CN113454033A - 用于电化学抑制空气处理单元中的生物生长的系统 - Google Patents

Abstract

用于抑制真菌和其它生物体在例如空调、加湿器、除湿器和空气洗涤器的空气处理系统中生长的系统和方法。将一对电极与由空气处理系统的收集子系统所收集的液体接触。电极中的一个电极包括生物抑制导体。使电流在电极之间通过，使生物抑制导体被释放到所收集的液体中。

Description

用于电化学抑制空气处理单元中的生物生长的系统

本申请于2020年2月10日作为PCT国际专利申请提交，并要求2019年2月11日提交的美国临时专利申请No.62/803,878的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

空气处理单元通常包括液体收集系统。在空调和除湿器的情况下，来自周围环境的湿气被凝结为空气处理的副产品，并且液体收集系统包括托盘或平底盘，该托盘或平底盘收集冷凝物并将冷凝物从空气处理单元中排出。在加湿器的情况下，将容纳在箱中的供应的液态水蒸发到周围空气中，在蒸发之前液态水被从箱中抽取出并通过一个或多个管道或其它导管和贮存器。

收集系统通常包括收集托盘或其它收集容器，该收集托盘或其它收集容器在空调和除湿器的情况下截留冷凝物，并在加湿器的情况下保持该液体供给。收集容器可以与排水管线流体连通，以允许多余的流体例如通过重力或借助于泵排出，并防止收集容器溢出。在一些示例中，排水管线可以是管道系统的一部分，例如建筑物的管道。

所收集的液体可以支持生物有机体的增殖，并且随着时间的推移，在收集容器中和/或出自收集容器的导管中可以发生生物生长和积聚。通常在空气处理单元冷凝收集器和水箱和导管中生长的生物体的示例包括霉菌和其它真菌，例如曲霉。曲霉和其它霉菌可以导致免疫受损的个体的感染，并且可能是健康危害。黑霉病和军团病是具有健康危害的细菌和霉菌的示例。此外，积聚最终可能导致收集系统中的堵塞或部分堵塞，或者以其它方式干涉收集系统排出过量液体的能力。如果从收集容器出来的受控流被充分阻挡，则收集容器可以溢出引起溢流。此外，浮动开关通常用于在排水管线堵塞时使系统停工。这些开关经常失效，并且在许多情况下，用户不在场来检测此停工。在温暖气候中缺乏冷却和除湿可能导致潮湿的表面上未经检查的霉菌生长造成较大的损坏。收集室的溢流可能会损坏空气处理单元本身，以及容纳该单元的结构，例如房屋或其它建筑物。

铜离子的存在可以抑制某些生物体的生长，特别是在水性环境中是这样。例如，有时与水接触的船体的外部设有含有铜的涂料。表面上的铜用于抑制船体上生物体(例如蜗牛、贻贝和藤壶)的生长。

还已知将含铜盐添加到空气处理收集容器中将抑制生物生长。然而，难以监测容器中的铜离子的浓度，这可能导致铜离子的浓度过高或具有无效的浓度。

据报道，其它金属和金属盐，例如衍生自锌、银和铝的金属盐，具有针对霉菌和某些细菌的生物抑制性质。涂银导管用于减少医疗器械中的感染。聚合物、碳和其它金属盐的混合物以及生物抑制剂可以用作电极或时间释放生物抑制剂。

需要改进用于降低液体收集容器中的生物生长和积聚的系统和方法以及空气处理系统的相关部件。

发明内容

一般而言，本公开涉及一种调节空气处理系统的水收集容器中生物物质的生长的方法和系统。如本文所用，“水收集容器”或“收集容器”是设计成用于收集或保持水的空气处理系统的任何容器。例如，在空调和除湿器的情况下，“收集容器”可以指截留冷凝物的容器，而在加湿器的情况下，“收集容器”可以指保持用于加湿空气的液体供给的容器。空气处理系统可以与住宅或商业建筑物相关联。在某些示例中，系统和方法提供了能够构建生物抑制系统的一个或多个特征。监测特征可以例如指示在何时下层的生物抑制系统是可操作的或者何时可能需要维护以用于其持续操作。生物抑制系统可以作为内置于空气处理系统本身的整体的部件提供。或者，生物抑制系统可以提供为可以安装在现有的空气处理系统中的一种或多种独立部件。用于监测生物抑制系统的状态的特征可以被配置为可视指示器、声音指示器或其它，并且在至少一些示例中，可以这些特征是电子驱动和控制的。生物抑制系统的操作状态的变化可以表现为例如一个或多个指示灯的照明或停止照明、一个或多个指示灯的照明图案或颜色的变化、可听声(例如，警报、计算机生成的可见或可听见的口头警告等)的终止或产生、振动的产生等。

如本文所用，诸如“电导率”、“导电地”之类的术语和相关术语是指离子在水溶液中的运动，即离子传导/电导率。

根据本公开的某些方面，用于控制包括一个或多个冷凝物排水管线的空气处理系统中的生物物质的积聚的生物抑制系统包括：连接到一对间隔开的电极的电流源，其中电极中的一个或多个电极含有生物抑制离子或化学抑制剂，并且其中，电极中的两个电极被定位成暴露于存在于空气处理系统的液体收集子系统中的液体(例如，在空调系统和除湿系统中的冷凝物，或在加湿系统或所述系统的排出水出口中为蒸发所供给的水)。液体作为将电极彼此电气地桥接的电解质而存在，电流源提供以固定速率从电极进行离子或化学抑制剂的迁移所需的驱动力，从而使第一电极将生物抑制离子/化学物质释放到液体中。生物抑制离子然后进入液体并抑制某些生物在液体介质内生长。

来自电流源的电流连接到电极，并且当离子开始进入液体时，存在于液体收集子系统中的液体桥接第一电极和第二电极。在一些示例中，任一个电极可以连接到电流源的正侧或负侧，并且电流流动的方向可以周期性地反转，从而防止在电极上结垢。因此，应该理解的是，在一些示例中，两个电极都可以含有生物抑制材料，并且电极根据电流流动的方向在任何给定时间释放生物抑制材料。

因此，在至少一些示例中，当第一电极和第二电极至少部分地与包含在液体收集子系统中的液体接触并且电流源以与电流的量值成比例的预定速率释放离子时，本公开的生物抑制系统适于注入生物抑制离子和化学物质。

在一些示例中，生物抑制电极由金属或其它导电材料金属制成(例如，含碳、或聚合物和金属盐的混合物)。在一些示例中，生物抑制导体包括与具有生物抑制属性的现在或将来公知的生物抑制材料混合的铜、铝、锌、银中的一种或多种或另一种电导体(例如碳、或导电聚合物)。

在一些示例中，第二电极还包括金属或其它导电材料。所述金属或材料可能耐溶解。在一些示例中，第二电极可以由一种或多种不同类型的不锈钢制成。

在一些示例中，电流源适于提供流动通过一对电极的电流，使得生物抑制剂的离子液体中的浓度(例如，铜离子(Cu++)的浓度)在用于给定体积的冷凝物或正在被处理的液体的预定范围内。在一些示例中，预定范围为从约50ppb(十亿分之一)至约2,000ppb。在一些示例中，预定范围为从约100ppb至约1,000ppb。在一些示例中，预定范围从约200ppb至约500ppb。

在一些示例中，电流源适于提供在一对电极之间的电流流动，该电流流动在一个方向上的平均电流的值较大。在一些示例中，电流源适于提供在一对电极之间的交流电流流动或脉冲电流流动。在一些示例中，电流源适于选择性地提供电极之间的沿一个方向比沿另一个方向更大的平均电流以及交流/脉冲电流。

在一些示例中，流过电极的电流量可以设定为基于在收集系统中被认为正在产生或存在的冷凝物或液体的估计的体积的值。在一些实施例中，可以通过体积或重量收集装置测量待处理的冷凝物或液体的量。这种装置的示例包括具有计数器的倾斜收集桶，或在具有电磁排水阀的收集容器下的称重负载电池装置。通过测量或预测一定量的冷凝物或液体，可以实现水溶液中的生物抑制材料浓度的控制。因此，在一些示例中，至少部分地使用来自收集容器的液体排出速率以确定流过电极的适当的电流量，以在收集的液体中实现和维持目标生物抑制物质浓度。

在一些示例中，可以通过测量在施加电流之前和已经施加电流之后电极之间的液体的电导率以及电流流动的时间来估计液体中的离子的浓度。可以通过在1千赫(KHz)或更高的频率下测量电极之间的电阻抗来执行该测量。这使得能够在电流流动之前以及电流施加后的已知持续时间进行液体的电导率和生物抑制离子的近似浓度的计算。电极之间的所测量的阻抗也可以用于区分其中一个或两个电极已经失效的场景(又触发表示需要更换或修复一个或两个电极的指示)和其中液体收集容器简单地干燥或没有液体接触电极(即，不需要采取校正动作)的场景，在后一种场景下所测量的阻抗明显更高。其它方法可以用于电导率测量，包括非接触式电子类型。

然后可以调节电流水平以维持液体中的生物抑制离子的目标浓度或目标浓度范围。也就是说，调节并控制电流，以保持对应于液体中的生物抑制离子的所需浓度的液体中的恒定期望的电导率。

在一些示例中，可以基于电流在电极之间已经流动的持续时间间接地估计液体中的离子浓度。在这些示例中的至少一些示例中，液体至少相对静止，即，不流出收集容器，从而从收集容器中排出生物抑制离子。因为液体是至少相对静止的，随着电流在电极之间持续流动，液体中的生物抑制离子的浓度将随时间以可预测的速率增加。因此，可以在电流已经流动了足够的时间之后调节电流(即，降低和/或关断)以产生液体中的生物抑制离子所需的浓度。

在一些示例中，基于对给定空气处理系统的冷凝物产生的预测的估计来确定适当的电流。例如，控制系统可以使用考虑了空气处理系统的类型和尺寸、其地理位置、其海拔和季节(例如，相对干燥的季节与相对潮湿的季节)等的查找表来预测在给定时间的冷凝物产生的量，并将预测的冷凝物产生与预定的固定电流相关联，以产生适量的生物抑制剂以维持所收集的液体中的生物抑制剂的所需的浓度。

在一些示例中，电流源从电源接收电力，电源是生物抑制系统的一部分或可替代地在生物抑制系统的外部。在一些示例中，电源可以是硬币/纽扣电池单元。在一些示例中，电力供应(公司)还向空气处理系统提供电力，例如在许多空气处理器上的常用的24伏交流变压器输出。在一些示例中，电流源可以适于提供通过电极的连续电流流动。在一些示例中，电流源适于提供通过电极的不连续(例如，脉冲)电流，该电流以预定频率在零电流和预定义的最大电流值之间波动。在一些示例中，电流源包括电池，具有适于在一对电极之间提供直流电流或脉冲电流的电流调节电路。在一些示例中，生物抑制系统包括用于调节输出电压以及因此提供给电极的电流的电流调节器。

在一些示例中，空气处理系统包括空调、除湿器或加湿器，并且空气处理系统的液体收集子系统包括液体收集容器。在一些示例中，液体收集容器包括托盘、平底盘、箱或贮存器或倾斜的堰式收集容器。

本公开不限于具有空调、除湿或加湿特性的空气处理系统。而是，本公开的原理可以容易地应用于产生或使用其中生物有机体可以生长的液体的任何空气处理系统，例如用于湿度控制的空气洗涤器。

在一些示例中，液体收集容器含有定位于收集容器的侧壁或底壁中的排水口，其中，一对电极可以定位在排水口处或靠近排水口。

在一些示例中，空气处理系统的收集子系统包括液体收集容器和与收集容器流体连通的一个或多个导管，其中，所述一对电极适于定位在一个或多个排水导管中或者在一个或多个导管和液体收集容器之间限定接合点的端口处。

在一些示例中，生物抑制系统包括指示器，该指示器适于提供生物抑制系统的操作状态的一个或多个标记。在一些示例中，经由生物抑制系统或空气处理系统的界面提供一个或多个标记。在一些示例中，所述一个或多个标记是可见的、可听的或同时可见和可听的。在一些示例中，所述一个或多个标记被无线地发送到外部接收器，例如蓝牙支持的智能手机或恒温器。接收器和/或界面可以是家庭或建筑物控制系统的部件，例如建筑物的提供系统输出并在一个或多个接收器(例如控制面板)处接收系统输入的HVAC控制系统或更广泛的控制系统(例如，也控制灯、器具、媒体设备等)。由控制系统控制的部件(包括接收器)可以经由物联网(IOT)网络来联网在一起。

在一些示例中，一个或多个标记包括可听警报。在一些示例中，一个或多个标记包括光发射器(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、白炽光源、荧光光源、液晶光源等)的照明或停止照明。在一些示例中，一个或多个标记包括振动。在一些示例中，一个或多个标记包括光发射器的颜色的变化或照明图案的变化。在一些示例中，一个或多个标记被流过一对电极的电流中的变化或不连续触发。在一些示例中，通过液体收集子系统收集的液体中存在的生物抑制导体的浓度的降低(例如，测量到的液体的电导率的降低)来触发一种或多种标记。在一些示例中，一个或多个标记由来自第一电极或第二电极的生物抑制导体的部分或全部分解触发。

在一些示例中，生物抑制系统包括用于感测触发事件的一个或多个传感器，触发事件导致激活一个或多个标记。在一些示例中，一个或多个传感器包括用于感测第一电极和第二电极之间的电流的电流表。在一些示例中，一个或多个传感器包括用于感测在第一电极和第二电极之间的电压的电压表。在一些示例中，一个或多个传感器包括探针，该探针适于测量所收集的液体中的一种或多种离子的浓度和/或测量液体的电导率。在一些示例中，该系统包括用于测量正在被处理的冷凝物或液体的量的方法。

根据本公开的其它方面，抑制空气处理系统中的生物生长的方法包括：提供一种生物抑制系统，所述生物抑制系统包括在空气处理系统的液体收集子系统中的一对间隔开的电极，所述电极中的至少一个电极包含生物抑制导体；定位所述一对间隔开的电极，使得间隔开的电极与收集在液体收集子系统中的液体接触，所收集的液体用作使电极彼此电气地桥接的电解质；并提供流过电极的调节的电流。

在一些示例中，该方法还包括检测或以其它方式观察在生物抑制系统中的操作变化；产生一个或多个指示操作变化的标记；并且，响应于所述一个或多个标记，更换所述电极中的第一电极或补充所述电极中的第一电极的生物抑制导体。

一个或多个实施例的细节在附图和以下说明书中阐述。根据说明书、附图和权利要求，这些实施例的其它特征、目的和优点将是显而易见的。此外，应该理解，本公开的前述发明内容和以下的具体实施方式是示例性的并且旨在提供进一步的解释，而不限制如所要求保护的本公开的范围。

附图说明

形成本申请的一部分的以下附图是所描述的技术的图示，并且不旨在限制以任何方式所要求的公开的范围，该范围应基于所附权利要求。

图1是使用根据本公开的空气处理系统的建筑物的示意图，所述空气处理系统包括生物生长抑制系统。

图2是包括根据本公开的生物生长抑制系统的示例性空调系统或示例性除湿器系统的示意图。

图3是根据本公开的包括生物生长抑制系统的示例性加湿器系统的示意图。

图4是根据本公开的独立的生物生长抑制系统的示意图，所述生物生长抑制系统能够安装在空气处理系统中。

图5是图示根据本公开的抑制空气处理系统中的生物生长的示例性方法的处理流程。

具体实施方式

将参考附图详细描述本发明的各种实施例，其中在若干视图中相同的附图标记表示相同的部件和组件。对各种实施例的提及不限制本发明的范围，其仅受所附权利要求的范围的限制。另外，本说明书中所阐述的任何示例不旨在限制性的并且仅阐述了所要求保护的发明的许多可能的实施例中的一些实施例。

参考图1，建筑物2(例如，住宅建筑物、商业建筑物等)具有至少部分地安装在建筑物2的顶部4上的空气处理系统6。空气处理系统6可以是：例如空调系统、加湿系统、除湿系统、过滤系统、空气洗涤器等，包括其组合。空气处理系统6包括收集容器8，例如平底盘、托盘、箱或贮存器。收集容器8被定位成收集由空气处理系统6使用或产生的液体6。例如，收集容器8收集由空气处理系统6的蒸发器部件产生的水冷凝物，或向加湿器供水。容器8包括端口18，该端口18用于经由排水导管10将液体从建筑物2排出，导管10经由端口18与由容器8限定的收集容积流体连通。在该示例中，端口18定位在容器8的底壁中。然而，端口可以定位在其它位置，例如，在容器8的侧壁中。

为了向空气处理系统6提供电力，空气处理系统连接到电流源，例如硬币/纽扣电池单元或外部电源12(例如区域电网，发电机等)。

生物体可以随着时间在收集在容器8中的水中生长和增殖。如果生长是明显的，则可以减慢或完全阻挡来自容器8的排水，这可能导致容器8溢出的情况。由于收集的水的存在而生长的霉菌和细菌也可以产生健康危害。趋于茁壮成长和导致收集容器和空气处理系统的排水子系统中的堵塞的示例性生物体是曲霉真菌。如果容器溢流，也可能发生建筑物2的有害泛滥。此外，在许多空气处理系统中，当收集贮存器中的水位上升到预定的水位上方时，系统关闭并且空调或其它空气处理停止。

为了减轻或抑制这种有害生物体的生长，空气处理系统6配备有根据本公开的生物抑制系统(或生物抑制系统)16。生物抑制系统16可以是安装到已经构建的空气处理系统6中的独立部件或模块；或者，空气处理系统6制造为具有内置的生物抑制系统16。生物抑制系统16需要电力。给生物抑制系统16的电力可以由电源(例如专用于生物抑制系统16的电池)提供。或者，生物抑制系统16可以经由空气处理系统6接收电力或直接从外部电源12接收电力。电源向生物抑制系统16提供电流。

现在将结合图2-5描述生物抑制系统16及其与空气处理系统的相互作用的各种实施例的细节。

参见图2，示出了空气处理系统20的实施例。在该示例中，空气处理系统20是空调或除湿器。空气处理系统20具有顶部21和底部23。潮湿的空气经由入口或进气口22吸入到腔室33中，并经过蒸发盘管28上方。在除湿器的情况下，干燥空气通过出口24释放进入周围环境中。在空调的情况下，排气通过出口24释放，并且冷空气通过通风口26。冷凝物通过重力从蒸发盘管28滴落或以其它方式落入收集容器30中。收集容器30限定出口端口32，水通过该出口端口32排出到排水导管34中。

生物抑制系统100与空气处理系统20形成一体。在一些示例中，生物抑制系统100内置于空气处理系统20中；在其它示例中，生物抑制系统100是在已经制造空气处理系统20之后，并且在一些示例中，在空气处理系统20已经以其它方式完全安装之后安装在空气处理系统20中和/或安装在空气处理系统20上的独立部件或模块。

生物抑制系统100从专用或外部电源104(即电流源)接收电流。(例如，经由电线、迹线或其它导体)电连接到电流源104的是两个电极-阳极110和阴极112。应该理解，阳极和阴极可以根据电流流动的方向在功能上切换角色(即，使得电极112用作阳极并且电极110用作阴极)。为了便于描述，电极110将主要称为阳极，并且电极112将主要称为阴极，或两者都将被称为电极。

电极110、112定位在由收集容器30限定的收集容积内。在该特定示例中，电极均定位成略高于容器30的底壁38(并与容器30的底壁38间隔开)并且靠近端口32。另外，两个电极可以彼此横向间隔开一段固定距离。

电极110、112中的一个或两个包括生物抑制物质，即生物抑制导体或生物抑制化学物质(BIC)，例如铜、锌、铝、银或通过电解作用从电极释放的并且现在或在未来公知的具有生物抑制属性的化学物质或另一种导体。BIC在(一个或多个)电极上呈分子或元素形式，使得当使电流通过电极110、112时，BIC能够被释放到电解质中。BIC可以与电极集成或被涂覆在电极的表面上。在一些示例中，电极110、112中的一个或两个包括耐氧化的导电材料，例如不锈钢、碳或另一种合适的导体。

在一个示例中，电极110是铜金属(Cu)，并且电极112是不锈钢。当电流源104致使电流在电解质(例如，收集在容器30中的水，所述水与两个电极110、112接触从而在电极110、112之间形成导电桥)存在的情况下流动通过电极110、112时，铜离子(Cu⁺⁺)被从电极110释放到电解质中，直到电极110的铜金属用完为止。在电解质(即，所收集的水)中存在的铜离子抑制容器30和/或导管34中的生物有机体的生长。

在给定时间点的电极110、112之间流动的电流的量值结合容器中的液体的量指示将存在于电解质中的铜离子的浓度。例如，对于给定体积的所收集的水，更大的电流将导致更高的铜离子浓度。提供电流调节器102以调节电极110和112之间的电流。通过调节电极110、112之间的电流，空气处理系统20的液体收集子系统中的生物抑制剂的最佳浓度可以被维持。

因此，应当理解，两个电极110、112被定位成使得当水(或另一合适的电解质)将容器30填充到足以接触两个电极110、112的液位，就形成电解槽。

电导率测量计探针136或电极110、112本身可以用于测量容器中收集的电解质的电导率。在任何给定时刻的电解质的电导率是液体中BIC浓度的指示。因此，所测量的电导率用于控制电流调节器102调节电流以在液体中提供恒定的或相对恒定的(在固定范围内的)BIC浓度，即使当所收集的液体的体积变化时也是如此。

例如，电导率测量计探针136或电极110、112用于在电流被提供给电极110、112之前测量所收集的液体中的电导率，从而提供液体的基线电导率。此后，将电流提供给电极110、112，并且采用电解质的常规电导率测量值来将电解质的电导率维持在高于基线电导率的目标水平或目标水平范围处或者将电解质的电导率维持大约高于基线电导率的目标水平或目标水平范围，其中基线电导率和目标电导率之间的电导率差异对应于由电解槽引入到电解质的BIC的浓度。利用电解槽操作，如果所测量的电导率高于目标电导率，则控制器162使电流调节器102减小电极110、112之间的电流。如果所测量的操作电导率低于目标电导率，则控制器162使电流调节器102增大加电极110、112之间的电流。连续地或以规则的间隔(例如，每秒一次)重复包括测量在所收集的液体中的电导率以及对提供给电极110、112的电流水平进行相应的调节的控制-反馈环路，以在收集的液体中保持所需的BIC浓度水平，即使随着容器中的液体的量和/或所收集的液体的成分发生变化也是如此。

生物抑制系统100包括状态指示器子系统130。一般来说，状态指示器子系统130适于提供电极110和112之间的电解作用的停止或减少(表明电极中的一个或两个电极可能需要或可能很快需要补充或更换)的一个或多个可见的、可听的、能触知的或其它的标记。标记可以包括例如电解槽中的电流读数、电解槽中的电压读数、与电极110、112之间的电流流动的存在、不存在或变化直接相关的其它可见或可听标记，或者在容器30中的所收集的液体中的电导率测量值，或随时间提供的电流的累积测量值。这可以提供对例如多少克的电极已经被引入到液体中并被消耗的测量。例如，电流表132可以用于测量电解槽中的电流，和/或电压表134可以用于测量电极110、112上的电压。数字时钟可以用于测量电流流动的累积时间。不是由控制器162启动的电流或电压的减小或停止可以触发经由输入/输出(I/O)接口140提供的一个或多个标记(例如，灯光、声音、振动、文字)。此外，所测量的时间和电流的组合可以预测电极的使用寿命的结束。当所测量的组合达到预定阈值时，可以触发提示或建议更换一个或两个电极的一个或多个标记。可选地或另外地，(由探针136测量的)所测量的低于目标电导率并且不充分响应或调整为由控制器162提供的控制信号以增大提供给电极110、112的电流的电解质的电导率可以触发经由I/O接口140提供的一个或多个标记。

仍然参考图2，可选地，I/O接口140(例如空气处理系统的控制面板的I/O接口)包括用于输入控制生物抑制系统100(例如，以增加或减小提供给电极110、112的电流，以改变提供给电极110、112等的电流的脉冲频率)的控制命令的一个或多个输入设备144(例如，触摸屏、硬键或软键等)。控制命令可以由控制器162的处理器160处理(或者以其它方式可操作地链接到控制器162)，该控制器162产生用于控制生物抑制系统100的控制信号。处理器160使控制器162通过经由I/O接口处理输入命令和/或通过处理由生物抑制系统100的部件(例如电导率测量计探针136)提供的其它数据来生成所需的控制信号。可选地，可以通过将控制器162、存储设备164和I/O接口140中的一个或多个连接到网络166(例如，互联网)来提供对生物抑制系统100的控制。状态标记输出和控制命令输入可以由物理远离空气处理系统的I/O接口140处理。

存储设备164可以存储计算机可读指令，当由处理器160执行时，该计算机可读指令使控制器162向电流调节器102提供控制信号以保持在收集在容器中的液体中的目标电导率和相应的BIC浓度。因此，计算机可读指令可以包括：预设参数(例如BIC浓度目标)，用于产生目标BIC浓度所需的相关联的电流供应(量)和随不同季节的冷凝物生产的存储值，用于基于所测量的电导率和基线电导率之间的差异计算BIC浓度的指令，用于基于所收集的液体的测量的重量或体积来关联所需的电流供给的指令，用于比较测量的电导率和目标电导率的指令，以及基于计算的所测量的电导率和目标电导率之间的差异和/或在静液体示例中基于测量的电极之间的电流流动的持续时间使电流调节器110增加和减小提供给电极110、112的电流的指令。

参见图3，示意性地示出了示例加湿器70。加湿器限定内腔76。入口或进气口72从周围环境中吸取干燥空气，使得干燥空气通过湿润芯78。风扇将由芯78加湿的空气通过出口74推回到周围环境中。芯78部分地浸没在贮存器82中，从而使芯保持潮湿。贮存器82供应有来自箱84的水。箱经由流量调节导管86进给至贮存器82。

随着时间的推移，如果未加以检查，生物有机体可以在箱84、导管86和/或贮存器82中容纳的水中生长和增殖。如果大量生长，则可能发生堵塞，导致溢出事件(特别是如果存在恒定的水流入箱84的情况下是这样)。此外，堵塞可以抑制或防止加湿器70被供应加湿空气所需的水，这会有效地使加湿器失效。

生物抑制系统200安装在加湿器70处。生物抑制系统200类似上面的生物抑制系统100起作用，并且包括电源104，间隔开的电极110和112，电流调节器102，用于控制电流调节器102并操作性地连接到电导率测量计探针136的控制器162，以及LED138，当电解槽115由于电极110、112中的一个电极的失效而不工作时，所述LED138关闭，指示可能需要维护。可以在适当的位置，例如，在箱84中或在贮存器82中，放置和安装电极110、112。在该特定示例中，电极110、112被安装在导管86内。通常，每当在箱84中有水时，导管86中就有水。如果电解槽115正在运行，则每当在导管86中有水时，由于通过将BIC离子从阳极110释放到水中而产生的电流，LED138发光。

图4是根据本公开的独立的生物抑制系统300的示意图，所述生物抑制系统300能够安装在空气处理系统(例如以上描述的空气处理系统6(图1)、40(图2)和70(图3))中。

可选地，生物抑制系统300包括专用于容纳系统300的一个或多个部件的壳体301。电池302用作电流源，以在电极110和112之间产生电流。因此，当电极110和112(如上所述)至少部分地与电解质接触时，形成被启动的电解槽。电流调节器102接收来自控制器162的控制信号，以调节电极110、112之间的电流水平，以在电解质中保持BIC的目标浓度。

在电解槽被启动的同时并且在电极110、112中的一个电极或两个电极失效之前，电池中的电流将电流馈送到LED 138，LED 138以一种或多种颜色发光和/或闪烁。例如，壳体301可以以这样的方式保持一对电极110、112，使得电极暴露在壳体301的外表面上，该暴露允许电极与壳体放置在其中的水接触。当电极110、112中的一个电极或两个电极失效时，LED 138关闭，表示在系统300上待执行维护的潜在需要，例如，以更换或补充电极110、112中的一个电极。(例如，具有导电线303、305的)电解槽的线连接可以配置成使得LED 138放置在距电极110、112一定距离处，例如在壳体301的外部，在空气处理系统的外部，或完全在另一个房间或另一个建筑物中，例如在远程移动设备或HVAC系统的控制面板上。生物抑制系统300适于安装在已经制造的空气处理系统中或已经制造并彻底安装的空气处理系统中。

图5是说明根据本公开的抑制空气处理系统中的生物生长的示例性方法400的处理流程。

在方法400的步骤402中，将一对间隔开的电极定位成与空气处理系统中包含或收集的液体接触，例如，略高于空气处理系统的液体收集容器的底表面。电极中的一个或两个电极包括在电解作用期间适于被释放到所收集的液体中的BIC。

在步骤404中，测量所收集的液体的基线电导率。

在步骤404之后，在步骤406中，使预定电流在电极之间流动一段预定时间，从而引起电解作用发生并使阳极将生物抑制离子释放到所收集的液体中。

在步骤406之后，在步骤408中，重新测量与电极接触的液体的电导率。

在步骤408之后，在步骤410中，基于在步骤408测量的电导率与在步骤404测量的基线电导率之间的差来计算液体中的BIC的浓度。

在步骤410之后，在步骤412中，基于在步骤410计算的BIC浓度确定液体中的目标电导率。

在步骤414中，调节所引起的在电极之间流动的电流以保持液体中的目标电导率。在一些示例中，步骤414包括随时间调节在电极之间流动的电流的量，以保持液体中的目标电导率。在一些示例中，步骤414包括选择所引起的在电极之间流动的电流的量以保持液体中的目标电导率。目标电导率对应于预定的目标BIC浓度。在一些示例中，目标电导率是一个电导率范围，并且目标BIC浓度是一个BIC浓度范围。

在一些示例中，然后将步骤406和414重复，可选地多次重复，作为连续控制反馈回路430。

在可选的步骤416中，检测或以其它方式观察电解作用的意外的减少或停止，这例如通过检测器或诸如电流表、电压表、离子浓度探针或由电解作用供电的另一电路元件之类的装置实现。在其它示例中，基于已经消耗了一个或两个电极的预先的预测，预定量的时间会触发一个指示。

在可选的步骤418中，产生一个或多个标记，该一个或多个标记指示电解作用的意外停止或减少，或者电极的使用寿命的预测结束，例如，由于电解槽中的电流停止或由于经过了预定的时间，光发射器关闭。

在可选步骤420中，响应于所述标记而采取补救措施。例如，更换或修理电极中的一个或两个电极。

根据根据本公开的抑制空气处理系统中的生物生长的另一示例性方法，将一对间隔开的电极定位成与空气处理系统中包含或收集的液体接触，例如，略高于空气处理系统的液体收集容器的底表面。电极中的一个或两个电极包括适于在电解作用期间释放到所收集的液体中的生物抑制物质。然后基于所测量的收集的液体的体积或重量或预测的所收集的液体的体积和/或所测量的从空气处理系统排出的液体的速率使得在固定量时间或可变量时间内在电极之间流动固定量或可变量的电流。液体的体积或重量和/或液体排出的速率可以连续地或以预设间隔地测量或预测。

上述各种示例仅通过实例提供，不应被解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将容易地认识到可以在不脱离本公开的真实精神和范围的情况下对本文所示和描述的示例进行各种修改和改变。

Claims (63)

1.一种用于抑制生物物质在空气处理系统中积聚的生物抑制系统，包括：

电流源，所述电流源连接到至少一对间隔开的电极，其中，所述电极中的第一电极包括生物抑制导体，并且其中，所述电极中的两个电极都被定位成暴露于所述空气处理系统的液体收集子系统中存在的液体。

2.根据权利要求1所述的生物抑制系统，其中，所述电极中的至少一对电极包括生物抑制导体。

3.根据权利要求1所述的生物抑制系统，其中，电流被供应到电极，引起电解，所述电流导致所述生物抑制导体的离子被释放到所述液体收集子系统中存在的液体中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的生物抑制系统，其中，所述第一电极是阳极，并且所述第二电极是阴极，当在电极和存在于导电地桥接所述第一电极和所述第二电极的液体收集子系统中的液体之间提供电流时所述阳极是化学氧化的部位并且所述阴极是化学还原的部位。

5.根据权利要求3所述的生物抑制系统，其中，两个电极适于根据所述电流的流动方向用作阴极或阳极。

6.根据前述权利要求中任一项所述的生物抑制系统，其中，所述生物抑制导体包括金属、或包含碳或聚合物和金属盐的混合物。

7.根据权利要求6所述的生物抑制系统，其中，所述生物抑制导体包括：i)铜、铝、锌、银和/或金属盐中的一种或多种；以及ii)生物抑制化学材料和导电材料和/或聚合物或碳粘合剂的混合物。

8.根据前述权利要求中任一项所述的生物抑制系统，其中，所述第二电极包括耐氧化的金属。

9.根据权利要求8所述的生物抑制系统，其中，所述第二电极包括不锈钢。

10.根据前述权利要求中任一项所述的生物抑制系统，还包括用于调节所述电极之间的电流的电流调节器。

11.根据权利要求10所述的生物抑制系统，其中，所述电流调节器适于调节所述电极之间的电流以在所述液体中保持预定的电导率。

12.根据权利要求10所述的生物抑制系统，其中，所述电流调节器适于至少部分地基于所述电极之间已经产生的电流的持续时间来调节所述电极之间的电流。

13.根据权利要求12所述的生物抑制系统，其中，所述电流调节器适于随时间减小所述电极之间的电流的量值。

14.根据权利要求11所述的生物抑制系统，其中，所述预定电导率对应于所述液体中的生物抑制离子的预定浓度或预定浓度范围。

15.根据权利要求14所述的生物抑制系统，其中，所述生物抑制离子的预定浓度或预定浓度范围为100ppb(十亿分之一)至2000ppb的范围。

16.根据前述权利要求中任一项所述的生物抑制系统，其中所述空气处理系统包括空调、除湿器、加湿器和空气洗涤器中的一个或多个，并且其中，所述空气处理系统的所述液体收集子系统包括液体收集容器。

17.根据权利要求16所述的生物抑制系统，其中，所述液体收集容器包括用于确定在固定时间段内产生的液体的体积的测量容器、托盘、平底盘、箱、或贮存器。

18.根据权利要求16所述的生物抑制系统，其中，所述液体收集容器包括冷凝物收集器。

19.根据权利要求18所述的生物抑制系统，其中，所述冷凝物收集器包括托盘。

20.根据权利要求15-18中任一项所述的生物抑制系统，其中，所述液体收集容器限定定位于液体收集容器的侧壁或底壁中的排水口，并且其中，所述一对电极定位于所述液体收集容器的底壁的上方。

21.根据权利要求10所述的生物抑制系统，其中，所述电流调节器适于至少部分地基于以下中的一个或多个在一段时间内调节所述电极之间的电流：i)收集在液体收集子系统中的液体的测量的体积或预测的体积；和ii)从液体收集子系统中排出的液体的测量的速率或预测的速率。

22.根据前述权利要求中任一项所述的生物抑制系统，还包括指示器，所述指示器适于提供所述生物抑制系统的操作状态的一个或多个标记。

23.根据权利要求22所述的生物抑制系统，其中，所述一个或多个标记包括光发射器的照明或停止照明。

24.根据权利要求23所述的生物抑制系统，其中，所述一个或多个标记由所述电极中的一个或两个电极的检测到的失效或预测的失效触发。

25.根据权利要求22-24中任一项所述的生物抑制系统，还包括用于感测触发事件的一个或多个传感器，所述触发事件导致激活所述一个或多个标记。

26.根据权利要求25所述的生物抑制系统，其中，所述一个或多个传感器包括电流表和电压表中的一个或多个。

27.根据权利要求10或11所述的生物抑制系统，还包括电导率测量计，所述电导率测量计包括与所述液体接触的探针。

28.根据权利要求27所述的生物抑制系统，还包括控制器，所述控制器被配置为基于所述电导率测量计提供的电导率测量值来向所述电流调节器提供控制信号。

29.一种空气处理系统，包括：

空气入口；

空气出口；

液体收集子系统，所述液体收集子系统包括收集容器，所述收集容器适于收集由所述空气处理系统的操作所使用或产生的水；以及

生物抑制系统，所述生物抑制系统用于抑制生物物质在所述空气处理系统中积聚，所述生物抑制系统包括一对间隔开的电极，其中，所述电极中的第一电极包括生物抑制物质，其中，所述电极中的两个电极都被定位成暴露于所述液体收集子系统中存在的水，并且其中，所述第一电极适于在一对电极之间产生电流时将所述生物抑制物质释放到水中。

30.根据权利要求29所述的空气处理系统，其中，所述一对电极定位在所述收集容器的壁上或与所述收集容器的壁间隔开。

31.根据权利要求29所述的空气处理系统，其中，所述一对电极定位在由收集容器的壁限定的端口处。

32.根据权利要求29所述的空气处理系统，其中，所述一对电极定位于所述液体收集子系统的导管中，所述导管与所述收集容器流体连通。

33.根据权利要求29-32中任一项所述的空气处理系统，其中，所述空气处理系统包括空调、除湿器、加湿器和空气洗涤器中的一个或多个。

34.根据权利要求29-33中任一项所述的空气处理系统，其中，所述生物抑制物质包括铜。

35.根据权利要求29-34中任一项所述的空气处理系统，其中，所述生物抑制系统还包括指示器，所述指示器适于提供所述生物抑制系统的操作状态的一个或多个标记。

36.根据权利要求35所述的空气处理系统，其中，所述一个或多个标记包括光发射器的照明或停止照明。

37.根据权利要求35或36所述的空气处理系统，其中，所述一个或多个标记由所述一对电极之间的电流中的变化或停止或预测的停止触发。

38.根据权利要求37所述的空气处理系统，其中，所述一种或多种标记由来自所述电极中的一个或两个电极的生物抑制物质的部分或全部分解触发。

39.根据权利要求29-38中任一项所述的空气处理系统，还包括用于调节电极之间的电流的电流调节器。

40.根据权利要求39所述的空气处理系统，其中，所述电流调节器适于调节所述电极之间的电流，以维持水中的生物抑制物质的预定浓度。

41.根据权利要求39或40所述的空气处理系统，还包括电导率测量计，所述电导率测量计包括与所述水接触的探针。

42.根据权利要求41所述的空气处理系统，还包括控制器，所述控制器被配置为基于所述电导率测量计提供的电导率测量值来向所述电流调节器提供控制信号。

43.一种抑制空气处理系统中的生物生长的方法，包括：

提供一种生物抑制系统，所述生物抑制系统包括在所述空气处理系统的液体收集子系统中的至少一对间隔开的电极，所述电极中的一个或两个电极包括生物抑制物质；

定位所述一对间隔开的电极，使得所述间隔开的电极与收集在所述液体收集子系统中的液体接触，所收集的液体用作使所述电极彼此电气地桥接的电解质；以及

在所述电极之间产生电流。

44.根据权利要求43所述的方法，还包括：

观察在所述生物抑制系统中的操作变化；

产生指示所述操作变化的一个或多个标记；以及

响应于所述一个或多个标记，替换至少一个电极或补充所述电极中的一个或两个电极的生物抑制物质。

45.根据权利要求43所述的方法，还包括：在产生所述电流之前，测量所述液体的基线电导率。

46.根据权利要求45所述的方法，还包括：在产生所述电流之后，测量所述液体的测量的电导率。

47.根据权利要求46所述的方法，还包括基于所述基线电导率和所述测量的电导率之间的差计算所述液体中的生物抑制物质的浓度。

48.根据权利要求46所述的方法，还包括部分地基于在所述电极之间已经产生电流的持续时间计算在所述液体中的所述生物抑制物质的浓度。

49.根据权利要求47或48中任一项所述的方法，还包括基于所计算的生物抑制物质的浓度确定所述液体中的目标电导率。

50.根据权利要求43-49中任一项所述的方法，还包括调节所述电极之间的电流，以维持在所述液体中的生物抑制物质的目标浓度或目标浓度范围。

51.根据权利要求50所述的方法，其中，部分地基于在所述电极之间已经产生电流的持续时间来调节电流。

52.根据权利要求22-24中任一项所述的生物抑制系统，其中，所述电极之间的测量的电流用于检测触发事件，所述触发事件导致激活所述一个或多个标记。

53.根据权利要求24所述的生物抑制系统，其中，所述一个或多个标记由一个或两个电极的预测失效触发，所述预测失效基于预定义的经过时间。

54.一种用于抑制生物物质在空气处理系统中积聚的生物抑制系统，包括：

电流源，所述电流源连接到一对间隔开的电极，其中，所述电极中的至少一个电极包括生物抑制物质，其中，所述电极中的两个电极被定位成暴露于所述空气处理系统的液体收集子系统中存在的液体，并且其中，所述电极被配置为使得当所述电流源向所述电极提供电流并且所述电极暴露于在所述液体收集子系统中存在的液体时，所述生物抑制物质被释放到所述液体中。

55.根据权利要求54所述的生物抑制系统，还包括用于调节所述电极之间的电流的电流调节器。

56.根据权利要求55所述的生物抑制系统，其中，所述电流调节器适于调节所述电极之间的电流，以维持所述生物抑制物质的预定浓度。

57.根据权利要求55所述的生物抑制系统，其中，所述电流调节器适于至少部分地基于在所述电极之间已经产生的电流的持续时间来调节所述电极之间的电流。

58.根据权利要求57所述的生物抑制系统，其中，所述电流调节器适于随时间减小所述电极之间的电流的量值。

59.根据权利要求56所述的生物抑制系统，其中，所述预定浓度为100ppb(十亿分之一)至2000ppb的范围。

60.根据权利要求55所述的生物抑制系统，其中，所述电流调节器适于至少部分地基于以下中的一个或多个在一段时间内调节电极之间的电流：i)收集在液体收集子系统中的液体的测量的体积或预测的体积；和ii)从液体收集子系统中排出的液体的测量的速率或预测的速率。

61.根据权利要求43所述的方法，还包括调节所述电极之间的电流，以维持所述液体中的生物抑制物质的目标浓度或目标浓度范围，其中基于以下中的一个或多个来调节所述电流：i)收集在液体收集子系统中的液体的测量的体积或预测的体积；和ii)从液体收集子系统中排出的液体的测量的速率或预测的速率。

62.根据权利要求43所述的方法，其中，所产生的电流在所述电极之间沿第一电流流动方向，所述方法还包括反转所述电流流动方向。

63.根据权利要求62所述的方法，其中，所述反转减少或防止所述电极中的至少一个电极的结垢。

Images