤级以及第二过滤级处于工作模式时，而上述空气质量差异不大时，说明第一过滤级和/或第二过滤级工作效率较低，可停止第一过滤级和/或第二过滤级中的一个或两个，由此降低能耗。
对于第一过滤级而言，其可包括基于静电吸附的过滤装置。在第一过滤级包括基于静电吸附的过滤装置时，控制模块可通过电控制开关来调节第一过滤级的工作状态。可调节基于静电吸附的过滤装置以使可能由其所产生的副产物臭氧排放最小化。具体而言，在外部空气质量可接受的情况下，可关闭基于静电吸附的过滤装置，此时抽入适当量的外部空气以与室内循环空气混合。
对于第二过滤级而言，其可包括机械滤网。例如，第二过滤级包括一片或多片HEPA高效滤网或中效滤网。在一些实施例中，参考图2，第二过滤级的一片或多片滤网安装在旋转轴上。在图示的实施例中，第二过滤级包括与第一旋转轴213连接的第一排滤网21,22以及与第二旋转轴223连接的第二排滤网23,24。第一旋转轴213以及第二旋转轴223的一端可具有旋转轴齿轮211,221，旋转轴齿轮211,221可例如与连接在电机输出轴214，224上的电机输出轴齿轮212,222啮合，可通过电机的转动促动各个过滤网沿箭头R所指出的方向或相反的方向转动来在打开位置和关闭位置之间切换，在打开位置上，空气可从空隙通过而不会通过滤网，第二过滤级的滤网不会起作用。在关闭位置上，空气被强制通过滤网，第二过滤级的滤网起作用。控制模块可通过操作电机来控制第二过滤级的一片或多片滤网的旋转来实现控制第二过滤级的工作模式。在一些实施例中，在采用多片滤网的实施例中，滤网中可仅有一部分或全部均可绕旋转轴旋转来打开。在一些实施例中，滤网至少可绕轴线转动5度以上角度，如5度至90度，或15度以上的角度，或30度以上的角度，或45度以上的角度，使得滤网可充分地打开以降低第二过滤级的阻力，由此可使抽风风机在更低的能耗下工作，更加节省抽风风机的能耗。在一些实施例中，空气过滤系统可包括探测所述第二过滤级上下游压降的压力传感器。如果压力传感器所反馈的压降数据在第二过滤级打开位置和关闭位置之间差异较小，则可判断第二过滤级的滤网可能破损。在关闭位置上，如果压力传感器所反馈的压降数据较大，则说明滤网的网孔可能被堵塞，需要更换滤网。
在另一些实施例中，空气过滤系统可包括绕过第二过滤级的旁通通路，该旁通通路可包括开闭元件，例如风门，控制模块可控制该风门的开闭。由于在旁通通路的风门打开时，空气将趋于低阻力的旁通通路而绕过滤网，由此控制模块可通过控制旁通通路的风门的开闭，从而来控制第二过滤级的工作状态。
另一方面，提供了一种HVAC系统，该系统可包括根据本发明的各个实施例的空气过滤系统。
以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。

Claims (15)

1.一种空气过滤系统，所述空气过滤系统包括：
外部空气入口；
所述外部空气入口下游的第一过滤级；
所述第一过滤级下游的第二过滤级；
收集外部空气质量信息的收集模块；以及
与所述收集模块通信的控制模块，所述控制模块基于所述收集模块收集的空气质量信息来调节所述第一过滤级和/或所述第二过滤级的工作状态。
2.根据权利要求1所述的空气过滤系统，其特征在于，所述空气过滤系统至少能够在以下三种模式下工作：
第一过滤级和第二过滤级均不工作的第一模式；
第一过滤级工作，且第二过滤级不工作的第二模式；以及
第一过滤级和第二过滤级均工作的第三模式。
3.根据权利要求1或2所述的空气过滤系统，其特征在于，所述收集模块包括通讯模块，所述通讯模块接收外部空气质量预报信息，所述控制模块至少部分地基于所述外部空气质量预报信息来调节所述第一过滤级和/或所述第二过滤级的工作状态。
4.根据权利要求1或2所述的空气过滤系统，其特征在于，所述收集模块还包括第一传感器，所述第一传感器实时采集外部空气质量信息，所述控制模块至少部分地基于所述外部空气质量信息来调节所述第一过滤级和/或所述第二过滤级的工作状态。
5.根据权利要求1或2所述的空气过滤系统，其特征在于，所述收集模块还包括第二传感器，所述第二传感器实时采集第二过滤级下游的过滤空气质量信息，所述控制模块至少部分地基于所述过滤空气质量信息来调节所述第一过滤级和/或所述第二过滤级的工作状态。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的空气过滤系统，其特征在于，所述空气质量信息包括细颗粒物浓度。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的空气过滤系统，其特征在于，所述第一过滤级包括基于静电吸附的过滤装置和/或粗滤网。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的空气过滤系统，其特征在于，所述第二过滤级包括一片或多片HEPA滤网或中效滤网。
9.根据权利要求8所述的空气过滤系统，其特征在于，第二过滤级的HEPA滤网或中效滤网中的至少一部分能绕旋转轴转动以在关闭位置和打开位置之间切换。
10.根据权利要求9所述的空气过滤系统，其特征在于，所述一片或多片HEPA滤网或中效滤网的旋转角度在5度到90度的范围中。
11.根据权利要求1所述的空气过滤系统，其特征在于，所述空气过滤系统还包括探测所述第二过滤级上下游压降的压力传感器。
12.根据权利要求4所述的空气过滤系统，其特征在于，当所述外部空气质量小于第一临界值时，所述控制模块控制第一过滤级和第二过滤级均不工作；当所述外部空气质量大于第二临界值时，所述控制模块控制第一过滤级和第二过滤级均工作；当所述外部空气质量在所述第一临界值和所述第二临界值之间时，所述控制模块控制第一过滤级工作，而第二过滤级不工作。
13.根据权利要求4所述的空气过滤系统，其特征在于，所述收集模块还包括第二传感器，所述第二传感器实时采集第二过滤级下游的过滤空气质量信息；当所述外部空气质量信息与所述过滤空气质量信息的差异小于一阈值时，所述控制模块停止第一过滤级和/或第二过滤级中的一个或两个。
14.根据权利要求8所述的空气过滤系统，其特征在于，包括绕过第二过滤级的旁通通路，该旁通通路可包括开闭元件，控制模块通过控制开闭元件，从而来控制第二过滤级的工作状态。
15.一种HVAC系统，其特征在于，所述HVAC系统包括如权利要求1-14中任一项所述的空气过滤系统.。
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