DE102020207307A1

DE102020207307A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Luft eines Innenraumes

Info

Publication number: DE102020207307A1
Application number: DE102020207307.4A
Authority: DE
Inventors: Roland Penner; Fehime Demir; Oliver Cassebaum
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2021-12-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Reinigung von Luft eines Innenraums, die einen Filter zur Filterung von Schadstoffen aus der Luft umfasst. Ferner umfasst die Vorrichtung (10) eine Anpassungseinheit (12) zur Anpassung eines Parameters des Filters (11) und/oder eines Parameters einer unmittelbaren Umgebung des Filters (11) und eine Steuereinheit (13) zur Steuerung und/oder Regelung des Parameters des Filters und/oder des Parameters der unmittelbaren Umgebung des Filters (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Reinigung eines Innenraumes nach den unabhängigen Ansprüchen.
Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung von Luftfiltern zur Reduzierung der Schadstoffbelastung von Innenräumen bekannt. So offenbart die WO 2015/091822 A1 beispielsweise ein entsprechendes Filtermedium.
Allerdings ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt, die Temperaturabhängigkeit des Filters zur Effizienzsteigerung des Reinigungsprozesses auszunutzen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft eines Innenraumes derart zu verbessern, dass deren Effizienz gesteigert wird.
Gelöst wird die vorgenannte Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Reinigung von Luft eines Innenraumes, wobei die Vorrichtung einen Filter zur Filterung von Schadstoffen und Gerüchen aus der Luft umfasst.
Bei dem Innenraum handelt es sich insbesondere um den Innenraum eines Gebäudes oder eines Raumes. Ferner bevorzugt kann es sich bei dem Innenraum um den Innenraum eines Fahrzeuges, insbesondere um einen Personenkraftwagen, handeln.
Bei dem Filter handelt es sich vorzugsweise um einen Schadstofffilter, insbesondere einen Gasfilter. Der Filter dient insbesondere dazu, Schadstoffe und Gerüche aus der Luft herauszufiltern. Dies kann insbesondere durch Absorption oder Desorption der Schadstoffe im Filter geschehen. Bei dem Filter kann es sich um einen Hauptstromfilter oder einen Umluftfilter handeln. Der Filter kann ferner einen Teil einer Klimaanlage, insbesondere des HVAC (Heating, Ventilating Air Conditioning) sein oder separat zur Klimaanlage ausgebildet sein.
Die Vorrichtung weist eine Anpassungseinheit zur Anpassung eines Parameters, insbesondere einer Temperatur, des Filters und/oder eines Parameters, insbesondere einer Temperatur, einer unmittelbaren Umgebung des Filters auf, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit zur, insbesondere bedarfsgerechten, Steuerung und/oder Regelung des Parameters, insbesondere der Temperatur, des Filters und/oder des Parameters, insbesondere der Temperatur, der unmittelbaren Umgebung des Filters umfasst. Unter einer bedarfsgerechten Steuerung und/oder einer bedarfsgerechten Regelung ist insbesondere eine Anpassung an die Effizienz des Filters in Abhängigkeit vom Parameter, insbesondere die Temperatureffizienz, des Filters zu verstehen. In anderen Worten wird der Filter und/oder die Umgebung auf einen Wert des Parameters, insbesondere auf eine Temperatur, gebracht, die es dem Filter ermöglicht, möglichst effektiv Schadstoffe aus der Luft zu filtern, wenn dies notwendig ist.
Unter dem Begriff „unmittelbare Umgebung“ des Filters ist insbesondere die den Filter direkt umgebende Luft gemeint. In anderen Worten wird durch die Anpassung des Parameters, insbesondere der Temperatur, der Parameter in der unmittelbaren Umgebung, vor allem die Umgebungstemperatur, des Filters angepasst.
Unter dem Begriff „Parameter“ kann nicht nur die Temperatur, sondern auch der Druck oder die Luftfeuchte oder eine weitere Einflussgröße auf die Effizienz des Filters zu verstehen sein.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Abhängigkeit des Filters von dem Parameter ausgenutzt, um die Effizienz des Filters zu erhöhen. In anderen Worten wird ausgenutzt, dass der Filter bei unterschiedlichen Werten des Parameters eine unterschiedliche Effizienz bei der Bindung und/oder chemischen Umwandlung von verschiedenen Schadstoffen aufweist. Es kann sich bei dem Filter bspw. um einen Aktivkohlefilter handeln. Aktivkohle bindet viele Schadstoffe, wobei es bei einer erhöhten Temperatur jedoch zu einer Desorption der gebundenen Stoffe kommen kann. Diese kann durch eine Kühlung der Aktivkohle verhindert oder minimiert werden. Diese Temperatursensitivität bei einigen Schadstoffen, beispielsweise Acetaldehyd, kann somit ausgenutzt werden.
Insbesondere kann es sich bei der Anpassungseinheit um eine elektrische Widerstandsheizung handeln, wobei die Widerstandsheizung in dem Filter integriert und/oder auf einer Oberfläche des Filters ausgebildet sein kann. In anderen Worten kann die elektrische Widerstandsheizung durch einen direkten Kontakt mit dem Filter diesen auf direkte Weise heizen und somit seine Temperatur anpassen.
Ferner kann der Filter selbst einen metallischen Anteil aufweisen, wobei der metallische Anteil als elektrische Widerstandsheizung betrieben werden kann. Dabei weist der Filter vorzugsweise eine entsprechende elektrische Kontaktierung auf, die gewährleistet, dass der elektrische Anteil als elektrische Widerstandsheizung genutzt werden kann. Neben der eigentlichen primären Aufgabe einer Reinigungsfunktion des metallischen Anteils kann diese aufgrund seiner Eigenschaften auch als elektrische Widerstandsheizung genutzt werden.
Ferner kann die Anpassungseinheit ein Infrarotstrahler zur Beheizung einer Oberfläche des Filters sein. Dabei wird insbesondere mindestens eine Seite des Filters, vorzugsweise mehrere Seiten, durch einen Infrarotstrahler erhitzt, sodass sich die Temperatur der Oberfläche des Filters bedarfsgerecht erhöhen lässt.
Ferner kann die Anpassungseinheit eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Filters, beispielsweise ein vor oder im Filter positionierter Verdampfer oder ein Peltier-Element, sein. Auf diese Weise kann der Filter direkt oder zumindest eine Oberfläche des Filters gekühlt werden. Dies ist insbesondere bei dem Einsatz eines Aktivkohlefilters sinnvoll, um eine Desorption bei höheren Umgebungstemperaturen zu verhindern.
Die Steuereinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, den Parameter, insbesondere die Temperatur, des Filters und/oder den Parameter, insbesondere die Temperatur, der unmittelbaren Umgebung des Filters auf Basis eines Parameters der unmittelbaren Umgebung, insbesondere einer Umgebungstemperatur, und/oder einer Schadstoffkonzentration der Luft zu steuern und/oder zu regeln, wobei die Vorrichtung einen Sensor zur Messung des Parameters der unmittelbaren Umgebung, insbesondere der Umgebungstemperatur, und/oder der Schadstoffkonzentration aufweist. Durch eine Bestimmung des Parameters der unmittelbaren Umgebung und/oder der Schadstoffkonzentration kann somit ein Bedarf an einer Änderung des Parameters, insbesondere der Temperatur, bestimmt werden und somit eine bedarfsgerechte Steuerung und/oder Regelung erreicht werden. Beispielsweise kann ein Höchstwert und/oder Mindestwert des Parameters des Filters und/oder der unmittelbaren Umgebung festgelegt werden, die den effizienten Bereich des Filters definiert, bspw. eine Mindesttemperatur und/oder Höchsttemperatur für den Filter und/oder eine entsprechende Höchst- und/oder Mindesttemperatur für die unmittelbare Umgebung des Filters,. Ferner kann eine maximale Schadstoffkonzentration vorab definiert werden. Bei einer Unterschreitung des Mindestwertes und/oder einer Überschreitung des Höchstwertes und/oder einer Überschreitung der maximalen Schadstoffkonzentration kann somit durch eine Steuerung und/oder Regelung der Parameter entsprechend angepasst werden. Somit kann die Anpassungseinheit bedarfsweise eingesetzt werden. Ferner kann der Parameter am Filter derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass ein maximaler Umsatz des Schadstoffes durch den Filter erfolgt.
Ferner kann die Vorrichtung zur Reinigung des Innenraumes eines Fahrzeuges ausgebildet sein, wobei die Steuereinheit zur Steuerung des Parameters des Filters und/oder des Parameters der unmittelbaren Umgebung des Filters in Abhängigkeit eines Fahrzeugzustandes des Fahrzeuges ausgebildet ist. Unter dem Begriff „Fahrzeugzustand“ ist insbesondere eine Fahrt, ein Parkvorgang oder ein Stand des Fahrzeuges zu verstehen. Bei der Fahrt kann der Filter, wenn dieser zusätzlich zu den Filtern der Klimaanlage vorgesehen ist, der zusätzlichen Filterung der Innenluft dienen. In dem Zustand des Parkens kann die Vorrichtung dafür genutzt werden, den Innenraum von Schadstoffen und auch Gerüchen zu befreien. Dies kann insbesondere für Fahrzeuge interessant sein, die von vielen unterschiedlichen Passagieren genutzt werden, beispielsweise im Rahmen eines Fuhrparkes oder „Shared Mobility“, sodass der nächste Nutzer ein olfaktorisch sauberes Fahrzeug vorfindet. Der Begriff „zeitliche Steuerung“ bezieht sich somit auf die unterschiedlichen Fahrzeugzustände des Fahrzeuges. Dadurch wird eine zeitliche Steuerung in Abhängigkeit des Fahrzeugzustandes erreicht. Auch ein Selbstreinigungsmodus des Filters ist in diesem Sinne denkbar. Durch die Steuerung wird der Parameter des Filters angepasst, sodass eine hohe Reinigungswirkung bspw. in der relativ kurzen Zeit des Parkvorgangs erfolgen kann.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung von Luft eines Innenraums, das insbesondere eine oben beschriebene Vorrichtung verwendet.
Das Verfahren umfasst eine Anpassung eines Parameters eines Filters und/oder eines Parameters der unmittelbaren Umgebung des Filters mittels einer Anpassungseinheit, die insbesondere wie oben beschrieben ausgebildet sein kann. Ferner umfasst das Verfahren eine, insbesondere bedarfsgerechte, Steuerung und/oder Regelung des Parameters des Filters und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters. Dabei können die Steuerung und/oder die Regelung des Parameters insbesondere auf Basis eines Parameters der unmittelbaren Umgebung und/oder einer Schadstoffkonzentration der Luft erfolgen. Insbesondere erfolgt zunächst eine Messung des Parameters der unmittelbaren Umgebung, insbesondere der Umgebungstemperatur, und/oder der Schadstoffkonzentration der Luft auf Basis eines entsprechenden Sensors. Es kann ein Mindestwert und/oder Höchstwert für den Parameter für den Filter und/oder ein entsprechender Höchstwert und/oder Mindestwert für die unmittelbare Umgebung des Filters festgelegt werden, die den effizienten Bereich des Filters definiert. Ferner kann eine maximale Schadstoffkonzentration vorab definiert werden. Bei einer Unterschreitung des Mindestwertesund/oder einer Überschreitung des Höchstwertes und/oder einer Überschreitung der maximalen Schadstoffkonzentration kann somit durch eine Steuerung und/oder Regelung der Parameterentsprechend angepasst werden. Ferner kann der Parameter am Filter derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass ein maximaler Umsatz des Schadstoffes durch den Filter erfolgt.
Vorzugsweise dient das Verfahren zur Reinigung des Innenraumes eines Fahrzeuges, wobei die Steuerung in Abhängigkeit eines Fahrzeugzustandes des Fahrzeuges erfolgt. Dabei wird im Vorfeld insbesondere der aktuelle Fahrzeugzustand des Fahrzeuges ermittelt, um dann insbesondere bei dem Feststellen des Fahrzeugzustandes Parken eine maximale Filtereffizienz und somit eine schnellstmögliche Reinigung zu erreichen.
Es zeigen in rein schematischer Darstellung

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
2 ein erfindungsgemäßes Verfahren.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10, die einen Filter 11 zur Filterung von Schadstoffen aus der Luft eines Innenraumes umfasst. Dabei umfasst die Vorrichtung 10 eine Anpassungseinheit 12 zur Anpassung eines Parameters des Filters und/oder eines Parameterseiner unmittelbaren Umgebung des Filters, und eine Steuereinheit 13 zur Steuerung und/oder Regelung des Parameters des Filters und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 100, das eine Anpassung 101 des Parameters des Filters und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters umfasst, und zwar im Rahmen einer Steuerung und/oder Regelung 102 des Parameters des Filters und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters. Dabei kann die Steuerung und/oder der Regelung 102 des Parameters des Filters und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters auf Basis eines Parameters der unmittelbaren Umgebung und/oder einer Schadstoffkonzentration erfolgen, wobei dann vorzugsweise zuvor der Parameter der unmittelbaren Umgebung und/oder die Schadstoffkonzentration gemessen wird 103. Ferner kann die Steuerung in Abhängigkeit eines Fahrzeugzustandes des Fahrzeuges, zu dessen Reinigung das erfindungsgemäße Verfahren 100 eingesetzt wird, erfolgen, wobei zuvor der Fahrzeugzustand festgestellt wird 104.
Bezugszeichenliste

10: erfindungsgemäße Vorrichtung
11: Filter
12: Anpassungseinheit
13: Steuereinheit
100: erfindungsgemäßes Verfahren
101: Anpassung eines Parameters eines Filters und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters
102: Steuerung und/oder Regelung des Parameters des Filters und/oder des Parameters der unmittelbaren Umgebung des Filters
103: Messung des Umgebungsparameters und/oder der Schadstoffkonzentration
104: Feststellen des Fahrzeugzustandes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/091822 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (10) zur Reinigung von Luft eines Innenraums, wobei die Vorrichtung (10) einen Filter (11) zur Filterung von Schadstoffen und Gerüchen aus der Luft umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eineAnpassungseinheit (12) zur Anpassung eines Parameters des Filters (11) und/oder eines Parameterseiner unmittelbaren Umgebung des Filters (11) aufweist, wobei die Vorrichtung (10) eine Steuereinheit (13) zur Steuerung und/oder Regelung des Parameters des Filters und/oder des Parameters der unmittelbaren Umgebung des Filters (11) umfasst.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Parameter um eine Temperatur handelt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungseinheit (12) eine elektrische Widerstandsheizung ist, wobei die Widerstandsheizung in dem Filter (11) integriert und/oder auf einer Oberfläche des Filters (11) ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungseinheit (12) eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Filters (11) ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (13) dazu ausgebildet ist, den Parameter des Filters (11) und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters (11) auf Basis eines Parameters der unmittelbaren Umgebung und/oder einer Schadstoffkonzentration der Luft zu steuern und/oder regeln, wobei die Vorrichtung (10) einen Sensor zur Messung der des Parameters in der unmittelbaren Umgebung und/oder der Schadstoffkonzentration aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zur Reinigung des Innenraums eines Fahrzeuges ausgebildet ist, wobei die Steuereinheit (13) zur Steuerung des Parameters des Filters (11) und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters (11) in Abhängigkeit eines Fahrzeugzustandes des Fahrzeuges ausgebildet ist.
Verfahren (100) zur Reinigung von Luft eines Innenraums, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) eine Anpassung (101) eines Parameters eines Filters (11) und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters (11) mittels einer Anpassungseinheit (12) umfasst, und wobei das Verfahren (100) eine Steuerung und/oder Regelung (102) des Parameters des Filters (11) und/oder des Parameters der unmittelbaren Umgebung des Filters (11) umfasst.
Verfahren (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Parameter um eine Temperatur handelt.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung und/oder die Regelung des Parameters des Filters (11) und/oder der unmittelbaren Umgebung des Filters (11) auf Basis eines Parameters der unmittelbaren Umgebung und/oder einer Schadstoffkonzentration der Luft erfolgt.
Verfahren (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) zur Reinigung des Innenraums eines Fahrzeuges dient, wobei die Steuerung in Abhängigkeit eines Fahrzeugzustandes des Fahrzeuges erfolgt.