DE102020123697A1

DE102020123697A1 - Luftreinigungsvorrichtung zum Filtern von Raumluft

Info

Publication number: DE102020123697A1
Application number: DE102020123697.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-03-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftreinigungsvorrichtung (10) zur Reinigung von Raumluft, umfassend eine Luftfördereinrichtung (5) zum Ansaugen der zu reinigenden Raumluft in ein Gehäuse (1) der Luftreinigungsvorrichtung (10) sowie eine Mehrzahl von mit der angesaugten Raumluft beaufschlagbaren Filtereinrichtungen (7,9,11,12,14) wobei eine Neutralisationsvorrichtung (13) zur Neutralisation von Krankheitserregern vorhanden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftreinigungsvorrichtung zum Filtern von Raumluft.
In jüngerer Zeit ist aufgrund des vermehrten Auftretens von über Aerosole übertragbaren Krankheitserregern ein erheblicher Bedarf an Vorrichtungen zur Reinigung von Raumluft entstanden. Derartige Vorrichtungen wälzen üblicherweise Raumluft um, indem sie diese über in einem Gehäuse angeordnete Filter leiten, wodurch Partikel und Schwebstoffe in der Luft ausgefiltert werden. Konventionelle Luftreinigungsvorrichtungen sind jedoch nicht in optimaler Weise zur Entfernung und Neutralisierung insbesondere von Viren aus der Raumluft geeignet. Insbesondere nach einer bestimmten Einsatzzeit entsteht die Gefahr, das Viren von den Filtern nicht mehr hinreichend aufgenommen sondern durchgelassen bzw. bereits in den Filtern gebundene Viren oder andere Krankheitserreger sogar freigesetzt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Luftreinigungsvorrichtung anzugeben, die eine zuverlässige Neutralisierung von Krankheitserregern auch nach längeren Einsatzzeiten gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Eine erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung zur Reinigung von Raumluft umfasst eine Luftfördereinrichtung zum Ansaugen der zu reinigenden Raumluft in ein Gehäuse der Luftreinigungsvorrichtung und eine Mehrzahl von mit der angesaugten Raumluft beaufschlagbaren Filtereinrichtungen. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung eine Neutralisationsvorrichtung zur Neutralisation von Krankheitserregern, welche insbesondere zur Einwirkung auf mindestens eine Filtereinrichtung eingerichtet sein kann.
Die Neutralisationsvorrichtung kann beispielsweise ein Heizelement oder eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung, insbesondere für kurzwellige Strahlung von weniger als 280nm Wellenlänge, sogenannte UV-C Strahlung, umfassen.
Durch die Neutralisationsvorrichtung wird erreicht, dass infektiöses Material, welches sich während des Betriebes in einer Filtereinrichtung ansammelt, zuverlässig neutralisiert wird.
Die Neutralisationsvorrichtung muss nicht zwingend auf eine Filtereinrichtung einwirken. Es ist ebenso denkbar, dass die Neutralisationsvorrichtung auf einen Luftstrom oder sogar auf ein temporär gespeichertes und gegebenenfalls verdichtetes Luftvolumen einwirkt. In diesem Fall könnte eine bessere zeitliche Kontrolle der Einwirkung der Neutralisationsvorrichtung erreicht werden.
Der Betrieb der Neutralisationsvorrichtung kann in Intervallen (beispielsweise im Zuge einer Abschaltung eines Gerätes oder nach vordefinierten Intervallen) erfolgen. Es ist ebenso denkbar, dass das die Neutralisationsvorrichtung dazu eingerichtet ist, dauerhaft betrieben zu werden.
In diesem Fall wird die Effektivität der Luftreinigungsvorrichtung weiter erhöht. Prinzipiell lässt sich auf diese Weise bei einer geeigneten Temperaturwahl und der Verwendung eines Heizelementes als auch eine Raumheizung realisieren, was insbesondere während der Wintermonate, in denen das Lüften von Räumen ohnehin erschwert ist, einen erheblichen Zusatznutzen bietet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine der Filtereinrichtungen als Filter der Klasse H14, insbesondere als Kassettenfilter ausgebildet.
Da üblicherweise der Filter der Klasse H14 besonders mit infektiösem Material beaufschlagt ist, ist es von Vorteil, wenn das Heizelement dazu eingerichtet ist, den Filter der Klasse H14 zu erhitzen.
Weiterhin kann im Luftstrom nach dem Filter der Klasse H14 eine Nachfiltermatte angeordnet sein, welche insbesondere metallische Bestandteile aufweisen kann.
Dabei können die metallischen Bestandteile Silberpartikel umfassen; in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können Mittel zu einer elektrischen Aufladung der Nachfiltermatte vorhanden sein.
Dadurch, dass ein Sensor zur Bestimmung der Raumluftqualität vorhanden ist, kann eine automatisierte Steuerung/Regelung der erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung ermöglicht werden. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen CO2-Sensor handeln.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur näher erläutert.
1 zeigt in einer halbtransparenten Ansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Luftreinigungsvorrichtung 10.
Die Luftreinigungsvorrichtung 10 umfasst dabei ein auf vier brems- und drehbaren Rollen 3 angeordnetes Gehäuse 1, in bzw. an welchem die weiteren Komponenten der Luftreinigungsvorrichtung 10 angeordnet sind. Das Gehäuse kann schallisoliert aus Metall oder einem Kunststoff ausgebildet sein. Dabei können alle Rollen 3 als Lenkrollen ausgebildet sein, von denen zwei mit einer Stopp-Fix-Funktion versehen sind.
Das Gehäuse 1 weist in seinem unteren Bereich schlitzförmig ausgebildete Ansaugöffnungen 4 auf, durch welche die zu reinigende Luft mittels einer Luftfördereinrichtung in Form eines mit einem Prallblech 6 ausgestatteten Ventilators 5 über eine erste als Vorfilter 7 ausgebildete Filtereinrichtung angesaugt wird.
Die Ansaugöffnungen 4 sind im gezeigten Beispiel umlaufend um den gesamten Umfang des Gehäuses 1 angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Ansaugung im Raum zu ermöglichen. Es ist jedoch auch denkbar, einzelne Seiten zu verschließen, um beispielsweise bei einer Aufstellung der Luftreinigungsvorrichtung 10 an einer Wand oder in einer Ecke ein optimales Ansaugergebnis zu erreichen.
Weiterhin ist im unteren Außenbereich des Gehäuses ein CO2-Sensor 8 zur Auswertung der Luftqualität angeordnet. Die Anordnung des Sensors 8 im unteren Bereich ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil sich eine erhöhte CO2-Konzentration in der Raumluft aufgrund der Schwere des Gases zuerst im bodennahen Bereich bemerkbar macht. Selbstverständlich sind auch andere Einbaupositionen des CO2-Sensors 8 denkbar. Der Sensor 8 ermöglicht insbesondere einen automatischen Betrieb der Luftreinigungsvorrichtung auf Basis des CO2-Gehaltes der Raumluft und der üblicherweise damit korrelierten Aerosolbelastung.
Bei dem Vorfilter 7 kann es sich insbesondere um einer Vorfilter der Kategorie G4 zur Abscheidung von Partikeln > 10 µm z.B. Sporen, Pollen, Fasern, Flusen o. Ä. handeln.
Der Ventilator 5 kann beispielsweise als regelbarer Energiespar-Ventilator (IE5) mit EC-Technologie ausgeführt sein. Mittels des Ventilators 5 kann sich insbesondere ein Volumenstrom im Bereich von 3.000 m³/h erreichen lassen.
Im weiteren Verlauf passiert der Luftstrom eine als Heizelement 13 ausgebildete Neutralisationsvorrichtung zur Virenabtötung mit einem in der Figur nicht dargestellten Thermofühler zur Temperaturüberwachung. Dabei kann das Heizelement 13 auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein. Im gezeigten Beispiel ist das Heizelement 13 als Vorrichtung zur Erhitzung des Luftstroms ausgeführt, so dass die erhitzte Luft bei ihrem Durchtritt durch die nachfolgenden Komponenten der Vorrichtung, insbesondere Filtereinrichtungen, die dort eventuell vorhandenen Keime abtötet. Diese Variante hat den Vorteil, dass die erhitzte Luft auch im weiteren Verlauf des Luftstroms durch die Luftreinigungsvorrichtung ihre antiseptische Wirkung entfaltet. Ein sicheres Neutralisieren von Viren kann durch Heiztemperaturen bis 100°C erreicht werden.
Im weiteren Verlauf des zu reinigenden Luftstroms folgt im gezeigten Beispiel nach dem Heizelement 13 eine weitere als Feinstaub-Vorfilter 9 ausgebildete Filtereinrichtung, insbesondere der Kategorie F7 zur Filterung von Bakterien und einer Vielzahl von Keimen. Der Feinstaub-Vorfilter 9 kann dabei als Kassettenfilter für Partikel > 1 - 10 µm ausgelegt sein.
Nach dem Feinstaub-Vorfilter 9 passiert der Luftstrom eine als Hochleistungsfilter 11 ausgebildete Filtereinrichtung, die beispielsweise als H-14-HEPA-Kassettenfilter für Partikel >0,01 µm mit einem Abscheidegrad von >99,995 % für Viren (Corona u.a.) ausgebildet sein kann. An den Hochleistungsfilter kann sich insbesondere ein Aktivkohlefilter 12 als Filtereinrichtung zur Reduzierung der Geruchsstoffe und für Partikel >0,1 µm anschließen; er kann auch im Luftstrom vor dem Hochleistungsfilter angeordnet sein. Im gezeigten Beispiel liegt der Aktivkohlefilter 12 als Filtermatte auf dem Hochleistungsfilter 11 auf.
In einer nicht dargestellten Variante der Erfindung können Filtereinrichtungen der Vorrichtung, insbesondere der Hochleistungsfilter 11 beispielsweise mittels einer Widerstands- oder Strahlungsheizung direkt beheizbar sein.
Im weiteren Verlauf wird der bereits weitgehend gereinigte Luftstrom über eine letzte Filtereinrichtung in Forme einer Nachfiltermatte 14 mit einer antiviral und antibakteriell wirkenden Mikrosilberbeschichtung geleitet, wodurch eventuell noch vorhandene Restanteile infektiösen Materials unschädlich gemacht werden. Es ist insbesondere auch denkbar, die Nachfiltermatte 14 mittels statischer Elektrizität aufzuladen. Versuche haben gezeigt, dass Viren, insbesondere Coronaviren, ausgesprochen empfindlich auf statische Elektrizität reagieren.
Nach der Nachfiltermatte 14 verlässt der nun vollständig gereinigte Luftstrom über Luftaustrittsbleche 15 mit geeignet geformten in der Figur nicht gesondert bezeichneten Schlitzen die Luftreinigungsvorrichtung 10. Unterschiedliche Optionen zur Luftverteilung können beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Schlitze verstellbar ausgeführt sind; ebenso können die Luftaustrittsbleche 15 wechselbar ausgeführt sein. Weiterhin kann die gereinigte Luft die Luftreinigungsvorrichtung über einen Stutzen verlassen, der seinerseits im Ansaugbereich einer Abluftanlage münden kann.
Ebenfalls an der Außenseite des Gehäuses 1 ist ein Bedienfeld 16, beispielsweise mit einer Logik-Effizienz-Steuerung mit Automatik-und Handmodus -Display zur vereinfachten Menüführung angeordnet.
Im Automatikmodus wird die Absaugleistung des Gerätes über den CO2-Wert im Raum geregelt. Sind mehrere Personen im Raum, steigt der CO2 Wert und gleichzeitig die Aerosolbelastung. Das Gerät erkennt dies und passt die Leistung des Gerätes automatisch nach oben an. Sinkt die CO2 Belastung und ist die Aerosolbelastung wieder auf nicht infektiösem Niveau, saugt das Gerät wieder mit einer geringeren Luftleistung.
Zusätzlich kann über ein Zeitprogramm der Start und das Ende von z.B. Arbeitszeit oder Unterricht eingestellt werden. Das Gerät beginnt dann automatisch vorher den Raum zu reinigen, so dass bei Beginn reine Luft herrscht.
Zu jedem Zeitpunkt kann weiterhin die Grundleistung angepasst werden.
Der manuelle Modus wird im Menü angewählt und über das Einschalten des Gerätes gestartet. Die Leistung des Gerätes ist hierbei auf die Raumgröße angepasst. So können beispielsweise 4 vorprogrammierte Leistungsstufen direkt angewählt werden.
Mittels der Zeitregelung kann das Gerät alternativ automatisch gestartet werden und schaltet sich auch bei Arbeitsende bzw. nach der Nutzung des entsprechenden Raumes wieder automatisch ab.
Insbesondere kann nach jedem Abschalten das Gerät automatisch in den Filterreinigungsmodus über. Der kontaminierte Filter wird dabei über mehrere Minuten auf > 80°C erhitzt, wodurch Viren oder andere Keime inaktiviert werden.
Durch die 5-Stufen-Filtration mit Grob-und Vorfilter, einem Hochleistungs HEPA H-14-Filter, dem Aktivkohlemodul und einer Mikrosilber-Nachfiltermatte wird die Luft nicht nur von über 99,995% aller Viren, Bakterien, Pollen usw. gereinigt sondern zusätzlich die Geruchsstoffe reduziert. Durch die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung lässt sich eine 99,995 % Filtration von Raumluft erreichen. Um Viren, Bakterien, Pollen, Sporen, Keime und andere gesundheitsgefährdende Partikel sicher zu filtern, können insbesondere geprüfte Filter nach Norm EN 1822 eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

10: Luftreinigungsgerät
1: Gehäuse
3: Rolle
4: Schlitz
5: Ventilator
6: Prallblech
7: Vorfilter
8: CO2-Sensor
9: Feinstaub-Vorfilter
11: Hochleistungsfilter
12: Aktivkohlefilter
13: Heizelement
14: Nachfiltermatte
15: Luftaustrittsblech
16: Bedienfeld

Claims

Luftreinigungsvorrichtung (10) zur Reinigung von Raumluft, umfassend - eine Luftfördereinrichtung (5) zum Ansaugen der zu reinigenden Raumluft in ein Gehäuse (1) der Luftreinigungsvorrichtung (10) - eine Mehrzahl von mit der angesaugten Raumluft beaufschlagbaren Filtereinrichtungen (7,9,11,12,14), dadurch gekennzeichnet, dass eine Neutralisationsvorrichtung (13) zur Neutralisation von Krankheitserregern vorhanden ist.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisationsvorrichtung (13) zur Einwirkung auf mindestens eine Filtereinrichtung (7,9,11,12,14) eingerichtet ist.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisationsvorrichtung (13) dazu eingerichtet ist, dauerhaft betrieben zu werden.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisationsvorrichtung (13) ein Heizelement umfasst.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisationsvorrichtung (13) eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung umfasst.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung eine Wellenlänge im Bereich von weniger als 280nm besitzt.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Filtereinrichtungen (11) als Filter der Klasse H14 ausgebildet ist.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (11) der Klasse H14 als Kassettenfilter ausgebildet ist.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Neutralisationselement (13) dazu eingerichtet ist, auf den Filter (11) der Klasse H14 einzuwirken.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftstrom nach dem Filter (11) der Klasse H14 eine Nachfiltermatte (14) angeordnet ist.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachfiltermatte (14) metallische Bestandteile aufweist.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Bestandteile Silberpartikel umfassen.
Luftreinigungsvorrichtung (10) einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zu einer elektrischen Aufladung der Nachfiltermatte (14) vorhanden sind.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (8) zur Bestimmung der Raumluftqualität vorhanden ist.
Luftreinigungsvorrichtung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Sensor (8) um einen CO2-Sensor handelt.