EP3821175A1 - Luftreiniger - Google Patents

Luftreiniger

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EP3821175A1
EP3821175A1 EP19731906.4A EP19731906A EP3821175A1 EP 3821175 A1 EP3821175 A1 EP 3821175A1 EP 19731906 A EP19731906 A EP 19731906A EP 3821175 A1 EP3821175 A1 EP 3821175A1
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EP
European Patent Office
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air
housing
bioreactor
designed
air cleaner
Prior art date
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EP19731906.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3821175B1 (de
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Christian Neese
Benjamin AMSHOFF
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Miele und Cie KG
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Miele und Cie KG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP3821175B1 publication Critical patent/EP3821175B1/de
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    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20—Humidity

Definitions

  • the invention relates to an air cleaner.
  • the invention relates to an air cleaner, which is designed for cleaning air in an interior of a building such as a living room, an office, conference room or the like.
  • An air cleaner is known from CN105605687A, comprising a housing, an inlet formed in the housing, which is designed for admitting air into the housing, an outlet formed in the housing, which is designed for discharging air from the housing, an in a blower arranged in the housing for generating an air flow that flows from the inlet to the outlet, and at least one filter that is designed to clean the air flow flowing from the inlet to the outlet.
  • the air cleaner also has a humidifier, a dehumidifier, a heat exchanger, one
  • Control device and a sensor device with a moisture sensor Control device and a sensor device with a moisture sensor
  • the filter also filters pollutants such as dust, bacteria and toxic gases from the air.
  • the invention thus presents the problem of providing an air purifier which is used for
  • the advantages that can be achieved with the invention include, in particular, reducing the CO 2 content in the interior in an energy saving, since Indoor heat or cold is not released through an air exchange with outside air.
  • the window does not have to be opened to allow outside air into the interior.
  • a bioreactor which is arranged on and / or in the housing in such a way that the air stream flowing through the air cleaner flows through it, and which contains at least one living being which is designed to at least contain CO 2 contained in the air stream by means of photosynthesis partially convert to O 2 .
  • the air cleaner according to the invention is therefore able to regulate the factor C0 2 content of the indoor air so that a person feels comfortable in an interior.
  • the CO 2 contained in the indoor air is also not given to the outside air, so that no pipeline has to be laid there. Filtering CO 2 from the indoor air by means of the air cleaner according to the invention therefore does not require a connection to the outside air, such as a discharge from the interior.
  • a person is provided with a perfect room climate in the interior, in particular a 0 2 content in the interior air being increased and the C0 2 content in the interior air being reduced. No dangerous and / or toxic substances are used and no such substances are created.
  • the CO 2 is not stored in a storage medium from which it has to be released again.
  • the at least one filter is preferably suitable for filtering air pollutants from the air flowing through it.
  • Air pollutants are preferably coarse dust, fine dust, viruses,
  • the at least one filter can be an electrostatic filter and / or an air washer.
  • the at least one filter is preferably a filter with a solid filter medium.
  • the at least one filter is a three-filter combination of a prefilter and a high-performance particle filter or a suspended matter filter or a high-performance suspended matter filter and an activated carbon filter.
  • the inlet formed in the housing, the outlet formed in the housing, the fan arranged in the housing, the at least one filter and the bioreactor are arranged such that the air flow flowing from the inlet to the outlet through the at least one filter and the bioreactor to be led.
  • the protruding parts are preferably arranged such that the air flow from the inlet flows first through the at least one filter and then through the bioreactor and through the outlet.
  • the bioreactor has an inlet for admitting an air flow and an outlet for exiting the air from the bioreactor.
  • the bioreactor has at least one living being which is designed to at least partially by means of the CO 2 contained in the air flow Convert photosynthesis to O 2 .
  • Photosynthesis can be carried out by plants, algae and / or bacteria as living beings, which are designed to at least partially convert CO 2 contained in the air stream into O 2 by means of photosynthesis. It is therefore an oxygenic photosynthesis.
  • oxygenic photosynthesis one or more light-absorbing dyes such as chlorophyll are used to generate high-energy organic compounds such as carbohydrates, in particular glucose, from low-energy inorganic substances such as CO 2 and water, O 2 being formed.
  • Plants and algae need light for photosynthesis. If there is no light, a respiration process begins, which damages the plant and algae.
  • the basic idea of the bioreactor is therefore the reduction of CO 2 through the activity of the organism that is doing photosynthesis, which at least partially converts CO 2 to O 2 and biomass by means of photosynthesis.
  • the bioreactor preferably has a container which contains water and the living being. If air is now introduced into the container, the at least one living being converts the CO 2 in the air
  • the air purifier may not have its own light source. It preferably has a lighting device, since conditions for permanent photosynthesis are thereby achieved.
  • the bioreactor is preferably arranged outside the housing. It is preferably arranged on the housing, based on the operational position of the air cleaner.
  • the housing and the bioreactor can be designed such that the bioreactor can be plugged onto the housing. This makes it easy to replace. Possibly.
  • the bioreactor and / or the housing can have one or more securing elements which additionally secure an attached bioreactor to the housing. Lifting of the bioreactor from the housing and / or detachment of the bioreactor from the housing can thus be prevented, for example if the air cleaner is knocked over.
  • the at least one photosynthetic organism is preferably selected such that it exhibits stable growth at low CO 2 partial pressures.
  • the living being which carries out at least one photosynthesis is at least one alga.
  • An alga is a plant-like creature.
  • the term “algae” is to be understood as a eukaryotic being that lives in the water and does photosynthesis. Based on their size, algae can be divided into two groups. Microalgae are microscopic species; they include, in particular, single-line and short-line forms. A microalgae cannot be seen with the naked eye. A macro algae or large algae, on the other hand, is multicellular and can be seen with the naked eye. Advantages of using algae compared to plants are the absence of waste such as roots, dead leaves, flowers and the like, and lower water consumption.
  • cyanobacteria are called “blue-green algae”.
  • blue-green algae is used for all cyanobacteria - even for those that do not contain phycocyanin as a photosynthetic dye and are not colored blue-green. They used to be the Phycophyta i.e. counted the algae and listed as a class Cyanophyceae.
  • cyanobacteria do not have a real cell nucleus and are therefore prokaryotes. As prokaryotes, they are not related to the eukaryotic organisms referred to as “algae” and, strictly speaking, are not algae.
  • algae also includes cyanobacteria.
  • the term “alga” is therefore to be understood in addition to the eukaryotic organism mentioned above, also a cyanobacterium that lives in the water and does photosynthesis.
  • the at least one algae is preferably selected from the group consisting of
  • Cyanophyceae blue and green algae
  • Chlorophyceae green algae
  • Bacillariophyceae diatoms
  • Chrysophyceae gold algae
  • the at least one alga is selected from Isochrysis (golden-brown flagellate Prymnesiophyceae), Chaetoceros
  • the living organism that performs at least one photosynthesis is at least one microalgae.
  • the at least one microalgae is preferably a spirulina algae and / or chlorella algae.
  • the spirulin algae belongs to the genus of cyanobacteria, which in the sense of the invention belong to the blue algae, while the chlorella algae is a freshwater algae.
  • the at least one organism which is photosynthesizing is preferred as
  • Suspension culture contained in the bioreactor That is, the living being does not grow on glass or plastic, but in a liquid medium as a suspension. However, every living being does not have to be present individually, the living beings can also exist as multicellular aggregates.
  • the liquid medium is preferably water.
  • the bioreactor is designed as a plate reactor. As a result, the light is distributed more evenly in the bioreactor.
  • Plate reactor works on the principle of an airlift reactor. The reactor points
  • the bioreactor is preferably designed in such a way that the air is supplied at the bottom and exits at the head, based on the operational installation position.
  • the bioreactor is preferably formed from multi-wall sheets which are provided with at least one
  • Membrane module are provided, through which the air flow flows. A strong fumigation of the living being in the bioreactor can be avoided by means of the membrane module.
  • the air cleaner also has a lighting device.
  • the lighting device is preferably arranged on, on and / or in the bioreactor, based on the operational position of the air cleaner.
  • the lighting device is preferably arranged in the bioreactor.
  • the light energy entered by the lighting device correlates directly with the amount of CO2 to be converted in order to enable optimal operation.
  • the lighting device can be arranged coaxially in the bioreactor.
  • the bioreactor is preferably designed as a tube, with one at the tube ends
  • Membrane module is arranged through which the air flow flows. A strong fumigation of the living being in the bioreactor can be avoided by means of the membrane module.
  • the lighting device preferably has light-emitting diodes (LEDs). These are inexpensive.
  • the lighting device preferably has one or more LED panels.
  • the lighting device is designed to emit emission wavelengths in the range of red light. Emission wavelengths of red light are in the range from 620 to 780 nm.
  • the air cleaner also has an air humidifier and / or moisture sensor.
  • the factor of air humidity in the interior can be regulated. This factor is an essential factor for a person to feel comfortable in an interior.
  • the air cleaner preferably also has a temperature sensor.
  • regulation of the interior temperature by means of the air cleaner and / or by means of a
  • the temperature factor is also an essential factor for a person to feel comfortable in an interior.
  • the factors CC> 2 content in the indoor air, temperature and air humidity can be set with the air cleaner in such a way that a person feels comfortable in the interior. Then all three factors, temperature, humidity and C0 2 content, can be set, which are necessary for a person to be in the
  • the air cleaner preferably also has a WLAN module.
  • the WLAN module is preferably designed with a control and / or external to the air cleaner
  • Control device which is designed one or more
  • Parameters of the air purifier such as an entry of light into the bioreactor using the
  • Lighting device a power with which the blower is operated, a strength of the air flow flowing through the air cleaner, an air humidity to be reached in the interior and / or a temperature to be reached in the interior.
  • the control and / or regulating device can be part of a SmartHome, for example.
  • the air cleaner can also have an operating panel and / or one or more adjustment buttons or the like, by means of which and / or which the parameters mentioned above can be set.
  • the device has a pump which is designed to supply air to the bioreactor from the housing and thus to the interior.
  • the pump is preferably designed such that it can distribute air bubbles in the bioreactor, so that the contact time of air with the at least one living being is optimized.
  • the pump capacity is preferably adjustable, so that it can be adapted to the interior and the given C0 2 load.
  • the pump is preferably designed and arranged in such a way that the bioreactor and the living being and water located therein can be circulated.
  • the pump is preferably arranged in the air cleaner in such a way that air is supplied to it by the blower.
  • the pump is preferably arranged between the bioreactor and the blower.
  • the device preferably has a compressor which is designed to compress a CO2 concentration in the air stream which is supplied to the living being in the bioreactor. In this way, the performance can be further increased.
  • the bioreactor can be plugged onto the lighting device. If necessary, the lighting device and / or the container can be replaced by the user by removing the housing without the user coming into contact with the at least one living being. This will put you at risk
  • the container is preferably used as an inert, self-contained system, so that the entire container can be replaced by the user without it coming into contact with the living being.
  • the lighting device and / or the bioreactor are therefore detachably connected to the housing, for example plugged onto the housing. This allows the user to replace the bioreactor, for example for reprocessing.
  • the air cleaner is preferably free-standing.
  • the housing is preferred
  • the air cleaner can be used as an air cleaner in an interior such as a living room, office, conference room, classroom and the like, in which one or more people can stay.
  • Figure 1 is a schematic representation of components of an inventive
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view of an air cleaner with a bioreactor
  • FIG. 3 is a plan view of an air cleaner with a bioreactor.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of components of the air cleaner according to the invention.
  • the air cleaner has a housing 1. In the housing 1, an inlet (not shown) is formed, which is designed to admit air into the housing 1. Further an outlet (not shown) is formed in the housing 1, which outlet is designed to let air out of the housing 1.
  • the air cleaner also has a fan 2 arranged in the housing 1 for generating an air flow which flows from the inlet to the outlet, as indicated by arrows. After the air has flowed through the inlet, the air flows through at least one filter 3 of the air cleaner, which is used to clean the air flowing from the inlet to the outlet
  • Air flow of air pollutants such as dust, viruses, bacteria, germs, pollen, smells, smoke and / or organic compounds is formed.
  • the air cleaner also has an air humidifier 8 and a moisture sensor (not shown) so that an air space humidity can be regulated in the interior in which the air cleaner is located.
  • the air cleaner has a temperature sensor (not shown).
  • the air cleaner also has a bioreactor 4, which is arranged on the housing 1, based on the operational position of the air cleaner.
  • the bioreactor 4 is arranged such that the air flow flows through it after the at least one filter 3.
  • the air flow exits the outlet of the housing 1 and enters the biorector 4.
  • the air flowing into and through the air cleaner exits the bioreactor 4.
  • the bioreactor 4 has the right to allow air inlet and outlet from the bioreactor 4
  • the bioreactor 4 contains at least one living being 5, in particular at least one
  • Microalgae which is designed to at least partially convert CO2 contained in the air stream into O2 by photosynthesis.
  • a lighting device 6 is arranged, which is arranged and designed to support and / or to effect the photosynthesis taking place there through its incidence of light into the bioreactor 4.
  • the air cleaner also contains a WLAN module 7, which is designed to connect with a
  • control and / or regulating device which is designed to set one or more parameters of the air cleaner such as a light input into the bioreactor 4 by means of the lighting device 6, a power with which the blower 2 is operated, and the like
  • 2 shows a schematic cross-sectional view of a further embodiment of an air cleaner with a bioreactor 4.
  • the air cleaner is designed to regulate a CO 2 content in an interior and has a bioreactor 4 which has an inlet (not shown) for admitting the air from the interior, has an outlet (not shown) for discharging the air from the bioreactor 4 and living things 5 which are formed in the air convert at least partially contained C02 into 02 by photosynthesis.
  • a guidance of indoor air through the device is symbolized by arrows, wherein CO2-containing air is introduced into the device through the inlet and 02-containing air is carried out from the outlet.
  • the living organisms 5 are microalgae, which is arranged as a suspension in water (not shown).
  • the device also has a lighting device 6, which is arranged in the bioreactor 4. It is arranged and designed in such a way that it illuminates living beings 5 with light.
  • the device also has a pump 9, which is designed to supply air to the bioreactor 4 from the interior.
  • the pump 9 is preferably designed such that it can distribute air and CO2 bubbles 11 in the bioreactor 4.
  • the device optionally contains a blower 2 and a compressor 10.
  • the optional blower 2 is designed to suck in air from the interior and to supply it to the pump 9.
  • the optional compressor 10 is designed to compress a CO 2 concentration in the air stream, which is supplied to the living organisms 5 in the bioreactor 4.
  • the pump 9, the optional blower 2 and the optional compressor 10 are all in one
  • Housing 1 arranged, which serves as a table and / or stand.
  • FIG. 3 shows a top view of the air cleaner shown in FIG. 2.
  • a top view of the air cleaner is shown, based on its operational set-up position, the living organisms 5 and the housing being omitted for the sake of clarity.
  • the bioreactor 4 is designed as a plurality of tubes with different diameters.
  • a plurality of tubular lighting devices 6 with different diameters are arranged between the tubes, which are dimensioned and designed such that they are fitted between the tubes of the bioreactor 4.
  • Lighting devices 6 are arranged alternately. 2 is only one

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftreiniger, aufweisend ein Gehäuse (1), einen in dem Gehäuse (1) gebildeten Einlass, der zum Einlassen von Luft in das Gehäuse (1) ausgebildet ist, einen in dem Gehäuse (1) gebildeten Auslass, der zum Auslassen von Luft aus dem Gehäuse (1) ausgebildet ist, ein in dem Gehäuse (1) angeordnetes Gebläse (2) zur Erzeugung eines Luftstroms, der von dem Einlass zu dem Auslass strömt, mindestens einen Filter (3), der zum Reinigen des von dem Einlass zu dem Auslass strömenden Luftstroms ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einen Bioreaktor (4), der an und/oder in dem Gehäuse (1) derart angeordnet ist, dass er von dem Luftstrom durchströmt wird, und der mindestens ein Lebewesen (5) enthält, das ausgebildet ist, in dem Luftstrom enthaltenes CO2 mittels Photosynthese zumindest teilweise in O2 umzuwandeln.

Description

Beschreibung
Luftreiniger
Die Erfindung betrifft einen Luftreiniger. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Luftreiniger, der zum Reinigen von Luft in einem Innenraum eines Gebäudes wie einen Wohnraum, ein Büro, Konferenzraum oder dgl. ausgebildet ist.
Aus der CN105605687A ist ein Luftreiniger bekannt, aufweisend ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse gebildeten Einlass, der zum Einlassen von Luft in das Gehäuse ausgebildet ist, einen in dem Gehäuse gebildeten Auslass, der zum Auslassen von Luft aus dem Gehäuse ausgebildet ist, ein in dem Gehäuse angeordnetes Gebläse zur Erzeugung eines Luftstroms, der von dem Einlass zu dem Auslass strömt, und mindestens einen Filter, der zum Reinigen des von dem Einlass zu dem Auslass strömenden Luftstroms ausgebildet ist. Der Luftreiniger weist weiterhin einen Befeuchter, einen Entfeuchter, einen Wärmeaustauscher, eine
Steuereinrichtung und eine Sensoreinrichtung mit einem Feuchtesensor und einem
Temperatursensor auf. Mit diesem Luftreiniger kann die Temperatur und Luftfeuchte derart eingestellt werden, dass sich ein Mensch in einem Innenraum wohl fühlt. Mittels des Filters werden zudem Schadstoffe wie Staub, Bakterien und toxische Gase aus der Luft gefiltert.
Neben der Luftfeuchte und der Temperatur gibt es jedoch noch einen weiteren Faktor, damit sich ein Mensch in einem Innenraum wohl fühlt. Denn, wenn sich Menschen über eine längere Zeit in einem geschlossenen Innenraum aufhalten, führt dieses durch die
menschliche Atmung zu einem Anstieg des C02-Gehaltes im Innenraum. Der steigende CO2- Gehalt ist dafür verantwortlich, dass Menschen beginnen, müde und unkonzentriert zu werden, was auch in gesundheitliche Beschwerden münden kann. In einem solchen Fall ist der Mensch geneigt, ein Fenster zu öffnen, um einen Luftaustausch zu erreichen. Dabei strömt Außenluft, die zwar einen geringeren C02-Gehalt aufweist, ein, gleichzeitig beinhaltet diese Außenluft viele der oben beschriebenen Schadstoffe. Dadurch ist der C02-Gehalt im Innenraum zwar verringert, der Schadstoffanteil in der Innenraumluft aber wiederum erhöht.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, einen Luftreiniger breitzustellen, der zur
Regulierung insbesondere Verringerung eines C02-Gehalts in einem Innenraum geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Luftreiniger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen neben der Regulierung insbesondere Verringerung des C02-Gehalts in dem Innenraum in einer Energieeinsparung, da im Innenraum befindliche Wärme oder Kälte nicht durch einen Luftaustausch mit Außenluft abgegeben wird. Zur Verringerung des CC>2-Gehalts in der Innenraumluft muss nicht das Fenster geöffnet werden, um Außenluft in den Innenraum einzulassen.
Erfindungsgemäß ist ein Bioreaktor vorgesehen, der an und/oder in dem Gehäuse derart angeordnet ist, dass er von dem durch den Luftreiniger strömenden Luftstrom durchströmt wird, und der mindestens ein Lebewesen enthält, das ausgebildet ist, in dem Luftstrom enthaltenes C02 mittels Photosynthese zumindest teilweise in O2 umzuwandeln.
Der erfindungsgemäße Luftreiniger ist daher in der Lage, den Faktor C02-Gehalt der Innenraumluft zu regulieren, damit sich ein Mensch in einem Innenraum wohlfühlt. Das in der Innenraumluft enthaltene CO2 wird auch nicht an die Außenluft angegeben, so dass keine Leitung dorthin verlegt werden muss. Eine Filterung von CO2 aus der Innenraumluft mittels des erfindungsgemäßen Luftreinigers benötigt daher keine Verbindung zur Außenluft wie beispielsweise eine Ableitung aus dem Innenraum heraus. Dabei wird einem Menschen in dem Innenraum ein perfektes Raumklima bereitgestellt, wobei insbesondere ein 02-Gehalt in der Innenraumluft erhöht und der C02-Gehalt der Innenraumluft verringert werden. Dabei werden keine gefährlichen und/oder giftigen Substanzen eingesetzt noch entstehen solche Substanzen. Zudem wird das CO2 auch nicht in einem Speichermedium gespeichert, aus dem es wieder abgeben werden muss.
Der mindestens eine Filter ist bevorzugt geeignet, Luftschadstoffe aus der durch ihn strömenden Luft zu filtern. Luftschadstoffe sind bevorzugt Grobstaub, Feinstaub, Viren,
Bakterien, Keime, Gerüche, Pollen, Rauch und/oder Verbindungen insbesondere organische Verbindungen sowie flüchtige organische Verbindungen (VOCs), die gesundheitsgefährdend für den Menschen sind. Der mindestens eine Filter kann ein elektrostatischer Filter und/oder ein Luftwäscher sein. Bevorzugt ist der mindestens eine Filter ein Filter mit einem festen Filtermedium. Beispielsweise ist der mindestens eine Filter eine Drei-Filter-Kombination aus Vorfilter und Hochleistungs-Partikelfilter oder Schwebstofffilter oder Hochleistungs- Schwebstofffilter und Aktivkohlefilter.
Der in dem Gehäuse gebildete Einlass, der in dem Gehäuse gebildete Auslass, das in dem Gehäuse angeordnete Gebläse, der mindestens eine Filter und der Bioreaktor sind derart angeordnet, dass der von dem Einlass zu dem Auslass strömende Luftstrom durch den mindestens einen Filter und den Bioreaktor geführt wird. Bevorzugt sind die vorstehenden Teile derart angeordnet, dass der Luftstrom vom Einlass zuerst durch den mindestens einen Filter und dann durch den Bioreaktor und durch den Auslass strömt. Der Bioreaktor weist dabei einen Einlass zum Einlassen eines Luftstroms und einen Auslass zum Auslassen der Luft aus dem Bioreaktor auf. Der Bioreaktor weist mindestens ein Lebewesen auf, welches dazu ausgebildet ist, das im Luftstrom enthaltene CO2 zumindest teilweise mittels Photosynthese in O2 umzuwandeln. Dadurch kann verhindert werden, dass das Photosynthese betreibende Lebewesen mit Grobstaub, Feinstaub, Viren, Bakterien, Keime, Gerüche, Pollen, Rauch und/oder organische Verbindungen in Kontakt kommt und/oder sich die vorstehenden zu filternden Luftschadstoffe in dem Bioreaktor absetzen, da die durch den Bioreaktor strömende Luft von ihnen bereits von dem mindestens einen Filter vorgereinigt wird.
Die Photosynthese kann von Pflanzen, Algen und/oder Bakterien als Lebewesen betrieben werden, die ausgebildet ist, in dem Luftstrom enthaltenes CO2 mittels Photosynthese zumindest teilweise in O2 umzuwandeln. Es handelt daher um eine oxygene Photosynthese. Bei der oxygenen Photosynthese wird mithilfe eines oder mehrerer lichtabsorbierender Farbstoffe wie beispielsweise Chlorophyll aus energiearmen anorganischen Stoffen wie CO2 und Wasser energiereiche organische Verbindungen wie Kohlenhydrate insbesondere Glucose erzeugt, wobei O2 entsteht. Für die Photosynthese benötigen die Pflanzen und Algen Licht. Wenn kein Licht vorhanden ist, beginnt ein Respirationsprozess, welcher der Pflanze und Alge schaden zufügt.
Die Grundidee des Bioreaktors ist daher die Reduzierung von CO2 durch die Aktivität des Photosynthese betreibenden Lebewesens, welches CO2 mittels Photosynthese zumindest teilweise zu O2 und Biomasse umsetzt. Der Bioreaktor weist bevorzugt einen Behälter auf, der Wasser und das Lebewesen enthält. Wenn nun Luft in den Behälter eingeleitet wird, wandelt das mindestens eine Lebewesen das in der Luft befindliche CO2 durch
Photosynthese in energiereiche organische Verbindungen um, welche das mindestens eine Lebewesen zum Zellwachstum verwendet. Die Luft tritt anschließend C02-reduziert aus dem Bioreaktor und somit aus dem Luftreiniger aus. Der Luftreiniger kann aber muss nicht eine eigene Lichtquelle aufweisen. Bevorzugt weist sie eine Leuchteinrichtung auf, da damit Bedingungen für eine permanente Photosynthese erreicht werden.
Der Bioreaktor ist bevorzugt außerhalb des Gehäuses angeordnet. Bevorzugt ist er auf dem Gehäuse angeordnet, bezogen auf die betriebsgemäße Aufstellposition des Luftreinigers. Beispielsweise können das Gehäuse und der Bioreaktor derart ausgebildet sein, dass der Bioreaktor auf das Gehäuse aufsteckbar ist. Dadurch ist er leicht austauschbar. Ggf. können der Bioreaktor und/oder das Gehäuse ein oder mehrere Sicherungselemente aufweisen, die einen aufgesteckten Bioreaktor an dem Gehäuse zusätzlich sichern. Damit kann ein Abheben des Bioreaktors von dem Gehäuse und/oder ein Ablösen des Bioreaktors von dem Gehäuse beispielsweise bei einem Umwerfen des Luftreinigers unterbunden werden.
Das mindestens eine Photosynthese betreibende Lebewesen ist bevorzugt derart ausgewählt, dass es bei geringen C02-Partialdrücken ein stabiles Wachstum zeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Photosynthese betreibende Lebewesen mindestens eine Alge. Eine Alge ist ein pflanzenähnliches Lebewesen. Unter dem Ausdruck„Alge“ ist ein eukaryotisches Lebewesen zu verstehen, das im Wasser lebt und Photosynthese betreibt. Anhand ihrer Größe können Algen in zwei Gruppen eingeteilt werden. Als Mikroalgen werden mikroskopisch kleine Arten bezeichnet; zu ihnen gehören insbesondere ein- und wenigzeilige Formen. Eine Mikroalge ist mit bloßem Auge nicht erkennbar. Eine Makroalge oder Großalge ist dagegen mehrzellig und mit bloßem Auge erkennbar. Vorteile der Verwendung von Algen im Vergleich zu Pflanzen sind ein Ausbleiben von Abfällen wie Wurzeln, abgestorbenen Blättern, Blüten und dgl. und ein geringerer Wasserverbrauch.
Traditionell werden Cyanobakterien als„Blaualgen“ bezeichnet. Die Bezeichnung„Blaualgen“ wird für alle Cyanobakterien verwendet - auch für diejenigen, die kein Phycocyanin als Photosynthese-Farbstoff enthalten und nicht blaugrün gefärbt sind. Früher wurden sie zu den Phycophyta d.h. den Algen gerechnet und als Klasse Cyanophyceae geführt. Cyanobakterien besitzen im Gegensatz zu Algen aber keinen echten Zellkern und sind daher Prokaryoten. Als Prokaryoten sind sie mit den als„Algen“ bezeichneten eukaryotischen Lebewesen nicht verwandt und sind streng genommen keine Algen. Im Sinne der Erfindung umfasst der Ausdruck„Algen“ jedoch auch Cyanobakterien. Unter dem Ausdruck„Alge“ ist daher neben dem vorstehend erwähnten eukaryotischen Lebewesen auch ein Cyanobakterium zu verstehen, das im Wasser lebt und Photosynthese betreibt.
Die mindestens eine Alge ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
Cyanophyceae (Blau- und Grünalgen), Chlorophyceae (Grünalgen), Bacillariophyceae (Diatomeen) und Chrysophyceae (Goldalgen). Beispielsweise ist die mindestens eine Alge ausgewählt aus Isochrysis (goldbrauner Flagellat Prymnesiophyceae), Chaetoceros
(Kieselalge), Chlorella (einzellige Grünalge) und/oder Arthrospira (Spirulina - Cyanobakterium (Blaualge)).
Bevorzugter ist das mindestens eine Photosynthese betreibende Lebewesen mindestens eine Mikroalge. Bevorzugt ist die mindestens eine Mikroalge eine Spirulina-Alge und/oder Chlorella-Alge. Die Spirulin-Alge gehört zu der Gattung der Cyanobakterien, die im Sinne der Erfindung zu den Blaualgen zählen, während die Chlorella-Alge eine Süßwasseralge ist.
Bevorzugt ist das mindestens eine Photosynthese betreibende Lebewesen als
Suspensionskultur in dem Bioreaktor enthalten. D.h., das Lebewesen wächst nicht auf Glas oder Plastik, sondern in einem flüssigen Medium als Suspension. Jedes Lebewesen muss jedoch nicht einzeln vorliegen, die Lebewesen können auch als mehrzellige Aggregate vorliegen. Das flüssige Medium ist bevorzugt Wasser. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Bioreaktor als Plattenreaktor ausgebildet. Dadurch verteilt sich das Licht in dem Bioreaktor gleichmäßiger. Der
Plattenreaktor funktioniert nach dem Prinzip eines Airlift-Reaktors. Der Reaktor weist
Blasensäulen auf, die von Luftblasen durchströmt werden. Eine Umwälzung wird durch einen kontrollierten Lufteintrag innerhalb einer konstruktiv festgelegten Schlaufe erreicht. Dadurch kommt jedes einzelne Lebewesen für kurze Zeit an eine Reaktoroberfläche und so in den Genuss von Licht. Der Bioreaktor ist bevorzugt derart ausgelegt, dass die Luft bodenseitig zugeführt wird und kopfseitig austritt, bezogen auf die betriebsgemäße Aufstellposition.
Bevorzugt ist der Bioreaktor aus Stegplatten ausgebildet, die mit mindestens einem
Membranmodul versehen sind, durch das der Luftstrom strömt. Mittels des Membranmoduls kann ein starkes Begasen des sich in dem Bioreaktor befindenden Lebewesens vermieden werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Luftreiniger ferner eine Leuchteinrichtung auf. Dies hat den Vorteil, dass er den CC>2-Gehalt der Luft auch verringern kann, wenn er in einem dunklen Raum ohne Lichteinfall angeordnet ist. Bevorzugt ist die Leuchteinrichtung an, auf und/oder in dem Bioreaktor angeordnet, bezogen auf die betriebsgemäße Aufstellposition des Luftreinigers. Bevorzugt ist die Leuchteinrichtung in dem Bioreaktors angeordnet.
Dadurch wird eine optimale und direkte Beleuchtung des Bioreaktors sichergestellt. Die eingetragene Lichtenergie der Leuchteinrichtung korreliert direkt mit der umzusetzenden CO2- Menge, um einen optimalen Betrieb zu ermöglichen.
Die Leuchteinrichtung kann in dem Bioreaktor koaxial angeordnet sein. Der Bioreaktor ist in diesem Fall bevorzugt als Rohr ausgebildet, an dessen Rohrenden jeweils ein
Membranmodul angeordnet ist, durch die der Luftstrom strömt. Mittels des Membranmoduls kann ein starkes Begasen des sich in dem Bioreaktor befindenden Lebewesens vermieden werden.
Bevorzugt weist die Leuchteinrichtung Leuchtdioden (LEDs) auf. Diese sind kostengünstig. Vorzugsweise weist die Leuchteinrichtung einen oder mehrere LED-Paneele auf.
Bei der Photosynthese werden alle sichtbaren Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums verwertet werden. Es gibt aber verschiedene Arten von Chlorophyll, die ausgebildet sind, spezifische Wellenlängen des Lichtes absorbieren. Die Farbe des Lichts ist daher für den Energieeinsatz bestimmend. Insbesondere sind Photosynthese betreibende Lebewesen ausgebildet, rotes und blaues Licht zu absorbieren, um Photosynthese zu betreiben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leuchteinrichtung ausgebildet, Emissionswellenlängen im Bereich von rotem Licht auszusenden. Emissionswellenlängen von rotem Licht liegen im Bereich von 620 bis 780 nm. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Luftreiniger weiterhin einen Luftbefeuchter und/oder Feuchtesensor auf. Darüber kann der Faktor Luftraumfeuchte in dem Innenraum geregelt werden. Dieser Faktor ist ein wesentlicher Faktor, damit sich ein Mensch in einem Innenraum wohl fühlt.
Bevorzugt weist der Luftreiniger weiterhin einen Temperatursensor auf. Darüber kann eine Regelung der Innenraumtemperatur mittels des Luftreinigers und/oder mittels einer
Heizungsanlage des Gebäudes, in dem sich der Innenraum befindet erfolgen. Auch der Faktor Temperatur ist ein wesentlicher Faktor, damit sich ein Mensch in einem Innenraum wohl fühlt.
Insbesondere wenn der Luftreiniger einen Luftbefeuchter, einen Feuchtesensor und einen Temperatursensor aufweist, können mit dem Luftreiniger die Faktoren CC>2-Gehalt in der Innenraumluft, Temperatur und Luftfeuchte derart eingestellt werden, dass sich ein Mensch in dem Innenraum wohl fühlt. Dann können alle drei Faktoren, Temperatur, Luftfeuchte und C02-Gehalt, eingestellt werden, die erforderlich sind, damit sich ein Mensch in dem
Innenraum wohl fühlt.
Bevorzugt weist der Luftreiniger weiterhin ein WLAN-Modul auf. Das WLAN-Modul ist bevorzugt ausgebildet, mit einer zu dem Luftreiniger externen Steuerungs- und/oder
Regelungseinrichtung verbunden zu werden, die ausgebildet ist, einen oder mehrere
Parameter des Luftreinigers wie einen Lichteintrag in den Bioreaktor mittels der
Leuchteinrichtung, eine Leistung, mit der das Gebläse betrieben wird, eine Stärke des durch den Luftreiniger strömenden Luftstroms, eine in dem Innenraum zu erreichende Luftfeuchte und/oder eine in dem Innenraum zu erreichende Temperatur einzustellen. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kann beispielsweise Bestandteil eines SmartHome sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Luftreiniger auch eine Bedientafel und/oder einen oder mehrere Einstellknöpfe oder dgl. aufweisen, mittels der und/oder denen der oder die vorstehend genannten Parameter eingestellt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Pumpe auf, die ausgebildet ist, dem Bioreaktor Luft aus dem Gehäuse und damit dem Innenraum zuzuführen. Die Pumpe ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie Luftbläschen in dem Bioreaktor verteilen kann, sodass die Kontaktzeit von Luft mit dem mindestens einen Lebewesen optimiert ist. Die Pumpenleistung ist bevorzugt einstellbar, sodass sie auf den Innenraum und auch die gegebene C02-Belastung angepasst werden kann. Bevorzugt ist die Pumpe derart ausgelegt und angeordnet, dass der Bioreaktor und das sich darin befindliche Lebewesen und Wasser umgewälzt werden können. Bevorzugt ist die Pumpe derart in dem Luftreiniger angeordnet, dass ihr Luft von dem Gebläse zugeführt wird. Bevorzugt ist die Pumpe zwischen dem Bioreaktor und dem Gebläse angeordnet.
Bevorzugt weist die Vorrichtung einen Verdichter auf, der ausgebildet ist, eine CO2- Konzentration im Luftstrom zu verdichten, der dem Lebewesen in dem Bioreaktor zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Performance weiter gesteigert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bioreaktor auf die Leuchteinrichtung aufsteckbar. Bei Bedarf kann die Leuchteinrichtung und/oder der Behälter vom Nutzer unter Abnehmen von dem Gehäuse ausgetauscht werden, ohne, dass der Nutzer mit dem mindestens einem Lebewesen in Berührung kommt. Dadurch wird ein Risiko von
Kontaminationen beispielsweise mit Keimen, Bakterien, Viren oder dgl. beim Austauschen vermieden. Bevorzugt ist der Behälter als ein inertes, in sich abgeschlossenes System eingesetzt, sodass der gesamte Behälter vom Nutzer ausgetauscht werden kann, ohne dass dieser mit dem Lebewesen Berührung kommt. Die Leuchteinrichtung und/oder der Bioreaktor sind daher lösbar bevorzugt mit dem Gehäuse verbunden beispielsweise auf das Gehäuse aufgesteckt. Der Nutzer kann dadurch den Bioreaktor beispielsweise zur Aufbereitung austauschen.
Der Luftreiniger ist bevorzugt freistehend ausgebildet. Bevorzugt ist das Gehäuse
ausgebildet, auf einer Ebene wie einer Tischplatte oder dgl. frei zu stehen.
Der Luftreiniger kann in einem Innenraum wie einem Wohnraum, Büro, Konferenzraum, Klassenzimmer und dergleichen, in dem ein oder mehrere Menschen aufhalten können, als Luftreiniger eingesetzt werden. Denkbar ist aber auch ein Betrieb des Luftreinigers in einer zentralen Heizungsanlage, Lüftungsanlage, Klimaanlage und/oder Klimagerät eines
Gebäudes, in denen sich ein oder mehrere Menschen nicht unmittelbar aufhalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Figur 1 eine schematische Darstellung von Komponenten eines erfindungsgemäßen
Luftreinigers;
Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Luftreinigers mit Bioreaktor;
Figur 3 eine Draufsicht eines Luftreinigers mit Bioreaktor. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung von Komponenten des erfindungsgemäßen Luftreinigers. Der Luftreiniger weist ein Gehäuse 1 auf. In dem Gehäuse 1 ist ein Einlass (nicht gezeigt) gebildet, der zum Einlassen von Luft in das Gehäuse 1 ausgebildet ist. Ferner ist in dem Gehäuse 1 ein Auslass (nicht gezeigt) gebildet, der zum Auslassen von Luft aus dem Gehäuse 1 ausgebildet ist. Der Luftreiniger weist weiterhin ein in dem Gehäuse 1 angeordnetes Gebläse 2 zur Erzeugung eines Luftstroms auf, der von dem Einlass zu dem Auslass strömt, wie durch Pfeile angedeutet ist. Nach dem Strömen der Luft durch den Einlass strömt die Luft durch mindestens einen Filter 3 des Luftreiniger, der zum Reinigen des von dem Einlass zu dem Auslass strömenden
Luftstroms von Luftschadstoffen wie Staub, Viren, Bakterien, Keimen, Pollen, Gerüchen, Rauch und/oder organischen Verbindungen ausgebildet ist.
Der Luftreiniger weist weiterhin einen Luftbefeuchter 8 und einen Feuchtesensor (nicht gezeigt) auf, damit eine Luftraumfeuchte in dem Innenraum reguliert werden kann, in dem sich der Luftreiniger befindet. Zudem weist der Luftreiniger einen Temperatursensor (nicht gezeigt) auf.
Der Luftreiniger weist ferner einen Bioreaktor 4 auf, der auf dem Gehäuse 1 angeordnet ist, bezogen auf die betriebsgemäße Aufstellposition des Luftreinigers. Der Bioreaktor 4 ist derart angeordnet, dass er nach dem mindestens einen Filter 3 von dem Luftstrom durchströmt wird. Der Luftstrom tritt aus dem Auslass des Gehäuses 1 aus und in den Biorektor 4 ein. Aus dem Bioreaktor 4 tritt die in und durch den Luftreiniger strömende Luft aus. Um einen
Lufteintritt und -austritt aus dem Bioreaktor 4 zuzulassen, weist der Bioreaktor 4
Membranmodule (nicht gezeigt) auf, so dass durch die Membranen Luft strömen kann. Der Bioreaktor 4 enthält mindestens ein Lebewesen 5 insbesondere mindestens eine
Mikroalge auf, die ausgebildet ist, in dem Luftstrom enthaltenes CO2 mittels Photosynthese zumindest teilweise in O2 umzuwandeln. In dem Bioreaktor 4 ist eine Leuchteinrichtung 6 angeordnet, die angeordnet und ausgebildet ist, durch ihren Lichteinfall in den Bioreaktor 4 die dort stattfindende Photosynthese zu unterstützen und/oder zu bewirken. Der Luftreiniger enthält ferner ein WLAN-Modul 7, das ausgebildet ist, sich mit einer
Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (nicht gezeigt) zu verbinden, die ausgebildet ist, einen oder mehrere Parameter des Luftreinigers wie einen Lichteintrag in den Bioreaktor 4 mittels der Leuchteinrichtung 6, eine Leistung, mit der das Gebläse 2 betrieben wird, und dgl. einzustellen. Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Luftreinigers mit Bioreaktor 4 Der Luftreiniger ist zur Regulierung eines C02-Gehalts in einem Innenraum ausgebildet und weist einen Bioreaktor 4 auf, der einen Einlass (nicht gezeigt) zum Einlassen der Luft aus dem Innenraum, einen Auslass (nicht gezeigt) zum Auslassen der Luft aus dem Bioreaktor 4 und Lebewesen 5 aufweist, die ausgebildet sind, in der Luft enthaltenes C02 zumindest teilweise mittels Photosynthese in 02 umzuwandeln. Eine Führung von Innenraumluft durch die Vorrichtung ist durch Pfeile symbolisiert, wobei in die Vorrichtung wird C02-haltige Luft durch den Einlass eingeführt und 02-haltige Luft aus dem Auslass ausgeführt wird. Die Lebewesen 5 sind Mikroalgen, die als Suspension in Wasser (nicht gezeigt) angeordnet ist.
Die Vorrichtung weist ferner eine Leuchteinrichtung 6 auf, die in dem Bioreaktor 4 angeordnet ist. Sie ist derart angeordnet und ausgebildet, dass sie die Lebewesen 5 mit Licht bestrahlt.
Die Vorrichtung weist weiterhin eine Pumpe 9 auf, die ausgebildet ist, dem Bioreaktor 4 Luft aus dem Innenraum zuzuführen. Die Pumpe 9 ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie Luft- und CO2-Bläschen 11 in dem Bioreaktor 4 verteilen kann.
Die Vorrichtung enthält optional ein Gebläse 2 und einen Verdichter 10. Das optionale Gebläse 2 ist ausgebildet ist, Luft aus dem Innenraum anzusaugen und der Pumpe 9 zuzuführen. Der optionale Verdichter 10 ist ausgebildet ist, eine C02-Konzentration im Luftstrom zu verdichten, der den Lebewesen 5 in dem Bioreaktor 4 zugeführt wird. Die Pumpe 9, das optionale Gebläse 2 und der optionale Verdichter 10 sind in einem
Gehäuse 1 angeordnet, der als Tisch- und/oder Standfuß dient.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Luftreiniger. Gezeigt ist eine Draufsicht von oben auf den Luftreiniger, bezogen auf dessen betriebsgemäße Aufstellposition, wobei die Lebewesen 5 und das Gehäuse der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind. Der Bioreaktor 4 ist als mehrere Rohre mit verschiedenen Durchmessern ausgebildet. Zwischen den Rohren sind mehrere rohrförmig ausgebildete Leuchteinrichtungen 6 mit verschiedenen Durchmessern angeordnet, die derart dimensioniert und ausgestaltet ist, dass sie zwischen die Rohre des Bioreaktors 4 eingepasst sind. Rohre des Bioreaktors 4 und die
Leuchteinrichtungen 6 sind alternierend angeordnet. Bei der Fig. 2 ist nur eine
Leuchteinrichtung 6 und ein Rohr des Bioreaktors 4 der Übersichtlichkeit halber gezeigt.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Gebläse
3 Filter
4 Bioreaktor
5 Lebewesen
6 Leuchteinrichtung
7 WLAN-Modul
8 Luftbefeuchter
9 Pumpe
10 Verdichter
11 Luft- und CO2-Bläschen

Claims

Patentansprüche
1. Luftreiniger, aufweisend ein Gehäuse (1 ), einen in dem Gehäuse (1 ) gebildeten Einlass, der zum Einlassen von Luft in das Gehäuse (1 ) ausgebildet ist, einen in dem Gehäuse (1 ) gebildeten Auslass, der zum Auslassen von Luft aus dem Gehäuse (1 ) ausgebildet ist, ein in dem Gehäuse (1 ) angeordnetes Gebläse (2) zur Erzeugung eines Luftstroms, der von dem Einlass zu dem Auslass strömt, mindestens einen Filter (3), der zum Reinigen des von dem Einlass zu dem Auslass strömenden Luftstroms ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einen Bioreaktor (4), der an und/oder in dem Gehäuse (1 ) derart angeordnet ist, dass er von dem Luftstrom durchströmt wird, und der mindestens ein Lebewesen (5) enthält, das ausgebildet ist, in dem Luftstrom enthaltenes C02 mittels
Photosynthese zumindest teilweise in O2 umzuwandeln.
2. Luftreiniger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine
Photosynthese betreibende Lebewesen (5) mindestens eine Alge, bevorzugter eine Mikroalge ist.
3. Luftreiniger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Photosynthese betreibende Lebewesen (5) als Suspensionskultur in dem Bioreaktor (4) enthalten ist.
4. Luftreiniger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bioreaktor aus Stegplatten ausgebildet ist, die mit mindestens einem Membranmodul versehen sind, durch das der Luftstrom strömt.
5. Luftreiniger nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine
Leuchteinrichtung (6).
6. Luftreiniger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchteinrichtung (6) Leuchtdioden aufweist.
7. Luftreiniger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Leuchteinrichtung ausgebildet ist, Emissionswellenlängen im Bereich von rotem Licht auszusenden.
8. Luftreiniger nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein
WLAN-Modul (7).
9. Luftreiniger nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen
Luftbefeuchter (8) und/oder einen Feuchtesensor.
10. Luftreiniger nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperatursensor.
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