DE19513943A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Raumluftqualität - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der RaumluftqualitätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Raumluftqualität, bei
welchem ein Luftstrom zur Grob- und Feinpartikelfilterung durch eine
Filteranordnung zwangsgeführt wird, sowie Vorrichtungen nach den Oberbegriffen
der unabhängigen Ansprüche 16 bis 29 zur Ausführung dieses Verfahrens.
Aufgrund der sich ständig verschlechternden Umweltbedingungen und der dadurch
ansteigenden Empfindlichkeit vieler Menschen auf allergene Substanzen,
Schadstoffe etc. ist es wünschenswert, die Luftqualität in Wohn- und Arbeitsräumen
zu verbessern und insbesondere die Allergen- und Schadstoffbelastung zu verringern.
Zur Aufbereitung von Luft in Wohnräumen werden unter anderem Luftbefeuchter
und Luftfilter sowie Ozon-Generatoren eingesetzt. Die bekannten Vorrichtungen
weisen jedoch Nachteile auf.
So kann eine Kombination aus Grobpartikelfilter und Feinpartikelfilter die
wichtigsten Partikel zunächst hinreichend gut beseitigen. Aus dem Artikel "Filter
einer lufttechnischen Anlage als Ökosystem und als Verbreiter von Pilzallergenen",
J.H.Elixman, Dustri-Verlag, 1989, ist aber bekannt, daß in solchen Filtern ein
Pilzwachstum bis durch den Feinpartikelfilter auftreten kann, so daß schließlich
hinter dem Filter wieder Sporen freigesetzt werden. Eine Erneuerung des
Feinpartikelfilters in kurzen Abständen würde beträchtliche Kosten verursachen und
ein hohes Müllautkommen ergeben, so daß es für den kostengünstigen Betrieb
erforderlich ist das Pilzwachstums zu vermeiden.
Zur Geruchsbeseitigung und Keimreduzierung in Luft und Wasser wird mit Korona-
Entladungsvorrichtungen, wie z. B. einer Korona-Entladungsröhre, Ozon erzeugt und
in die verschmutzte Luft bzw. das verschmutzte Wasser eingeleitet. Bei den Korona-
Entladungsröhren handelt es sich um Glasröhren, die eine Innen-Elektrode und eine
geerdete Metallgifter-Außenelektrode aufweisen, zwischen welchen eine Spannung
von mindestens 1500 V angelegt wird, wobei das Ozon im dadurch ausgelösten
Entladungsprozeß gebildet wird. Die gebildete Ozon-Konzentration steigt mit
sinkender Luftfeuchtigkeit und sinkendem Luftvolumenstrom. Die Leistung der
Röhre muß für den Betrieb bei hoher Luftfeuchtigkeit und maximalem Luftvolumen
strom ausreichend ausgelegt sein. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit und/oder geringem
Luftvolumenstrom ist nach dem Stand der Technik die Ozonkonzentration dann
jeweils unnötig hoch, so daß nicht umgesetztes Ozon freigesetzt wird, welches
gesundheitsschädlich wirkt.
In aufwendigen Anlagen kann durch kontinuierliche Ozon-Messungen nach P.N.
Cheremisinoff, R.A. Young, in "Industrial Odor Technology Assessment", Ann Ar
bor (1975) die produzierte Ozonmenge geregelt werden.
Eine automatische Regelung der Leistung einer Korona-Entladungsröhre zur
Verringerung der Ozon-Bildung erfordert eine aufwendige Ozon-Messung, was aber
für Raumverluftverbesserungsgeräte zu aufwendig ist. Es wurde daher im Stand der
Technik bei derartigen Raumluftgeräten empfohlen, je nach subjektivem Ozon-
Geruch einen manuellen Regler einzustellen. Weil dies jedoch unbefriedigend ist,
werden bei Ozonisatoren verschiedene Verfahren zur Beseitigung von überschüs
sigem Ozon eingesetzt.
Es sind jedoch noch keine vollständig befriedigenden wirtschaftlichen Lösungen
gefunden worden. Gebräuchlich zur Ozonzersetzung sind teure Katalysatoren aus
Pd/Al₂O₃, (von der Firma Degussa) oder aus Mischoxid mit MnO₂ (Carulite von der
Firma Keller), die aber durch Luftschadstoffe leicht desaktiviert werden können.
Weiter wird in Wasserwerken ein aufwendiges Verfahren der thermischen
Zersetzung von Ozon bei 300°C eingesetzt. Auch das von G.M.Schwab,
G.Hartmann, wird in "Der katalytische Ozonzerfall", Z.phys.Chem.6, 72-82 (1956),
als außergewöhnlich aktiv gegen Ozon beschriebene Nickel(III)oxid ist für die
Zwecke der Raumluft-Aufbereitung noch nicht wirksam genug, wie eigene Versuche
des Anmelders mit gekauftem und selbst präpariertem Nickel(III)oxid zeigten. Die
genannten Schwermetall-Materialien würden außerdem ein hohes giftiges
Müllaufkommen verursachen.
Der in jüngerer Zeit entwickelten Kunststoffs noXon ist zwar möglicherweise zur
Ozonzersetzung hinreichend wirksam, kann aber nach Hersteller-Angaben in
absehbarer Zeit noch nicht als Filter für Luftreinigungsgeräte eingesetzt werden.
Es ist weiter bekannt, daß Aktivkohle ungiftig ist, gut regeneriert werden kann und
zur Zersetzung von Ozon geeignet ist. Versuche des Anmelders haben aber gezeigt,
daß die anfangs hohe Aktivität zur Zersetzung von Ozon schnell nachläßt. Dies wird
auf die Oxidation der aktiven Zentren auf der Oberfläche der Aktivkohle durch das
Ozon zurückgeführt. Die Lebensdauer der Aktivkohle könnte durch Verwendung
einer dickeren Schicht verlängert werden. Dies ist aber nur begrenzt sinnvoll, weil
die Kosten für den Ventilator, mit dem ein Luftstrom durch die Aktivkohle bewirkt
werden kann, und sein Strombedarf entsprechend steigen würden.
Alle genannten Verfahren zur Ozon-Beseitigung sind aber zu teuer und/oder nicht
dauerhaft einsetzbar.
Nach dem Artikel "Ozone Generation From Oxygen And Air, Discharge Physics And
Reaction Mechanisms", in Ozon Sci. & Eng. Vol. 10, S.367-378 (1988), von
U.Kogelschatz, B.Eliasson, M.Hirth, werden in Korona-Entladungen neben Ozon
auch hohe Konzentrationen an kurzlebigen Radikalen und Ionen gebildet. Es ist
bekannt, daß kurzlebige Radikale effektiv zum Abbau von Luftschadstoffen
beitragen, vgl. etwa P.Warneck, "Chemistry of the Natural Atmosphere", Academic
Press Inc. (1988). Die in Korona-Entladungsröhren gebildeten hohen
Konzentrationen bleiben jedoch nur in unmittelbarer Umgebung ihres
Entstehungsortes bestehen und können so ihre Wirkung bei herkömmlichen Geräten
nicht voll entfalten.
Zur Luftbefeuchtung sind Ultraschallvernebler und Verfahren nach dem
Verdampfer- oder Verdunstungsprinzip bekannt. In solchen Luftbefeuchtern können
sich Bakterien und Pilze jedoch bedenklich vermehren, was zu einem störenden
Geruch, unappetitlichem Aussehen der Befeuchterkomponenten und gesundheitlichen
Risiken führt. Als Gegenmittel werden z. T. dem Wasser Pestizide zugesetzt, die aber
i.a. selber gesundheitsschädlich und umweltbelastend sind.
Zur Entkeimung von Luft und Wasser können auch UV-Strahler eingesetzt werden
können. Unter UV-Strahler wird hier eine Emissionsquelle verstanden, die im UV-C-
Bereich bei einer Wellenlänge um 254 nm Strahlung emittiert. Solche UV-Strahler
wirken aber nur in ihrer unmittelbaren Umgebung. In einer anderen Komponente,
wie z. B. ein Filter oder Wasser könnte trotzdem mikrobielles Wachstum auftreten.
Zur dauerhaften Entkeimung eines Luftreinigungssystemes müßten deshalb mehrere
UV-Strahler eingesetzt werden, was z. T. durch die UV-Strahlung zu Materialschäden
führen kann und hohe Kosten verursacht. Außerdem ist bekannt, daß die durch UV
erzeugten Gen-Defekte in ca. 20 Minuten durch Reparaturmechanismen wieder
aufgehoben werden können, so daß die Keime wieder lebensfähig werden. UV-
Strahler als alleinige Methode der Entkeimung sind also nicht sinnvoll.
Es sind daher Verdampfer entwickelt worden, die bei höheren Temperaturen
arbeiten und somit Keime abtöten. Bei diesen Verdampfern ist das prinzipiell
vorhandene Problem einer Kalkstaubablagerung im Raum und eine Überfeuchtung
des Raumes, die sich in feuchten Wänden auswirkt, besonders ausgeprägt. Dieses
Problem der Kalkablagerungen wird bei Verdampfern und Ultraschallverneblern
üblicherweise durch teure Ionenaustauscher zur Wasserentkalkung behoben werden.
Mit der Verbesserung der Luftqualität und der Verwendung von Ozon befassen sich
weiter insbesondere die EP 118811, die DE29 34 846, die DE34 05 142, die
DE36 20 666, die DE36 37 702, die DE38 12 651, die DE40 15 506, die DE41 30 651, die
ebenfalls keine befriedigende Lösung der o.g. Probleme vorsehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Erhöhung
der Raumluftqualität zu schaffen, bei dem insbesondere auf kostengünstige Weise im
dauerhaft wartungsarmen Betrieb Partikel, Mikroben und Schadgase ohne
Freisetzung von Ozon abgeschieden werden, wobei aber kein Zusatz von
Chemikalien erforderlich ist und umweltverträgliche Komponenten verwendet
werden können, gleichzeitig eine wahlweise Luft-Befeuchtung vorgesehen werden
kann und dennoch das Wachstum von Pilzen und Bakterien im Luftaufbereiter
unterbunden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Verbesserung der
Raumluftqualität, bei welchem ein Luftstrom zur Grob- und Feinpartikelfilterung
durch eine Filteranordnung zwangsgeführt wird, dadurch gelöst, daß vor der
Feinpartikelfilterung im Luftströmungsweg eine Korona-Entladung vorgesehen wird,
um den der Korona-Entladung ausgesetzten Luftstrom mit Ozon anzureichern, der
Luftstrom zur Feinpartikelfilterung durch einen Feinpartikelfilter geführt wird und
hinter dem Feinpartikelfilter das im Luftstrom verbliebene Ozon abgereichert wird.
Erfindungsgemäß wird also die Luft zuerst über die Oberfläche einer Korona-
Entladungsröhre geleitet, bevor sie durch den Feinpartikelfilter gelangt und danach
das verbliebene Ozon abgereichert wird. Das Ozon entkeimt zunächst die Luft und
etwaige Keime im Feinpartikelfilter und wird erst danach zerstört. So kann die
Wirkung der Ionen und Radikale im Luftstrom vollständig ausgenutzt werden, was
einen Vorteil nicht nur zur Geruchsbeseitigung sondern auch zur effektiveren
Entkeimung ergibt. Weiter wird auch das bei der Korona-Entladung entstehende UV-
Licht noch zur Luftverbesserung optimal eingesetzt. Die UV-Strahlung wirkt anders
als das Ozon vor allem durch die Erzeugung von Gen-Defekten in der Erbsubstanz
der Mikroben. Deshalb ist es eine sinnvolle Ergänzung der chemischen Wirkung von
Ozon. In dem Feinpartikelfilter wird somit dauerhaft ein Wachstum von Pilzen und
Bakterien unterbunden. Deshalb kann der Feinpartikelfilter sehr langlebig, d. h. mit
großer Filterkapazität, ausgelegt werden, was Kosten und Aufwand reduziert. Durch
die kombinierte Wirkung von Ozon, UV, Ionen und Radikalen kann somit die Ozon-
Konzentration niedriger gewählt werden als bei einer vorbekannten Einrichtung nach
dem Stand der Technik.
Die Ausführungsform, wonach der Luftstrom vor der Anreicherung mit Ozon durch
einen Grobpartikelfilter hindurchgeführt wird, bewirkt, daß sich das
Wartungsintervall sowohl der Korona-Entladeröhre als auch des Feinpartikelfilters
verlängert.
Mit den Ausführungsformen, wonach die Entladungsleistung der Korona-Entladung
veränderbar ist und die Entladungsleistung im Ansprechen auf die Luftfeuchtigkeit
und/oder den Luftdurchsatz geregelt wird, wird die Variation der Ozonkonzentration
deutlich verringert, so daß auch unter ungünstigen Bedingungen der Ozon-Ausstoß
niedrig ist. Zur erfindungsgemäßen Regelung der Entladungsleistung in
Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit und des Luftvolumenstroms kann das
Meßsignal eines Feuchtesensors und die Regelstufe des Ventilators von einem
Mikrocontroller zur Steuerung der Korona-Entladungsröhre ausgewertet werden. Je
höher die Luftfeuchtigkeit und je größer die Regelstufe des Ventilators ist, desto
höher wird von dem Mikrocontroller die Leistung der Korona-Entladungsröhre
eingestellt.
Die Regelung auf die Luftfeuchtigkeit ist besonders vorteilhaft, da sie eine
Ozonregelung unter Verwendung eines preiswerten und robusten Luftfeuchtesensors
wie eines kapazitiven Feuchtesensors erlaubt anstelle eines teuren und
unzuverlässigen Ozonsensors. Dies ermöglicht eine zuverlässige vollautomatische
Regelung der Korona-Entladung. Die vorgesehene Pulsbreitenmodulation der
Entladungsleistung ist dabei besonders günstig, da die Korona-Entladungsröhre stets
im selben Arbeitspunkt, d. h. bei gleicher Elektrodenspannung betrieben werden kann
und somit Nichtlinearitäten leicht vermieden werden können. Diese Regelung ist
auch einfach und kostengünstig zu realisieren. Um mit der Pulsbreitenmodulation
z. B. die halbe Leistung der Korona-Entladungsröhre einzustellen, kann die Spannung
periodisch je für eine Dauer von z. B. 10 ms an- und 10 ms ausgeschaltet werden.
Die Ausführungsform, wonach mit einem Schadgassensor die Luftqualität überwacht
wird und die Ventilatorleistung geregelt wird, ist besonders vorteilhaft, wenn
gleichzeitig ein Feuchtesensor vorgesehen ist und somit die Querempfindlichkeit des
Schadgassensors auf Luftfeuchtigkeit kompensiert werden kann. Diese Lösung ist
besonders vorteilhaft in Kombination mit der Luftbefeuchtung, weil in diesem Fall
starke Schwankungen der Luftfeuchtigkeit auftreten. Die technische Umsetzung
dieser Kompensation in dem vorgeschlagenen Verfahren ist besonders einfach, wenn
das Meßsignal des Feuchtesensors für die Regelung der Korona-Entladungsröhre von
einer Mikrocontroller-Regelung sowieso ausgewertet wird. Die Verbesserung der
Regelung mit dem Schadgassensor bewirkt vorteilhaft, daß das Verfahren
zuverlässiger automatisch in Abhängigkeit von der Luftqualität arbeiten kann.
Dadurch wird der Ventilator durchschnittlich weniger laufen und damit der
Energieverbrauch gesenkt.
Die Ausführungsform, wonach zur Ozon-Abreicherung der Luftstrom hinter dem
Feinpartikelfilter durch einen Aktivkohlefilter geleitet wird, erlaubt eine weitere
Verringerung des Ozon-Ausstoßes. Schon mit der durch die erfindungsgemäße
Strömungsführung im Vergleich zum Stand der Technik geringere Konzentration des
gebildeten Ozons erhöht sich die Lebensdauer der im Aktivkohlefilter eingesetzten
Aktivkohle. Dieser vorteilhafte Effekt wird durch die bevorzugte Regelung der
Korona-Entladungsleistung wesentlich begünstigt, was sich insbesondere bei
trockener Luft und geringem Luftvolumenstrom stark bemerkbar macht. Die
Aktivkohle ist zudem im Gegensatz zu den anderen Materialien zur Zersetzung von
Ozon, ungiftig, preisgünstig, umweltfreundlich und läßt sich nach dem Auswechseln
mit allenfalls geringen Verlusten kostengünstig wieder voll regenerieren, was die
Abfallmenge reduziert. Vorteilhaft ist weiter, daß durch den Aktivkohlefilter nicht
nur überschüssiges Ozon zersetzt wird, sondern darüberhinaus werden auch restliche
Schadgase durch Adsorption aus der Luft eliminiert.
Erfindungsgemäß läßt sich die Luft wahlweise auch hygienisch befeuchten. Die
bevorzugte Verwendung einer Verdunstermatte oder einer anderen Verdunster
anordnung mit großer Oberfläche ergibt eine große Phasengrenzfläche zwischen Luft
und Wasser. So kann das Ozon schnell durch Diffusion in das Wasser eindringen. Es
entkeimt hier die Befeuchteranordnung nicht nur, sondern setzt durch naßchemische
Reaktionen zusammen mit den bei der Korona-Entladung gebildeten Ionen und
Radikalen auch wasserlösliche Schadstoffe wie Schwefeldioxid und Stickoxide um,
die ebenfalls in das Wasser übergehen und mit dem Restwasser entfernt werden
können. Unterstützt wird dieser Vorgang durch die Tatsache, daß chemische
Verbindungen aufgrund der Oxidation durch Ozon oder Oxiradikale im allgemeinen
besser wasserlöslich werden.
Durch die Verdunsteranordnung stellt sich im Gegensatz zu Verdampfern und
Ultraschallverneblern auch eine angenehme Luftfeuchtigkeit ohne die Gefahr der
Überfeuchtung ein. Außerdem ist selbst bei Verwendung von Leitungswasser keine
Entkalkung des Wassers nötig, weil die Verdunstermatte gegenüber Kalkabla
gerungen sehr robust ist.
Durch die Ausführung, wonach die Luft im Strömungsweg zusätzlich mit UV-Licht
zwischen Korona-Entladung und Feinpartikelfilterung bestrahlt wird, wird der oben
beschriebenen Kombinations-Effekt von UV-Licht und Ozon weiter vorteilhaft
verstärkt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiter durch eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 16 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Unteransprüchen
angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnungen
dargestellt. In dieser zeigt:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Fig. 2 schematisch eine bevorzugte Anordnung von Komponenten zur Verbesserung
der Luftqualität mit Darstellung des Luftströmungswegs und
Fig. 3 eine Querschnitts-Detailansicht der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Korona-
Entladungsröhre.
In Fig. 1 ist ein bis auf eine Lufteintritts- und eine Austrittsöffnung geschlossenes
Luftreinigungs- und Befeuchtungssystem in einem von oben zu öffnenden Blech
gehäuse 17 zur Aufstellung in Wohn- und Arbeitsräume gezeigt. In das
Luftreinigungssystem wird Raumluft durch ein Eintrittsgitter 1 und einen durch ein
Haltegitter 3 in seiner Position gehaltenen Grobpartikelfilter 2 von einem im Inneren
des Gerätes angeordneten Ventilator 13 beispielsweise einen Radialventilator ange
saugt. Mit Grobpartikelfilter ist in dieser Schrift ein Faserfilter gemeint, der einer der
Filterklassen EU1 bis EU5 nach DIN 24185 oder G1 bis G5 nach EN 779 zuzu
ordnen ist.
Die angesaugte Luft wird an einem beispielsweise im Randbereich des
Strömungsweges angeordneten Luftfeuchtesensor 18 und einem Schadgassensor 19
vorbeigeleitet, deren Signale zur Auswertung jeweils an eine zentrale Steuerung 20
über die Verbindungsleitungen 31 bzw. 30 geführt werden.
Danach wird die Luft mittels eines Luftleitbleches 4 auf eine Korona-Entla
dungsröhre 5 geleitet. Das Luftleitblech 4 weist nur eine Öffnung im Bereich der
Korona-Entladungsröhre 5 auf, so daß deren Oberfläche mit relativ großer
Strömungsgeschwindigkeit umströmt wird. Die Korona-Entladungsröhre 5 weist
nach Fig. 2 eine Glasröhre 21 auf, die innen elektrisch leitend z. B. mit Silber
beschichtet ist. Außen ist sie von einem Metallgitter 22 z. B. aus Edelstahlgewebe
überzogen, das über eine Metallklammer 27 elektrisch geerdet ist.
Die Glasröhre ist in einem Kunststoffsockel 23 mit einem metallischen Gewindestift
24 befestigt, der einerseits über eine einen von zwei Muttern 25 gehaltenen
metallischen Kontaktblechstreifen 26 mit der Innenbeschichtung elektrisch leitend
und andererseits mit einer zur vom Mikrocontroller geregelten Leistungsversorgung
führenden elektrischen Leitung 32 verbunden ist. Über die Verbindungsleitung 32
wird eine Spannung von beispielsweise über 2000 V gegen Erde angelegt, die für die
Korona-Entladung nötig ist.
Hinter der Korona-Entladungsröhre wird Luft an einer UV-Lampe 28, die
beispielsweise UV-C-Licht im Bereich um 254 nm emittiert, vorbei durch den Fein
partikelfilter 6 gesaugt. Mit Feinpartikelfilter ist in dieser Schrift ein Faserfilter
gemeint, der einer der Filterklassen EU5 bis EU17 nach DIN 24185 oder F5 bis F9
nach EN 779 zuzuordnen ist.
Danach wird die Luft mit einer Verdunstermatte 7 befeuchtet, die als ein im Betrieb
in eine mit Wasser 29 gefüllte Wasserwanne 8 eingetauchtes Band ausgebildet ist,
das in ständiger Bewegung über eine Walze 9 sowie eine von einem Getriebemotor
11 angetriebene Walze 10 geführt wird. Dabei ist eine Trennwand 12 vorgesehen, so
daß der Luftstrom dicht an der Wasseroberfläche in der Wanne 8 geführt wird.
Nach dem Durchtritt durch den eingangs bereits erwähnten Ventilator 13 gelangt der
Luftstrom über einen beispielsweise trichterförmigen Verbindungskanal 14 in einen
Aktivkohlefilter 15, von wo der Luftstrom schließlich durch das Austrittsgitter 16
aus dem Luftreinigungssystem geblasen wird.
Mit dieser Vorrichtung erfolgt eine Luftreinigung wie folgt.
Die im Luftstrom enthaltenen größeren Schwebstoffe wie Staub etc. werden
zunächst im Grobfilter 2 entfernt. Auf diese Weise werden die nachgeordneten
Komponenten vor Verschmutzung geschützt.
Mit dem Schadgassensor 19 wird danach ein Maß für die Luftverunreinigung
bestimmt und an den Mikrocontroller gegeben, welcher den vom Ventilator 13
bewirkten Luftdurchsatz im Ansprechen auf die Luftverschmutzung regelt. Die
vorhandene Querempfindlichkeit einfacher Schadgassensoren auf Luftfeuchtigkeit
kann dabei vom Mikrocontroller unter Verwendung des Feuchtesensor-Signals
kompensiert werden.
Der Mikrocontroller regelt weiter die Entladungsleistung der Korona-Entladeröhre 5,
um die erforderliche Ozon-Menge zu erzeugen. Hierzu wird vorzugsweise
vorgesehen, daß die an die Korona-Entladeröhre gelegte Spannung durch
Pulsbreitenmodulation im Ansprechen auf die gemessene Luftfeuchtigkeit und/oder
die Regelstufe des Ventilators geregelt wird. Je höher die Luftfeuchtigkeit und je
höher die Regelstufe des Ventilators ist desto höher desto länger wird die Korona-
Entladungsröhre eingeschaltet.
Da der Luftstrom mit dem Luftleitblech 4 auf die Korona-Entladeröhre 5 gerichtet
wird, erfolgt eine unmittelbare Durchmischung des Gasentladungs-Plasmas mit der
aufzubereitenden Raumluft. Dadurch wird eine sofortige Reaktion der besonders
aktiven, aber kurzlebigen Ionen und Radikale mit den Luftschadstoffen und eine
besonders gründliche Entkeimung gewährleistet.
Zudem wird der Luftstrom mit dem UV-Licht bestrahlt, das bei der Entladung
entsteht. Da UV-Strahlung anders als das Ozon vor allem durch die Erzeugung von
Gen-Defekten in der Erbsubstanz der Mikroben wirkt, ist es eine sinnvolle
Ergänzung der chemischen Wirkung von Ozon. Diese Wirkung wird durch die
zusätzliche UV-Bestrahlung mit dem UV-Strahler 28 noch weiter begünstigt.
In dem nachfolgenden Feinpartikelfilter 6 wird somit dauerhaft ein Wachstum von
Pilzen und Bakterien unterbunden. Deshalb kann der Feinpartikelfilter sehr
langlebig, d. h. mit großer Filterkapazität, ausgelegt werden, was Kosten und
Wartungsaufwand reduziert. Durch die kombinierte Wirkung von Ozon, UV, Ionen
und Radikalen kann somit die Ozon-Konzentration niedriger gewählt werden als bei
vorbekannten Einrichtungen nach dem Stand der Technik.
Hinter dem Feinpartikelfilter 6, der im Gegensatz zum Stand der Technik durch die
Ozon-Begasung aus der Korona-Entladung permanent entkeimt wird, erfolgt in der
Verdunstermatte 7 ein zumindest partielles Auswaschen von Ozon und Schadstoffen
Dies verringert gleichzeitig die Ozon-Konzentration, trägt zur Desinfektion des Wassers 29 in der Wasserwanne 8 bei, befeuchtet die Raumluft und entfernt auch in wesentlichem Umfang wasserlösliche Mikropartikel, die noch durch das Feinpartikelfilter 6 treten konnten, sowie unerwünschte wasserlösliche Spurengase wie Stickoxide und Schwefeldioxid aus der Luft.
Dies verringert gleichzeitig die Ozon-Konzentration, trägt zur Desinfektion des Wassers 29 in der Wasserwanne 8 bei, befeuchtet die Raumluft und entfernt auch in wesentlichem Umfang wasserlösliche Mikropartikel, die noch durch das Feinpartikelfilter 6 treten konnten, sowie unerwünschte wasserlösliche Spurengase wie Stickoxide und Schwefeldioxid aus der Luft.
Durch die in der Verdunstermatte 7 und dem Feinpartikelfilter 6 stattfindenden
Reaktionen werden die durch die bevorzugte Regelung der Koronar-Entladung im
Ansprechen auf die Luftfeuchtigkeit und Lüfterstufe ohnehin geringen Ozon-
Konzentrationen, denen der nachfolgende Aktiv-Kohlefilter 15 ausgesetzt ist, zudem
vorteilhaft weiter verringert.
Die Anordnung des Ventilators 13 im Inneren des Gehäuses 17 zwischen
Feinpartikelfilter 6 und Aktivkohlefilter 15 bewirkt eine billige und dennoch
effektive Geräuschdämmung. Alle genannten Komponenten sind zweck
mäßigerweise zum Auswechseln nach oben herausnehmbar.
Die vorstehende Beschreibung dient nur der Erläuterung und es sind Variationen
möglich. So kann beispielsweise in einer anderen Ausführung der Ventilator 13 auch
in Strömungsrichtung hinter dem Aktivkohlefilter 15 angeordnet sein. Die
Anordnung des Ventilators 13 in Strömungsrichtung vor dem Aktivkohlefilter 15 hat
jedoch den Vorteil, daß die Ventilatorgeräusche durch die Aktivkohle
schallgedämmt werden.
Es ist einsichtig, daß die Verdunstermatte 7 in einer anderen Ausführung auch fest
angebracht sein kann, wobei das Wasser mit einer Pumpe auf den oberen Bereich der
Verdunstermatte gepumpt wird, von wo es über die Matte nach unten rieselt.
Das in Fig. 1 dargestellte Luftreinigungssystem könnte zudem wahlweise auch ohne
Befeuchtung betrieben werden.
Das Verfahren bzw. die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29 könnte auch
zur Reinigung von Außenluft eingesetzt werden, wobei die gereinigte und ggf.
befeuchtete Luft ebenfalls in den Innenraum abgegeben wird.
Bezugszeichenliste
1. Eintrittsgitter
2. Grobpartikelfilter
3. Haltegitter
4. Luftleitblech
5. Korona-Entladungsröhre
6. Feinpartikelfilter
7. Verdunstermatte
8. Wasserwanne
9. Walze
10. Walze mit Antrieb
11. Motor für Walzenantrieb
12. Trennwand
13. Ventilator
14. trichterförmiger Verbindungskanal
15. Aktivkohlefilter
16. Austrittsgitter
17. Blechgehäuse
18. Feuchtesensor
19. Schadgassensor
20. Steuerung
21. Glasröhre
22. Metallgitter
23. Kunststoffsockel
24. Gewindestift
25. Mutter
26. Kontaktblechstreifen
27 Klammer
28. UV-Strahler
29. Wasser
30. Verbindungsleitung vom Schadgassensor zur Steuerung
31. Verbindungsleitung vom Feuchtesensor zur Steuerung
32. Verbindungsleitung von der Steuerung zur Korona-Entladungsröhre
33. Verbindungsleitung von der Steuerung zum UV-Strahler
34. Verbindungsleitung von der Steuerung zum Ventilator
2. Grobpartikelfilter
3. Haltegitter
4. Luftleitblech
5. Korona-Entladungsröhre
6. Feinpartikelfilter
7. Verdunstermatte
8. Wasserwanne
9. Walze
10. Walze mit Antrieb
11. Motor für Walzenantrieb
12. Trennwand
13. Ventilator
14. trichterförmiger Verbindungskanal
15. Aktivkohlefilter
16. Austrittsgitter
17. Blechgehäuse
18. Feuchtesensor
19. Schadgassensor
20. Steuerung
21. Glasröhre
22. Metallgitter
23. Kunststoffsockel
24. Gewindestift
25. Mutter
26. Kontaktblechstreifen
27 Klammer
28. UV-Strahler
29. Wasser
30. Verbindungsleitung vom Schadgassensor zur Steuerung
31. Verbindungsleitung vom Feuchtesensor zur Steuerung
32. Verbindungsleitung von der Steuerung zur Korona-Entladungsröhre
33. Verbindungsleitung von der Steuerung zum UV-Strahler
34. Verbindungsleitung von der Steuerung zum Ventilator
Claims (29)
1. Verfahren zur Verbesserung der Raumluftqualität, bei welchem ein Luftstrom zur
Grob- und Feinpartikelfilterung durch eine Filteranordnung (2, 6)
zwangsgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
vor der Feinpartikelfilterung (6) im Luftströmungsweg eine Korona-Entladung
(5) vorgesehen wird, um den der Korona-Entladung ausgesetzten Luftstrom mit
Ozon anzureichern, der Luftstrom zur Feinpartikelfilterung durch einen
Feinpartikelfilter (6) geführt wird und hinter dem Feinpartikelfilter (6) das im
Luftstrom verbliebene Ozon abgereichert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom vor der
Anreicherung mit Ozon durch einen Grobpartikelfilter (2) hindurchgeführt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Zwangsführung des Luftstromes ein Ventilator (13) vorgesehen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die
Ventilatorleistung im Ansprechen auf das Ausgangssignal eines
Schadgassensors (19) geregelt wird.
5 Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Entladungsleistung der Korona-Entladung veränderbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entladungsleistung im Ansprechen auf die Luftfeuchtigkeit und/oder den
Luftdurchsatz geregelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entladungsleistung durch Pulsbreitenmodulation verändert wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Ozon-Abreicherung der Luftstrom hinter dem Feinpartikelfilter (6) durch
einen Aktivkohlefilter (15) geleitet wird.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Luft im zwangsgeführten Luftstrom befeuchtet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft nach der
Anreicherung mit Ozon befeuchtet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft
mittels einer Verdunstermatte (7) befeuchtet wird.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Luft im Strömungsweg zusätzlich mit UV-Licht bestrahlt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft vor der
Ozon-Abreicherung bestrahlt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft hinter der
Korona-Entladung bestrahlt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft zwischen
Korona-Entladung und Feinpartikelfilterung bestrahlt wird.
16. Vorrichtung zur Verbesserung der Raumluftqualität, mit einem Mittel (13) zur
Zwangsführung eines Luftstromes durch eine im Luftströmungsweg gelegene
einen Feinpartikelfilter (6) umfassende Filteranordnung (2, 6), dadurch
gekennzeichnet, daß im Strömungsweg vor dem Feinpartikelfilter (6) eine
Korona-Entladungsvorrichtung (5) angeordnet ist und hinter dem
Feinpartikelfilter ein Ozon-Filter (15) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Zwangsführung des Luftstromes ein insbesondere regelbarer Ventilator (13)
vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator
vor dem Ozonfilter (15) und vorzugsweise hinter dem Feinpartikelfilter (6) an
geordnet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom
Ausgangssignal eines Schadgassensors (19) beaufschlagte Steuerung (20)
vorgesehen ist, um den Ventilator (13) im Ansprechen auf die Schad
gaskonzentration zu regeln.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korona-Entladungsvorrichtung eine Entladungsröhre (5) umfaßt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Steuerung zur Änderung der Korona-Entladungsleistung vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der
Entladungsleistung eine Pulsbreitenmodulation der Korona-Entladungs
spannung vorsieht.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung der Entladungsleistung einen von dem Ausgangssignal eines
Feuchtesensor (18) beaufschlagten Mikrocontroller umfaßt, der im Ansprechen
auf die Luftfeuchtigkeit die Entladungsleistung regelt.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Steuerung der Entladungsleistung der Mikrocontroller die Entladungs
leistung weiter in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz regelt.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß
hinter dem Feinpartikelfilter (6) eine Verdunstervorrichtung (7, 8, 9, 10, 11)
vorgesehen ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verdunstervorrichtung ein geschlossenes, im unteren Bereich in eine
Wasserwanne (8) eingetauchtes und mittels eines Motors (11) durch diese
hindurch gedrehtes Mattenband (7) ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ozonfilter (15) aus Aktivkohle gebildet ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß
im Strömungsweg eine UV-Lampe (28) angeordnet ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß
im Strömungsweg zwischen Korona-Entladevorrichtung (5) und
Feinpartikelfilter (6) eine UV-Lampe (28) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19513943A DE19513943A1 (de) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Raumluftqualität |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19513943A DE19513943A1 (de) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Raumluftqualität |
Publications (1)
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