CN114857730A - 空气加湿和/或净化 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于净化和/或加湿空气的设备以及用于净化和/或加湿空气的相关方法。该设备包括旋转过滤器(1)、用于使空气通过旋转过滤器(1)的风扇(9、10)和贮存器(4、5)，并且其中，旋转过滤器的旋转速度(1)和风扇(9、10)的设置取决于环境相对湿度和环境气体污染物浓度。该设备将化学吸附的特征与旋转过滤器(1)的使用结合起来，因此提供了一种设备，该设备能够基于湿度水平和空气中的目标气体污染物的水平而净化空气和/或调节环境湿度。本发明消除了用于液体运输的泵的需要，消除了用户频繁更换昂贵过滤器的需要，而是仅需要用户周期性地更新贮存器(4、5)中的过滤溶液。

Description

空气加湿和/或净化
本申请是申请日为2016年9月19日、申请号为201680056997.X、发明名称为“空气加湿和/或净化”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及空气处理领域，特别涉及使用旋转过滤器、风扇和过滤溶液的空气加湿和/或净化。
背景技术
室内空气质量对人口健康和舒适度具有影响。室内空气污染是可能导致多种健康问题的重要风险因素，而人们越来越花时间在室内。通过使用合适的空气净化和/或加湿系统，可以最小化室内空气质量差的不利影响。
室内空气污染物主要由三组组成：颗粒物质，包括细颗粒、烟草烟雾和放射性颗粒；气体和蒸气，包括挥发性有机物(VOC)和无机化合物；以及生物污染物，包括微生物，如真菌、孢子、细菌和病毒。特别是暴露于挥发性有机物可能会导致不利的健康影响，例如眼睛、皮肤和呼吸道的刺激，并且还可能导致更严重的疾病，包括癌症和白血病。
控制室内空气污染和改善室内空气质量的常用方法包括控制污染源、增加空气交换(通风)率和使用空气净化器和空气加湿器。使用空气净化器消除室内空气污染物正变得越来越流行。传统的空气净化器使用过滤器去除颗粒物质或使用吸附材料(例如颗粒活性炭)从空气吸附污染气体和/或气味。
在污染气体混合物中，甲醛气体的存在已被确定为特别危险。甲醛具有毒性、致敏性和致癌性。在空气中的浓度超过0.1ppm时，甲醛会刺激眼睛和粘膜，导致眼睛流泪。被吸入的甲醛为该浓度或超过该浓度可以造成头痛、喉咙灼烧、呼吸困难并且可以引发或加重哮喘症状。
然而，不同于可以通过经由物理吸附通过多孔吸附介质有效去除的室内挥发性有机化合物，不能令人满意地通过纯吸附介质去除甲醛，这是由于甲醛的相对低的沸点(-19.3℃[-2.74°F])和因此高挥发性。对于具有低沸点的气体，活性炭的VOC吸附能力降低：沸点温度高于室温的气体可以相对容易地被活性炭吸附，而沸点温度低于室温的气体仅被适度吸附或吸附不良。
为了克服与使用活性炭相关的问题，可以采用化学吸附过滤器。这样的过滤器包括浸渍在多孔基体中的特定化学物质。然后被浸渍的基体可以被定位为空气净化器中的化学吸附过滤器。被浸渍的化学物质可以与甲醛反应。通常，能够从空气中吸附甲醛气体的化学物质主要是有机胺。方程式1说明了有机胺和甲醛之间的反应。在甲醛与有机胺反应后，它变成一种非挥发性化合物，残留在过滤器中并且从而从空气中除去。
HCHO+R-NH2→R-N＝CH2+H2O 方程式1
化学吸附过滤器的吸收性能会受到空气相对湿度(RH)的影响。通常，对甲醛的过滤吸收容量和单程吸附效率随着RH的降低而减少，尤其是当RH<30％时。在RH<30％的干燥空气中，过滤器对甲醛的空气净化性能可能因此变得不令人满意。因此，希望将环境RH保持在RH>30％。这可以通过使用水润湿化学吸附过滤器或使用能够从空气中吸附甲醛的含水化学溶液来实现。
在WO2013128350A1/CN104067060A中公开了使用固定润湿的过滤器结合含水化学溶液以用于空气净化。该文献描述了一种系统，该系统包括固定的过滤器结构，利用化学溶液通过泵在过滤器结构的顶部冲洗该过滤器结构。当空气中的污染气体通过过滤器时，气体与过滤器结构内的化学物质发生反应，并且从而将其从空气中除去。所描述的固定润湿过滤器可以同时用作加湿过滤器，加湿过滤器能够被用于防止环境空气的相对湿度(RH)变得太低而不能向污染气体提供令人满意的空气清洁性能。然而，这样的系统需要泵以使得过滤器能够用含水化学溶液润湿，这可能是嘈杂和昂贵的，并且可能需要定期更换以及定期更换过滤器，这是不方便和昂贵的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于加湿和/或净化空气的设备和方法，其基本上减轻或克服了上述问题。本发明被独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施例。
根据本发明，提供了一种用于加湿和/或净化空气的设备，该设备包括旋转过滤器，例如可旋转的可透气旋转过滤器，用于使空气通过可透气旋转过滤器的风扇，以及贮存器。该贮存器适合于容纳过滤溶液。当在贮存器中提供过滤溶液时，可透气旋转过滤器与过滤溶液连通。因此，旋转过滤器部分地位于贮存器中，使得旋转过滤器在旋转时穿过贮存器。由于旋转过滤器的位置，在溶液被提供在贮存器中时旋转过滤器经过过滤溶液。旋转过滤器的旋转速度和风扇的设置取决于环境相对湿度。换句话说，风扇的设置，例如由风扇产生的气流的速度，以及旋转过滤器的旋转速度由来自湿度传感器的反馈控制。湿度传感器可以是设备的一部分。备选地，该设备包括用于从该设备外部的湿度传感器接收数据的组件，例如无线组件。此外，风扇的设置，例如由风扇产生的气流的速度，以及旋转过滤器的旋转速度进一步由来自气态污染物传感器的反馈控制。气态污染物传感器可以是设备的一部分。备选地，该设备包括用于从该设备外部的气态污染物传感器接收数据的组件，例如无线组件。
根据本发明的一个实施例，该设备包括有线或无线耦合到湿度传感器和气体污染物传感器的控制器。控制器被配置为根据由湿度和气体污染物传感器分别感测到的湿度和气体污染物来适配风扇和旋转过滤器或驱动旋转过滤器的马达的设置。例如，控制器被配置成启动或停止旋转过滤器的旋转。例如，控制器被配置为激活或停用风扇。
在一些实施例中，贮存器包括单个部分，用户可以原位地将过滤溶液引入到单个部分中，或者通过从填充贮存器的设备中移出贮存器并且更换贮存器而将过滤溶液引入到单个部分中。在备选的实施例中，贮存器包括至少两个部分，其中第一部分(“托盘”)容纳与可透气旋转过滤器接触的过滤溶液；和第二部分(“罐”)容纳未使用的过滤溶液并将其根据需要释放到托盘中。这允许用户独立于托盘和设备的其他特征来移除罐，以便容易地更新或更换过滤溶液。
在贮存器包括托盘和罐的一些实施例中，贮存器包括用于在托盘中保持基本一致量的过滤溶液的机构，从而允许托盘中的过滤溶液保持在用于运行该设备的基本最佳的水平上。该机构可以是任何合适的机构。例如，贮存器可以包括液位控制开关，该液位控制开关通过控制系统连接到泵或阀，以可控制地将过滤溶液从罐中释放到托盘中。在一些实施例中，控制系统可以包括无源液位控制。
在一些实施例中，过滤溶液可以是水溶液。在一些实施例中，过滤溶液可以是水。在备选的实施例中，过滤溶液的组成可针对特定的污染物进行定制。例如，过滤溶液可以包含烷醇胺，以及碳酸氢盐和保湿剂中的一种或两种。在一些实施例中，过滤溶液包含三羟甲基氨基甲烷、以及KHCO3和甲酸钾中的一种或两种。在一些实施例中，过滤溶液中的烷醇胺的量不超过25％w/w或不超过20％w/w和/或碳酸氢盐的量不超过15％w/w。
在一些实施例中，旋转过滤器包含一种或多种亲水材料。在一些实施例中，所述旋转过滤器包括陶瓷、亲水聚合物材料、亲水纤维材料或亲水纸中的一种或多种。
在一些实施例中，可透气旋转过滤器与空气具有大接触表面积，例如至少0.1m2。在一些实施例中，旋转过滤器具有折纹(corrugated)结构或蜂窝结构。在一些实施例中，折纹结构或蜂窝结构包括用于空气通过的多个开放通道。优选地，开放通道基本上是直的。优选地，开放通道具有至少10mm的长度。优选地，开放通道的直径在0.5mm至2mm的范围内。
在一些实施例中，该设备还包括可旋转的框架，旋转过滤器与该框架连通。在一些实施例中，可旋转框架包括一个或多个桶，桶在使用中接触过滤溶液。
在一些实施例中，该设备用于加湿空气。在一些实施例中，该设备用于净化空气。在一些实施例中，该设备用于加湿和净化空气。在一些实施例中，空气净化和加湿基本上是同时的。在一些实施例中，由设备执行的功能取决于环境相对湿度。
根据本发明的一个实施例，旋转过滤器是化学吸附过滤器。
根据本发明的实施例，如果由所述气态污染物传感器感测到的气态污染物的水平高于预设水平(不能被用户接受的预设水平)，则控制所述旋转过滤器旋转。在这种情况下，为了确保例如化学吸附过滤器的高性能，必须周期性地利用存在于贮存器中的过滤溶液润湿过滤器。因此，必须控制该旋转过滤器旋转。
根据本发明的实施例，设备还包括用于指示何时重新填充所述贮存器或更新贮存器中的过滤溶液的用户提醒机制，并且其中当由所述气态污染物传感器感测到的气态污染物水平对于预设时间量高于预设水平时，激活所述用户提醒机制。例如，高于该预设水平的气态污染物水平对用户是不能接受的。
根据本发明的实施例，当从所述湿度传感器接收到的环境相对湿度水平低于预定湿度值时，控制所述旋转过滤器旋转并且控制所述风扇产生气流。在这种情况下，进行空气净化和加湿。由于需要加湿，激活风扇和旋转过滤器。预定湿度值可以是用户最低可接受的湿度水平。该值可以由用户通过设备的用户接口输入。
根据本发明的实施例，当从所述湿度传感器接收到的所述环境相对湿度水平高于预定湿度值时，并且当从气态污染物传感器接收到的气态污染物浓度水平高于预定气体污染物水平时，控制所述旋转过滤器间歇地旋转，并且控制所述风扇连续地产生气流。在这种情况下，湿度水平是可接受的(高于预定湿度值)，但是气体污染物浓度水平是不可接受的(高于预定气体污染物水平或室内的浓度)，并且因此仅需要空气净化。但是，对于使用化学吸附过滤器的高性能净化，必须控制旋转化学吸附过滤器以至少间歇旋转，使得化学吸附过滤器周期性地被新鲜的过滤溶液润湿。化学吸附过滤器的间歇旋转也可以节省电力并且延长驱动旋转过滤器的马达的寿命。预定气体污染物水平可以是用户的最高可接受的气体污染物水平。该值可以由用户通过设备的用户接口输入。该值也可以由用户通过运行在无线连接到设备的装置上的软件(例如运行在智能手机上的应用程序)来输入。
根据本发明的实施例，当从所述湿度传感器接收到的所述环境相对湿度水平高于预定湿度值时，并且当从气态污染物传感器接收到的气态污染物浓度水平低于预定气体污染物水平时，控制所述旋转过滤器停止旋转，并且控制所述风扇停用。在这种情况下，室内的实际湿度水平和气体污染物水平是可以接受的。为了节省电力并且增加设备部件的寿命，旋转过滤器停止旋转并且风扇被停用。
在上述实施例中，低于预定湿度值的湿度水平对用户是不能接受的，并且高于预定气体污染物水平的气体污染物水平是不可接受的。在这两种情况下，设备可以自动采取适当的动作。
根据本发明，还提供了一种净化和/或加湿空气的方法。该方法包括：提供一种设备，该设备包括可旋转的可透气旋转过滤器，用于使空气通过旋转过滤器的风扇以及包含过滤溶液的贮存器，其中，可透气的可旋转过滤器与过滤溶液连通；并且使得旋转过滤器旋转，从而将过滤溶液沉积到旋转过滤器上并且使沉积的过滤溶液分散通过旋转过滤器的内部；其中旋转过滤器的旋转速度取决于环境相对湿度。
换句话说，用于净化和/或加湿空气的方法包括：使得旋转过滤器旋转，由此将过滤溶液沉积到旋转过滤器上并且使沉积的过滤溶液分散通过旋转过滤器的内部；使空气通过旋转过滤器；并且根据环境相对湿度控制旋转过滤器的旋转速度和通过旋转过滤器的空气流量；旋转过滤器的旋转速度和通过旋转过滤器的空气流量的控制进一步取决于环境空气中的气态污染物浓度。
通过将环境空气暴露于位于旋转过滤器上和内的过滤溶液，去除空气污染物和/或调节空气湿度。在一些实施例中，可透气旋转过滤器的旋转速度不超过每分钟2转(rpm)。在一些实施例中，通过旋转过滤器的空气流量约为1m/s。
在一些实施例中，该设备还包括可旋转的框架，旋转过滤器与该框架连通，其中所述框架包括一个或多个桶。在这样的实施例中，框架以及由此旋转过滤器被旋转，并且桶接触和收集一些过滤溶液。当框架继续旋转时，过滤溶液沉积在旋转过滤器上，并且分散通过旋转过滤器的内部。
在一些实施例中，该方法是加湿空气的方法。在备选的实施例中，该方法是净化空气的方法。在一些实施例中，该方法是净化和加湿空气的方法。在一些实施例中，空气净化和加湿基本上是同时的。
参考下文描述的实施例，本发明的这些方面和其它方面将变得显而易见并被阐明。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1示出了根据本发明的设备的一个实施例的示意图。
图2示出了根据本发明的设备的一个实施例的示意图。
图3a示出了根据本发明的一个实施例的可透气旋转过滤器。
图3b示出了根据本发明的一个实施例的可透气旋转过滤器的示意性横截面视图。
图4示出了根据本发明的设备的第一实施例的示意图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的设备的横截面视图。
图6示出了根据本发明的一个实施例的设备的横截面视图。
图7示出了包括本发明实施例的器具的示意图。
具体实施方式
在整个说明书中参考“过滤溶液”。这是一种可用于润湿化学吸附过滤器的溶液。通过润湿过滤器，即使在环境相对湿度较低的情况下，也能确保从空气中以高性能化学吸附污染气体。
本发明有利地将化学吸附的特征与使用被润湿的可透气旋转过滤器相结合，从而提供一种能够净化空气并且调节空气的相对湿度的设备。
可透气旋转过滤器的润湿是通过旋转过滤器的旋转而将过滤溶液沉积在可透气旋转过滤器上，然后使过滤溶液穿过可透气旋转过滤器有效地分散来实现的。在一些实施例中，被沉积的过滤溶液基本上分散遍及可透气旋转过滤器的整个体积。该润湿系统允许该设备即使在低环境相对湿度的条件下也能实现从空气高性能化学吸附污染气体。
可以部分地通过控制旋转过滤器的旋转速度来控制旋转过滤器的润湿程度。
当空气特别干燥时，通过增加旋转过滤器的旋转速度可以增加空气加湿和空气净化的速率。这增加了旋转过滤器润湿的速率，从而增加了从过滤器到空气中的水分蒸发速率。
在高的相对环境湿度的条件下，可透气旋转过滤器的润湿可以通过终止可透气过滤器的旋转而终止。由风扇产生的通过旋转过滤器的气流然后可以继续，并且过滤器由此干燥。旋转过滤器的干燥停止空气加湿，而能够吸收环境污染气体的化学物质被保留在旋转过滤器内，从而保持设备的空气净化功能。
当不需要空气加湿也不需要空气净化时，由风扇产生的通过过滤器的气流和可透气旋转过滤器的旋转都终止。
在优选实施例中，过滤器的旋转速度取决于环境相对湿度。
本发明不需要用户频繁且昂贵的过滤器更换，而是需要用户仅定期更新或更换过滤溶液。本发明还消除了用于将过滤溶液输送到过滤器的泵的需要。
旋转过滤器可以由任何合适的构造或结构制成。有利的是，旋转过滤器以这样的方式构造，使得旋转过滤器提供与空气的大接触表面积，而当风扇使气流通过过滤器时仅引起相对较低的压降。例如，如图3a和3b所示，旋转过滤器可以具有带有用于空气通过的多个平行开放通道的蜂窝结构或折纹结构。图3b显示了旋转过滤器中的开放通道(1a)和折纹(1b)。旋转过滤器可以具有至少0.1m2，至少0.2m2、至少0.3m2或至少0.4m2的表面积。
在优选实施例中，旋转过滤器的空气通道或其他增大表面积的特征的孔直径在0.2mm和5mm之间，更优选在0.3mm和3mm之间，甚至更优选在0.4mm和2.5mm之间，并且最优选在0.5mm和2mm之间。
在优选实施例中，空气通道基本上是直的。
在优选实施例中，空气通道具有至少10mm的长度。当空气流通过过滤器以吸附空气污染物时，这有助于确保空气在通道内足够长的停留时间。需要至少5-10ms的停留时间才能实现令人满意的空气净化和/或空气加湿程度。在空气在旋转过滤器的空气通道中的停留时间期间，通过污染气体向空气通道壁的扩散传输发生空气清洁，其中气体与空气通道壁中所包含的化学吸附物质反应。同时，空气加湿通过水分从湿空气通道壁到空气中的扩散传输而发生。空气通道长度基本上对应于过滤器厚度。
旋转过滤器可以由任何合适的材料制成。有利的是，旋转过滤器包括一种或多种亲水材料，例如陶瓷、亲水聚合物材料、亲水纤维材料或亲水纸。通过在过滤器结构中包含亲水材料，可以实现被沉积的过滤溶液在旋转过滤器上的快速分散。另外，通过毛细管作用力、水合作用力和重力驱动，在整个过滤器结构上促进了被沉积的过滤溶液在旋转过滤器上的快速分散。
在优选实施例中，空气通道的壁包括亲水材料，亲水材料能够透过过滤溶液但是基本不能透过空气。以这种方式，过滤溶液可以方便地被吸入到并且容纳到多孔亲水空气通道壁内，从而变得直接地且紧密地暴露于通过空气通道的空气。旋转过滤器结构中的通道壁的紧密暴露和总体大表面积有助于水分从通道壁中的过滤溶液快速转移到空气中。同时，实现将污染气体从空气非常有效地转移到通道壁中的吸附气体的过滤溶液。这导致空气加湿和/或空气清洁的高效速率。
图3a所示的可透气旋转过滤器是PET和人造丝的褶皱结构。
过滤溶液可以包含适于使用在空气净化或空气加湿系统中的任何试剂。在一些实施例中，过滤溶液可以是水溶液。在一些实施例中，过滤溶液可以是水。在一些实施例中，过滤溶液的组成可针对特定的污染物进行调整，例如酸性气态污染物或挥发性有机化合物，例如甲醛、苯、二氯甲烷。例如，含水碱性过滤溶液(例如包含(碳酸氢)碳酸盐(例如NaHCO3、KHCO3、K2CO3)或氢氧化物盐(例如KOH、NaOH)的水溶液)将有助于有效清洁来自酸性气体污染物(如SO2)和羧酸(如乙酸和甲酸)的空气。备选地，旨在从大气中除去甲醛的过滤溶液可以包括烷醇胺(如三羟甲基氨基甲烷)，要么单独要么与碳酸氢盐(如KHCO3)和保湿剂(如甲酸钾)结合。优选地，过滤溶液中三羟甲基-氨基甲烷的量不超过25％w/w。优选地，过滤溶液中的碳酸氢钾的量不超过15％w/w。
在一些实施例中，例如由于溶液中本身防止微生物的生长和存活的盐的浓度水平，过滤溶液也可以具有消毒性质。在备选的实施例中，可以将一种或多种消毒剂添加到过滤溶液中。可以使用适用于空气净化系统或空气加湿器的消毒剂，并且消毒剂包括诸如蜂胶和氟化物的试剂。过滤溶液中的消毒剂的存在赋予了与过滤溶液接触的设备(包括可透气旋转过滤器)的特征不会成为微生物来源的优点。这可能有助于灭活(尤其是)与该设备相关的微生物。
在一些实施例中，该设备被提供为器具，其中该设备位于包括用于激活和停用该设备的装置的壳体内。在一些实施例中，器具或壳体设置有用户接口，以允许选择期望的功能(空气净化和加湿；仅空气净化；仅空气加湿或根据环境RH值选择功能)。在一些实施例中，期望功能的选择由例如由用户所控制的应用程序来完成。例如，在用户的智能手机上运行的应用程序。
在一些实施例中，设备或器具还包括用户提醒机制，诸如设备上或者其中插入有或装入有设备的任何壳体上的灯的照明，或者声音的激活，或者在用户的智能手机上运行的应用程序内的警报的激活，以便向用户指示何时补充罐或更新过滤溶液。在一些实施例中，这可以通过传感器和算法实现，例如通过适当编程的计算机提供。
在一些实施例中，该设备可以基本上仅用作空气加湿器。为了仅将设备作为加湿器进行操作，需要通过保持旋转过滤器的旋转而保持旋转过滤器在湿润状态中，从而利用来自贮存器的过滤溶液保持旋转过滤器的润湿。过滤溶液包含水，并且在一些实施例中，可以包含一种或多种用于去除气态污染物的试剂。在一些实施例中，借助于湿度传感器来控制风扇速度和旋转过滤器旋转速度，该湿度传感器使用设定点环境相对湿度水平RHmax和RHmin。在优选实施例中，所测量的RH≥RHmax触发器具停止旋转过滤器的旋转和被风扇驱动的气流。这停止了利用过滤溶液润湿旋转过滤器，基本上阻止了水分从过滤器转移到环境空气中，并且因此禁止进一步的空气加湿。在优选实施例中，所测量的RH≤RHmin触发器具启动旋转过滤器的旋转并且激活经由风扇通过旋转过滤器的气流。这使得能够利用水润湿旋转过滤器，使水分能够从过滤器转移到通过过滤器的气流中，从而实现空气加湿。设定点RH水平的优选值是RHmin＝35％和RHmax＝65％。在需要时提醒用户向贮存器添加水。
在一些实施例中，器具被设定为使得在环境RH范围RHmin<RH<RHmax内不需要空气加湿。风扇和过滤器旋转马达都可以在后者的RH范围内保持关闭。
通过使可透气旋转过滤器的旋转速度取决于环境相对湿度，可以将所蒸发的水分量和蒸发速率调节到环境相对湿度。具体而言，当相对湿度超过最大设定点水平RHmax时，通过停止旋转来终止利用过滤溶液润湿旋转过滤器。这很快导致旋转过滤器的干燥，这结束了空气加湿(即使当通过旋转过滤器的气流继续时)并且防止出现令人不舒服的高环境相对湿度水平。当环境相对湿度低于最小设定点RHmin时，通过开始旋转过滤器的旋转并因此润湿旋转过滤器，仅当需要防止空气变得太干时才开始空气加湿。当环境相对湿度远低于RHmin时，可以增加旋转速度并由此增加过滤器润湿速率以增加空气加湿速率。
在备选的实施例中，该设备可以基本上仅用作空气净化器。为了仅将设备作为净化器运行，不管环境RH水平如何，都通过风扇的启动使空气连续通过可透气旋转过滤器。在这样的实施例中，旋转过滤器的旋转周期性地发生，例如每天仅仅持续几分钟(例如，少于10、8、5、3、2或1分钟)，以便短暂地利用过滤溶液周期性地润湿旋转过滤器，从而确保旋转过滤器上和旋转过滤器内部的过滤溶液中的初始溶解的化学物质的及时替换/再生。一旦旋转过滤器的旋转停止，该设备仅作为空气净化装置运行，因为风扇使空气通过旋转过滤器，并且来自位于旋转过滤器内的过滤溶液的水蒸发，直到过滤器干燥，从而仅将最初溶解的化学物质留在旋转过滤器内。过滤器内的化学物质继续化学吸附气流中的气态污染物。在空气净化模式中，风扇的开/关和速度设置可以通过来自传感器的反馈来控制，该传感器能够在空气中测量可被过滤溶液中的活性化学物质吸附的气态污染物的浓度。通过提醒机制提醒用户定期在贮存器中添加过滤溶液和/或水。
为了充当空气加湿器和空气净化器，通过例如来自湿度传感器和气态污染物传感器的反馈来控制风扇的设置和过滤器旋转速度。在优选实施例中，该设备被设置成保持约RH 50％的大气湿度水平，因为如上所述，化学吸附过滤器的性能可以显著受到相对湿度的影响，并且保持约50％的环境湿度水平确保有效吸附诸如甲醛的污染物。因此，根据RH和环境空气中的气态污染物浓度的测量值，激活设备对空气加湿和空气净化两者的功能。
来自空气的污染物的单程去除效率(即，当空气一次通过过滤器时所完成的污染物去除百分比)取决于参数，例如通过可透气旋转过滤器的空气流速，旋转过滤器设计参数和过滤溶液的浓度。通常，空气/过滤器接触表面越高，单程去除效率越高。例如，如果空气流量约为1m/s，过滤器表面>0.1m2且有机胺溶液浓度约为20％w/w，则对于甲醛去除，单程效率可以高达70％至90％。任何参数的改变都会导致去除效率的改变。
例如，当使用由类似亲水纸的材料构成的旋转折纹过滤器时，其中空气通道的直径是0.5mm至2mm，并且长度≥10mm；折纹间距≥3mm；并且空气通道壁厚度≤1mm，并且当多孔空气通道壁包含其中三羟甲基氨基甲烷以≥5％w/w浓度溶解的过滤溶液时，利用在过滤器表面处的表观空气速度vs≤1m/s可以实现超过90％的单程甲醛去除效率。
在优选实施例中，可透气旋转过滤器的旋转速度是这样的，即避免了旋转过滤器的可透气部件(例如，空气通道)的溢流，同时旋转过滤器在框架旋转期间的所有位置中都保持湿润，从而避免旋转过滤器的局部干燥和因此避免局部积聚(例如盐)。发现这可以利用旋转过滤器通过使旋转过滤器的旋转速度限制在2rpm或以下而处理0.1m2的表面积来实现，在环境空气的RH增加时旋转速度降低。在备选的实施例中，旋转过滤器的旋转速度可以通过占空比来控制和调整，其中旋转过滤器旋转/润湿的短周期被较长的周期分离，在较长的周期中旋转过滤器不发生旋转并且其中允许过量的过滤溶液从旋转过滤器排回到贮存器或托盘中，并且其中来自过滤器内的剩余过滤溶液的水分蒸发到通过过滤器的空气中。
如上所述，在一些实施例中，设备和/或器具包括用户提醒机制，以便向用户指示何时补充罐或更新过滤溶液。在一些实施例中，提醒可以涉及自从上次更新过滤溶液以来已经通过过滤器的空气的总体积。很容易在设定的时间段期间从设备的空气流量设置中获得在设定的时间段期间通过过滤器的总共转移的空气体积。当总共转移的空气体积超过预设水平时，因此激活提醒机制，以向用户发出信号，要利用新鲜过滤溶液替换过滤溶液。在备选的实施例中，该设备可以包括甲醛气体传感器，如果在环境空气中的甲醛水平高于预设水平，甲醛气体传感器激活使旋转过滤器旋转从而润湿旋转过滤器的机构。如果由传感器记录的甲醛浓度保持高于预设水平，则传感器激活提醒机制，警告用户过滤溶液需要更换。备选地，这种提醒可以包括用于检测过滤溶液何时低于预设水平的机构。例如，提醒机制可以是安装在浮子中、在贮存器或托盘中的磁体。当过滤溶液的液位下降时，浮子的位置也下降，当过滤溶液达到预设液位时，磁体向簧片开关发出信号。簧片开关然后例如通过由适当编程的计算机提供的算法与控制系统通信，以向用户发出警报信号。
图1示出了根据本发明的设备的第一实施例的示意图。该设备包括容纳在框架2内的可透气旋转过滤器1，框架包括一个或多个桶3、罐4和托盘5。过滤溶液位于托盘5中，并且通过无源液位控制阀6由罐4中的过滤溶液补充。箭头表示在使用中的旋转过滤器的旋转。
这里所使用的术语“桶”表示任何装置，其适于从贮存器中收集过滤溶液、将过滤溶液输送超过框架的至少最低点并且将过滤溶液基本上沉积到旋转过滤器上或基本上沉积在旋转过滤器内。
如图2所示，可从托盘5拆卸罐4。有利的是，旋转过滤器1定位在托盘5上方适当的高度处，使得框架2上的桶3在它们旋转到底部位置时舀起一定体积的过滤溶液。随着桶3旋转到顶部位置，过滤溶液沉积到旋转过滤器1上。
在一些实施例中，该设备还包括一个或多个肋，如图4-6中的特征7所示。有利的是，所述肋阻塞可透气旋转过滤器周围的区域，否则空气流将通过所述区域泄漏而不是通过旋转过滤器(在图5和6中以虚线示出)。由于空气通过预期路径(即通过过滤器)的流动被改善，空气流泄漏的减少通常导致改善的空气加湿和净化性能。
如图4所示，在设备使用在加湿模式期间，框架2旋转，导致桶3旋转并且因此接触托盘5中的过滤溶液。随着框架的旋转继续，过滤溶液被舀入桶3中并且运输。当框架2旋转时，过滤溶液沉积在可透气旋转过滤器1上，由此润湿可透气旋转过滤器1。任何多余的过滤溶液流过旋转过滤器结构并且最终排回到托盘5中。当环境空气通过旋转过滤器时，污染物与位于旋转过滤器上和内的过滤溶液发生反应，并且被从空气去除。
图5和图6示出了马达8、风扇转子9、风扇蜗壳10和其中可以设置旋转过滤器(例如传统的可透气褶皱过滤器或折纹过滤器)的区域11。
图7示出包括根据本发明的设备的实施例的器具，器具包括空气入口12、器具13的后盖、可选的Hepa过滤器14、旋转过滤器1、罐4、托盘5、风扇转子9、风扇蜗壳10、空气出口15和器具16的前盖。众所周知地，Hepa是高效颗粒捕获/空气的缩写，见https：// en.wikipedia.org/wiki/HEPA。
应该注意的是，本文使用的术语“加湿和/或净化”和“使加湿和/或净化”是指以下过程：仅净化；仅加湿；或者净化和加湿。
应该注意的是，缩写“w/w％”在此用于表示重量/重量百分比。
如上所述的实施例仅是说明性的，并且不意图限制本发明的技术途径。虽然具体参照优选的实施例说明本发明，但是本领域技术人员会理解的是，本发明的技术途径能够被修改或者等同替代，而不从也落入到本发明的权利要求的保护范围中的本发明的技术途径的精神和范围偏离。在权利要求中，词语“包括”不排除其它的元件或步骤，并且不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制了范围。

Claims (15)

1.一种用于加湿和/或净化空气的设备，包括：
贮存器(4、5)，容纳过滤溶液；
旋转过滤器(1)，包括允许气流通过的透气结构和适于吸附气流中的污染物的化学吸附材料，其中所述旋转过滤器(1)能够相对于所述贮存器(4、5)旋转以使得所述化学吸附材料能够被所述过滤溶液润湿，以及
用于使得空气通过所述旋转过滤器(1)的风扇(9、10)，
其中所述风扇(9、10)的设置和所述旋转过滤器(1)的旋转速度进一步受来自气态污染物传感器的反馈控制；
其中所述旋转过滤器(1)的旋转速度还受来自湿度传感器的反馈控制。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述旋转过滤器(1)包括一种或多种亲水材料。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述旋转过滤器(1)包括陶瓷、亲水聚合物材料、亲水纤维材料或亲水纸中的一种或多种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述旋转过滤器(1)与空气具有至少0.1m2的表面积。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述旋转过滤器(1)具有折纹结构或蜂窝结构，并且其中所述折纹结构或蜂窝结构包括多个开放通道。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述开放通道具有至少10mm的长度和/或在0.5mm至2mm之间的孔直径。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其中所述开放通道的壁能够透过过滤溶液并且厚度不超过1mm。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，如果由所述气态污染物传感器感测到的气态污染物的水平高于预设水平，则所述旋转过滤器(1)受控制而旋转。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括用于指示何时重新填充所述贮存器(4、5)的用户提醒机制，并且其中，当由所述气态污染物传感器感测到的气态污染物高于预设水平达预设时间量时，所述用户提醒机制被激活。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述旋转过滤器是化学吸附过滤器。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其中当从所述湿度传感器接收到的环境相对湿度水平低于预定湿度值时，所述旋转过滤器(1)受控制而旋转，并且所述风扇(9、10)受控制而产生气流。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其中当从所述湿度传感器接收到的环境相对湿度水平高于预定湿度值并且当从所述气态污染物传感器接收到的气态污染物浓度水平高于预定气态污染物水平时，所述旋转过滤器(1)受控制而间歇地旋转，并且所述风扇(9、10)受控制而连续地产生气流。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，
其中当从所述湿度传感器接收到的环境相对湿度水平高于预定湿度值并且当从气态污染物传感器接收到的气态污染物浓度水平低于预定气体污染物水平时，所述旋转过滤器(1)和所述风扇(9、10)的旋转受控制而被停用。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述旋转过滤器(1)部分地位于所述贮存器(4、5)中。
15.一种净化和/或加湿空气的方法，所述方法包括：
使得旋转过滤器(1)旋转，从而将过滤溶液沉积到所述旋转过滤器上并且使沉积的过滤溶液分散通过所述旋转过滤器的内部；
使空气通过所述旋转过滤器(1)；并且
根据环境相对湿度控制所述旋转过滤器(1)的旋转速度和通过所述旋转过滤器(1)的空气流量；
其特征在于：
所述旋转过滤器(1)的旋转速度和通过所述旋转过滤器(1)的空气流量的控制进一步取决于所述环境空气中的气态污染物浓度。
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