ES2332879T3 - Metodo de purificacion de aire y sistema de control para un purificador de aire fotocatalitico. - Google Patents

Metodo de purificacion de aire y sistema de control para un purificador de aire fotocatalitico. Download PDF

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Abstract

Un método de purificar aire, comprendiendo el método las operaciones de: hacer circular aire a través de un sistema de tratamiento de aire, de tal manera que el aire hecho circular entre en contacto con un purificador de aire (10) dentro del sistema de tratamiento de aire para purificar el aire, teniendo el purificador de aire al menos un substrato revestido catalítico (122); iluminar al menos una lámpara de luz ultravioleta (20) dispuesta cerca del substrato (122) del purificador de aire para oxidar compuestos orgánicos en el aire hecho circular que ha de ser purificado; generar una señal de demanda que es representativa de una condición en un espacio acondicionado al que el aire purificado es hecho circular; y modular el funcionamiento de dicho purificador de aire (10) en respuesta a la señal de demanda, caracterizado porque la operación de modular el funcionamiento del purificador de aire comprende hacer funcionar medios de modulación (213) para variar la energía a dicha al menos una lámpara de luz ultravioleta (20) a fin de modular la purificación del aire hecho circular que entra en contacto con el purificador de aire (10).

Description

Método de purificación de aire y sistema de control para un purificador de aire fotocatalítico.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere en general a limpiadores de aire fotocatalíticos y, más en particular, a un sistema de control para modular el funcionamiento de los mismos.
El proceso de eliminar o reducir las sustancias orgánicas contaminantes de un fluido poniendo en contacto el fluido con un material semiconductor metálico fotorreactivo en presencia de luz ultravioleta ha sido conocido durante mucho tiempo. Una aplicación es la de eliminar la toxicidad del aire que es acondicionado y puesto en circulación dentro de un edificio. Es decir, dentro de la corriente de aire en circulación, una luz ultravioleta (UV) es obligada a someter a radiación a un substrato que está revestido con un fotocatalizador tal como dióxido de titanio para originar una reacción de oxidación fotocatalítica a fin de eliminar compuestos orgánicos volátiles indeseables (VOCs) y contaminantes microbiológicos tales como bacterias, mohos y virus que puedan encontrarse en la corriente de aire. Dicho proceso favorece sustancialmente los aspectos ambientales y sanitarios de un sistema de acondicionamiento de aire e incluso puede mejorar el nivel de comodidad en el espacio acondicionado.
Una solución para hacer funcionar dicho purificador de aire catalítico es instalarlo en un sistema de tal manera que tenga que funcionar en todo momento, es decir, con la luz ultravioleta siempre encendida. Aunque esto asegura que se produzca la cantidad máxima de purificación, también es costoso y antieconómico ya que mucho de ese tiempo de funcionamiento no sería necesario o ni siquiera eficaz. Por ejemplo, durante períodos en los que no fluya aire sobre el substrato, tal como cuando el ventilador está desconectado, se produciría poca o ninguna eliminación de toxicidad y, por tanto, habría pocas razones para tener la lámpara de luz ultravioleta encendida.
Otra posibilidad es la de conectar y desconectar el purificador de aire con el sistema de acondicionamiento de aire. Si bien esto ahorrará energía y prolongará la vida de las bombillas de luz ultravioleta, no obstante dará por resultado el uso innecesario del purificador de aire en los momentos en los que no sea necesario y el no uso del mismo durante períodos en los que sea necesario, tal como, por ejemplo, cuando un espacio haya sido enfriado hasta una temperatura deseada pero todavía haya impurezas en el aire. El documento EP-A-0798143 describe un purificador de aire para un automóvil. Las reivindicaciones 1 y 2 se caracterizan por esta descripción. El documento US 5.835.849 describe un desintoxicador fotocatalítico. El documento US 5.935.538 describe el acondicionamiento fotocatalítico de partículas de cenizas volantes de gas de chimenea.
Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un método y aparato para controlar el funcionamiento de un purificador de aire fotocatalítico para obtener un uso eficaz, eficiente y económico del mismo a fin de reducir así sus costes de funcionamiento y mantenimiento. Este objeto y otras características y ventajas resultarán más fácilmente evidentes haciendo referencia a la siguiente descripción cuando se toma en unión de los dibujos
adjuntos.
Sucintamente, de acuerdo con un primer aspecto amplio de la presente invención, se proporciona un método de purificar aire según la reivindicación 1. De acuerdo con otro aspecto amplio de la presente invención, se proporciona un sistema de purificación de aire según la reivindicación 2. En sus realizaciones preferidas al menos, un purificador de aire fotocatalítico es controlado para que funcione solamente en el grado necesario indicado por las condiciones del interior de un espacio. Por consiguiente, se optimiza el proceso de purificación con respecto a rendimiento y economía.
De acuerdo con una realización de la invención, el grado del funcionamiento del purificador es controlado en respuesta a la percepción de ciertas condiciones del interior del espacio. Por ejemplo, se usa un sensor diseñado para medir la cantidad de compuestos orgánicos volátiles o contaminantes microbiológicos para controlar las condiciones de conexión/desconexión del purificador para que funcione solamente cuando sea necesario destruir los contaminantes que sean percibidos. Cuando el nivel de contaminantes haya sido reducido a un nivel de umbral predeterminado, el control parará automáticamente el purificador.
El proceso de purificación de aire es controlado por el grado de funcionamiento y preferiblemente entre las condiciones de conexión/desconexión. Es decir, en respuesta a las condiciones percibidas, la corriente a las lámparas y, preferiblemente, el número de lámparas de luz ultravioleta son selectivamente variados. Otra variable que puede ser controlada es el "tiempo de reposo" que puede ser cambiado controlando la cantidad de aire o el flujo de la corriente de aire que pasa sobre el purificador de aire. Esto se realiza controlando la velocidad del ventilador o la posición del regulador de tiro.
En los dibujos descritos en lo que sigue, se representan realizaciones preferidas; sin embargo, pueden hacerse en las mismas otras diversas modificaciones y construcciones sin apartarse del alcance de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en planta de un purificador fotocatalítico;
La figura 2 es una vista en sección transversal del purificador fotocatalítico tomada a través de la línea 2-2 de la figura 1;
La figura 3 es una vista de detalle del elemento de filtro en forma de panal representado en la figura 2;
La figura 4 es una representación diagramática de una unidad de serpentín de ventilador de acuerdo con una primera realización de la invención, que muestra el purificador fotocatalítico representado en las figuras 1-3 en una posición de uso;
La figura 5 es una representación diagramática de una unidad de serpentín de ventilador de acuerdo con la primera realización de la invención, que muestra el purificador fotocatalítico representado en las figuras 1-3 en una posición retraída;
La figura 6 es una representación diagramática de una unidad de serpentín de ventilador de acuerdo con una segunda realización de la invención, que muestra el purificador fotocatalítico representado en las figuras 1-3 en una posición retraída;
La figura 7 muestra una ilustración esquemática de la presente invención con un control incluído;
La figura 8 muestra una ilustración esquemática de la parte de control de la presente invención; y
La figura 9 es una representación gráfica del rendimiento de un purificador de aire en función de la humedad.
Descripción de la realización preferida
Se hará ahora referencia en detalle a las presentes realizaciones preferidas de la invención, ejemplos de las cuales se ilustran en los dibujos que se acompañan. Siempre que sea posible, se usarán los mismos números de referencia en todos los dibujos para referirse a partes iguales o similares. En la figura 1 se muestra una realización ilustrativa del purificador fotocatalítico de la presente invención, que está designado generalmente en toda la descripción por el número de referencia 10.
De acuerdo con la invención, la presente invención incluye un purificador de aire catalítico para su uso en una unidad de serpentín de ventilador o un conducto. El purificador comprende un recinto modular que tiene un mecanismo de alineación retráctil. El mecanismo de alineación retráctil está configurado para mover el recinto entre una posición de uso alineada dentro de la unidad de serpentín de ventilador y una posición retraída. El purificador fotocatalítico incluye una primera estructura de filtro en forma de panal que tiene una capa catalítica dispuesta en ella. Una segunda estructura de filtro en forma de panal está dispuesta junto a la primera estructura de filtro en forma de panal, teniendo también la segunda estructura de filtro en forma de panal la capa catalítica dispuesta sobre ella. Al menos una lámpara de luz ultravioleta está dispuesta entre la primera estructura de filtro en forma de panal y la segunda estructura de filtro en forma de panal. La capa catalítica reacciona con los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) transportados en el aire y los bioaerosoles cuando es activada por la luz ultravioleta para oxidar con ello los compuestos orgánicos volátiles y destruir los bioaerosoles.
Por tanto, el purificador fotocatalítico de la presente invención elimina sustancialmente los olores, los compuestos orgánicos volátiles y los bioaerosoles del aire dirigido a través de un serpentín de ventilador al tiempo que reduce al mínimo las revisiones y el mantenimiento. Además, el purificador de aire fotocatalítico se instala y retira cómodamente para fines de mantenimiento.
Como se expresa en esta memoria y se representa en la figura 1, se describe una vista en planta de un purificador fotocatalítico. El purificador fotocatalítico 10 está dispuesto en un alojamiento de serpentín de ventilador 102, entre un filtro de medios y una unidad de serpentín de ventilador 30. Una persona versada con conocimientos normales reconocerá que esta realización de la presente invención puede ser empleada también en un sistema de conductos en lugar de en una unidad de serpentín de ventilador. El purificador fotocatalítico 10 incluye al menos una capa de filtro 12 que tiene al menos una lámpara de luz ultravioleta 20 dispuesta entre un elemento de filtro en forma de panal 14 y un elemento de filtro en forma de panal 16. En la realización representada en la figura 1, está formada una segunda capa de purificador fotocatalítico 12' disponiendo lámparas de luz ultravioleta 22 entre el elemento de filtro 16 y un elemento de filtro 18. Cada capa de filtro adicional 12 aumenta el rendimiento del filtro 10. Así, el purificador fotocatalítico 10 puede incluir una pluralidad de capas de filtro 12 que incluya al menos una lámpara de luz ultravioleta 20 dispuesta entre los elementos de filtro en forma de panal 14 y 16. En una realización, el filtro 10 incluye una lámpara autónoma de luz ultravioleta 24 dispuesta cerca del serpentín de ventilador 30 y la bandeja de recogida de goteos (no mostrada) del serpentín de ventilador. El objeto de la lámpara de luz ultravioleta 24 es destruir cualesquiera microbios que pudieran fijarse al serpentín de ventilador 30 y su bandeja de recogida de goteos. En otra realización, el filtro 10 no incluye la lámpara de luz ultravioleta 24.
La figura 2 es una vista en sección transversal del filtro 10 tomada a través de la línea A-A de la figura 1. La vista en sección transversal muestra claramente la estructura en forma de panal del elemento de filtro 12. Puede emplearse cualquier estructura adecuada; sin embargo, se prefiere la estructura en forma de panal de los elementos de filtro 14, 16 y 18 a causa de que se mantiene la presión del aire cuando el aire se dirige a través del filtro 10. Los elementos de filtro 14, 16 y 18 incluyen un revestimiento catalítico 120 dispuesto sobre los mismos. Como se representa en la figura 2, las lámparas de luz ultravioleta 20 están situadas para dirigir la radiación ultravioleta al interior de los elementos de filtro en forma de panal 14 y 16. Como se muestra en la figura 2, la sección transversal del purificador fotocatalítico 10 es igual que la sección transversal del alojamiento de serpentín de ventilador 102. Así, el purificador 10 purifica todo el volumen de aire que pasa a través del serpentín de ventilador.
La figura 3 es una vista de detalle del elemento de filtro en forma de panal 14, que muestra el revestimiento catalítico 120 y el substrato 122. Una persona versada con conocimientos normales reconocerá que en los elementos 14, 16, ó 18 puede disponerse cualquier revestimiento catalítico adecuado, pero se muestra a título de ejemplo un revestimiento de dióxido de titanio. Una persona versada con conocimientos normales reconocerá también que puede usarse cualquier material adecuado como material de substrato para los elementos de filtro 14, 16 y 18, pero se muestra a título de ejemplo un substrato cerámico. En otras realizaciones, se usan un substrato de aluminio o un substrato de aleación de FeCrAIY. Ambos substratos cerámico y de aluminio son deseables en aplicaciones que requieran elementos de filtro no inflamables. Si la falta de inflamabilidad no es un problema, el substrato 122 usado en los elementos de filtro 14, 16 y 18 podrían fabricarse usando un material de papel. Una persona versada con conocimientos normales reconocerá también que puede usarse cualquier geometría de substrato adecuada. La geometría puede incluir panales, aletas, malla, una estructura de tipo de filtro, un tipo fibroso, o una estructura filamentosa.
El purificador fotocatalítico 10 emplea tecnología de oxidación fotocatalítica para eliminar sustancialmente olores, compuestos orgánicos volátiles indeseables (VOCs) y bioaerosoles. El aire que se propaga a través del purificador 10 pasa por la capa catalítica 120. En la oxidación fotocatalítica de gas-sólido (PCO), una corriente de aire cargada de compuestos orgánicos volátiles es puesta en contacto con un catalizador de titanio dispuesto en la capa 120. La luz ultravioleta activa el catalizador. Los compuestos orgánicos volátiles reaccionan con el catalizador activado y son convertidos en dióxido de carbono y agua por oxidación. Este proceso tiene lugar a temperatura ambiente. Puesto que el proceso tiene lugar a temperatura ambiente, el coste de funcionamiento es mucho menor que con oxidadores térmicos convencionales de alta temperatura. La oxidación fotocatalítica de gas-sólido (PCO) destruye una amplia gama de contaminantes que haya en las corrientes de aire. Los elementos de filtro 14, 16 y 18 no son degradados con el transcurso del tiempo por la luz ultravioleta y de este modo no necesitan ser sustituídos incluso después de un uso prolongado y continuo. Deberá mencionarse también que los bioaerosoles son igualmente destruídos por su exposición a la luz ultravioleta.
Tal como se incorpora aquí y se representa en la figura 4, una unidad de serpentín de ventilador 100 incluye un alojamiento 102 que está conectado a una caja de suspensión 104. La caja de suspensión 104 está fijada a un techo o a algún otro elemento estructural del edificio que acomoda la unidad de serpentín de ventilador 100. La unidad de serpentín de ventilador 100 incluye un purificador fotocatalítico 10 que está dispuesto en el alojamiento 102 entre el filtro de medios 50 y el serpentín de ventilador 30. El serpentín de ventilador 30 incluye un suministro de agua fría 34 y un suministro de agua caliente 36. El suministro de agua fría 34 y el suministro de agua caliente 36 incluyen válvulas (no mostradas) que son controladas por un controlador de serpentín de ventilador 110 para regular de este modo el calentamiento y el enfriamiento dentro del espacio acondicionado. La unidad de serpentín de ventilador 100 incluye también un ventilador 32 que arrastra una corriente de aire desde el retorno de aire 42 a través del purificador fotocatalítico 10 y el serpentín de ventilador 30. La corriente de aire es dirigida luego al espacio acondicionado a través de un conducto de suministro de aire 40. En la figura 4, se muestra el purificador fotocatalítico 10 en la posición de uso, estando dispuesto junto al filtro 50. El purificador fotocatalítico 10 incluye un recinto modular 60 que tiene un mecanismo de alineación retráctil 62. El mecanismo de alineación retráctil 62 está configurado para mover el recinto 60 entre una posición de uso alineada dentro de la unidad de serpentín de ventilador y una posición retraída. En esta realización, el mecanismo de alineación 62 es una estructura de puerta articulada. El mecanismo 62 incluye un brazo 64 que se usa para mantener el recinto 60 en la posición de uso. En la figura 5 se representa la posición retraída.
Resultará evidente a los versados con conocimientos normales en la técnica pertinente que pueden hacerse modificaciones y variaciones en el control de serpentín de ventilador 110 de la presente invención dependiendo de los requisitos de coste y de la complejidad de la aplicación. Por ejemplo, puede utilizarse la unidad de serpentín de ventilador 100 como una unidad autónoma en una vivienda unifamiliar, o como una unidad entre muchas en una arquitectura compleja. Por ejemplo, la unidad de serpentín de ventilador 100 puede emplearse en una estructura de múltiples pisos que tenga una pluralidad de zonas de aire acondicionado. El control de serpentín de ventilador 110 incluye soporte lógico inalterable que contiene el programa de control necesario para controlar las válvulas de agua, el ventilador 32 y las lámparas de luz ultravioleta 20, 22 y 24 incluídas en el purificador fotocatalítico 10. El programa de control es ejecutado por un microprocesador integrado incluído en el control de serpentín de ventilador 110. En otra realización, el control de serpentín de ventilador 110 es implementado usando un controlador lógico.
El control de serpentín de ventilador 110 incluye varios modos de funcionamiento. El primer modo es un "modo no ocupado". En este modo, el nivel de comodidad proporcionado por la unidad de serpentín de ventilador 100 no tiene que estar a un nivel óptimo a causa de que nadie está en el espacio acondicionado. El calentamiento y enfriamiento de la zona acondicionada por aire son regulados de acuerdo con una "zona muerta" más amplia. Así, el controlador 110 permite que la temperatura ambiental de la zona acondicionada por aire varíe dentro de un amplio margen de temperaturas antes de calentar o enfriar. Las lámparas de luz ultravioleta están inoperantes durante este modo.
El segundo modo se denomina "modo ocupado". En este modo, el nivel de comodidad proporcionado por la unidad de serpentín de ventilador 100 es optimizado debido a la presencia de gente en el espacio acondicionado. Así, en este modo las lámparas de luz ultravioleta están siempre funcionando. El modo ocupado incluye un submodo de "demanda", en el que el ventilador 32 funciona, y un submodo "satisfecho", en el que el ventilador 32 está inoperante. En otras realizaciones, el controlador 110 usa un "índice de tolerancia" como métrica de control. El controlador 110 puede incluir una entrada de detector de movimiento para determinar si el espacio acondicionado está ocupado.
El controlador 110 proporciona un tercer modo. Éste se conoce como el "modo de protección contra heladas". El modo de protección contra heladas inicia el calentamiento dentro de un espacio acondicionado solamente para mantener una temperatura ambiente mínima dentro del espacio acondicionado por aire. Puesto que se supone que el espacio acondicionado por aire está desocupado, las lámparas de luz ultravioleta no están operantes en este modo. Además de sensores de temperatura, el controlador 110 puede incluir una entrada de sensor conectada a contactos de ventana, que permiten reconocer una condición de ventana abierta. En otra realización, el modo de protección contra heladas inicia el calentamiento durante la condición de ventana abierta.
Tal como se incorpora en esta memoria y representa en la figura 5, se describe una representación diagramática de una unidad de serpentín de ventilador 100 que muestra un purificador fotocatalítico 10 en una posición retraída. En la posición retraída, la estructura de puerta articulada 62 se retrae para facilitar acceso al purificador 10 durante el mantenimiento o la retirada del purificador 10. Durante la retirada el brazo 64 está separado del purificador 10.
Tal como se incorpora en esta memoria y representa en la figura 6, se describe una representación diagramática de una unidad de serpentín de ventilador 100 de acuerdo con una segunda realización de la invención. En esta realización, la unidad 100 está dispuesta en un mueble de medios 70. El recinto 60 del purificador fotocatalítico 10 se muestra en una posición retraída. El recinto 60 está equipado con un mecanismo de corredera 72 en una parte superior del recinto 60, y está equipado con un mecanismo de corredera 74 en una parte inferior del recinto 60. Una persona versada en la técnica con conocimientos ordinarios reconocerá que la unidad 100 puede ser una unidad de serpentín de ventilador o parte de un sistema de conductos.
Resultará evidente a los versados en la técnica que pueden hacerse en la presente invención diversas modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de la invención. Así, está previsto que la presente invención cubra las modificaciones variaciones de esta invención siempre que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.
Haciendo ahora referencia a la figura 7, el purificador de aire 10 se muestra instalado en un sistema entre el filtro de partículas 50 y el serpentín de aguas abajo 30. El ventilador 32 arrastra el aire desde el espacio acondicionado 210, a través del conducto de retorno 42 y entrega el aire acondicionado al espacio 210 por medio del conducto de suministro 40. Un regulador de tiro 211 está dispuesto para regular selectivamente la velocidad de flujo y el volumen de aire que es hecho circular por el ventilador 32. Está prevista una pluralidad de dispositivos de entrada 212 para percibir o indicar de otro modo las diversas condiciones dentro del espacio 210 con la finalidad de purificar el aire de una manera que se describirá en lo que sigue. Los dispositivos de entrada 212 pueden incluir sensores que estén diseñados específicamente para percibir concentraciones de impurezas químicas indeseables contenidas en el aire, tales como compuestos orgánicos volátiles (VOCs), CO_{2}, o sensores biológicos que estén diseñados para percibir las concentraciones de contaminantes biológicos particulares tales como bacterias, mohos o virus. Estos pueden incluir también tipos existentes de sensores que se usan corrientemente en espacios con la finalidad de ajustar niveles de comodidad, tales como temperatura, humedad relativa, y sensores de ocupación. Por último, el bloque diagramático denominado dispositivos de entrada 212 puede incluir también entradas de control sin sensor que están destinadas a formar parte del esquema de control global, tal como parámetros basados en el tiempo u otras entradas que sean introducidas en el sistema por un operador que use un termostato o por un sistema de gestión de edificios. Por ejemplo, pueden comprender un indicador del día de la semana y/o la hora del día que conectaría el purificador de aire por la mañana temprano los días de la semana, haría que funcionara en menor grado por las tardes y lo desconectaría por la noche y durante los fines de semana. Las condiciones percibidas, así como también las entradas que se introduzcan de otro modo en el sistema, son aplicadas individualmente o en combinación para modular la manera en que el proceso de purificación de aire es realizado de una manera que se describe más detalladamente en lo que sigue. Está previsto un humidificador/deshumidificador 215 para introducir o retirar vapor de agua desde el aire que es suministrado al espacio 210.
Como se verá en la figura 7, un módulo de control 213 está eléctricamente conectado al purificador de aire 10 por líneas 214, a los sensores 212 por líneas 216, al ventilador 32 por líneas 217, al regulador de tiro 211 por líneas 218 y al humidificador/deshumidificador 215 por líneas 219. Las señales electrónicas serán transmitidas desde los sensores 212, el purificador de aire 10, el ventilador 32 y el regulador de tiro 211 de manera que el módulo de control 213 puede transmitir entonces señales de control al purificador de aire 10, el ventilador 32 y el regulador de tiro 211 para controlara selectivamente su funcionamiento de manera que dará lugar un uso más efectivo y económico del proceso de purificación de aire.
Haciendo referencia a la figura 8, los sensores están representados por un bloque individual 212 pero son en realidad una pluralidad de sensores y otras entradas de control como se describe en lo que antecede. Por ejemplo, un sensor típico de compuestos orgánicos volátiles que puede usarse es uno comercialmente disponible como pieza número TGS2600, de Figaro Engineering, Inc. Un posible sensor de CO_{2} puede obtenerse comercialmente de Carrier Corporation como pieza número 33ZCSENCO2. Un detector típico de ocupación puede obtenerse comercialmente de Leviton Manufacturing Company Inc. como pieza número 2520W. En cuanto a las entradas de tipo de no sensor, un sistema de gestión de edificios puede tener un controlador que introduciría una señal representativa de una condición del edificio, tal como el número de personas que se encontraran en el edificio, determinado por el día de la semana. O bien un operador puede introducir información de control, tal como la hora a la que el dueño regresa a casa del trabajo, por medio de un termostato u otra interfaz de usuario. Por último, las señales pueden ser señales realimentadas para indicar el estado actual de algunos componentes, tal como la velocidad del ventilador 32 o la posición del regulador de tiro 211.
Dentro del controlador 213 hay ciertos valores almacenados que representan parámetros de umbral predeterminados o puntos de ajuste que están representados por el bloque 220. Por ejemplo, un punto de ajuste de 50 ppb para compuestos orgánicos volátiles indicaría que para cualquier nivel de compuestos orgánicos volátiles percibidos por debajo del número, el purificador de aire 10 no necesitaría ser conectado. Si el sensor indica que el nivel en el espacio 210 ha alcanzado ese nivel de umbral, el purificador de aire 10 necesitaría ser conectado. De manera similar, un punto de ajuste típico para CO_{2} sería 1000 ppm, y que para mohos sería de 900 esporas/m^{3}.
Como parámetro alternativo a aplicar en el algoritmo, puede usarse el índice de tolerancia. Éste es la concentración de un producto químico dividido por su parámetro de umbral permisible como se explica en lo que antecede. Puede usarse también un índice de tolerancia total, que es la suma de todos los índices de tolerancia aplicables. Naturalmente, cualquier índice de tolerancia que se use no deberá exceder de 1.
Además de los puntos de ajuste establecidos, hay algunos datos empíricos que están instalados en el módulo de control 213 representados por el bloque 221. Es decir, basándose en estudios de modelado y experimentales que se refieren a las prestaciones de purificadores de aire a parámetros ambientales (tales como la temperatura del aire, la velocidad de flujo del aire y la humedad relativa), datos representativos de las características de respuesta son almacenados en el módulo de control 213 para ser usados como parte del algoritmo de control. Por ejemplo, la figura 9 muestra un gráfico típico del caudal de entrega de aire limpio para el formaldehido contaminante en función del consumo de energía de la lámpara para dos niveles diferentes de humedad. Pueden trazarse gráficos similares para la dependencia del caudal de entrega de aire limpio respecto de la temperatura del aire (efectos del frío del aire) así como también otros efectos importantes. Tales datos pueden usarse en combinación con los datos percibidos relativos a humedad, temperatura y flujo de aire, por ejemplo, para controlar el sistema a fin de conseguir con ello el nivel deseado de entrega de aire limpio, y si se usan apropiadamente poder evitar la necesidad de un sensor específico para el contaminante de interés.
Haciendo referencia otra vez a la figura 8, un comparador 222 recibe señales procedentes de los sensores 212, desde el bloque de puntos de ajuste 220 y desde el bloque de datos empíricos 221 para generar una señal de demanda 223 que es aplicada entonces al purificador de aire 10 y/o al ventilador 32 y/o al regulador de tiro 211 y/o al humidificador/deshumidificador 215 para controlar su funcionamiento. Por ejemplo, basándose en las necesidades percibidas de purificación de aire, el controlador 213 puede generar una señal de demanda 223 que reducirá o aumentará la cantidad de energía que se suministrada a las lámparas de luz ultravioleta o puede conectar o desconectar alguna de las lámparas. De manera similar, una o más lámparas pueden tener sus salidas atenuadas o aumentadas a través de algún medio mecánico, eléctrico, electro-mecánico, magnético o químico. Como alternativa, o además, el área superficial activa del catalizador en el dispositivo puede ser modulada por el oscurecimiento mecánico de parte del catalizador, por ejemplo.
Reconociendo que el "tiempo de reposo", o la hora a la que el aire en circulación es expuesto al efecto del purificador de aire 10, dependerá de la velocidad del aire que pase a través del purificador de aire 10, el proceso de purificación puede ser afectado también por una modulación de la velocidad del ventilador 32 o la posición del regulador de tiro 211. Por ejemplo, puede conseguirse un tiempo de reposo más largo reduciendo la velocidad del ventilador 10 o moviendo el regulador de tiro 211 a una posición más cerrada. Si puede aceptarse menos purificación, puede aumentarse la velocidad del ventilador o puede moverse el regulador de tiro a una posición más completamente abierta.
Por último, reconociendo que el rendimiento del purificador de aire 10 depende de la humedad del aire que pase a su través, la señal de demanda 223 puede ser aplicada al humidificador/deshumidificador 215 para hacer que funcione de manera que se optimice la eficacia del purificador de aire 10 al tiempo que se mantiene el nivel de comodidad deseado en el espacio 210.

Claims (12)

1. Un método de purificar aire, comprendiendo el método las operaciones de:
hacer circular aire a través de un sistema de tratamiento de aire, de tal manera que el aire hecho circular entre en contacto con un purificador de aire (10) dentro del sistema de tratamiento de aire para purificar el aire, teniendo el purificador de aire al menos un substrato revestido catalítico (122);
iluminar al menos una lámpara de luz ultravioleta (20) dispuesta cerca del substrato (122) del purificador de aire para oxidar compuestos orgánicos en el aire hecho circular que ha de ser purificado;
generar una señal de demanda que es representativa de una condición en un espacio acondicionado al que el aire purificado es hecho circular; y
modular el funcionamiento de dicho purificador de aire (10) en respuesta a la señal de demanda, caracterizado porque la operación de modular el funcionamiento del purificador de aire comprende hacer funcionar medios de modulación (213) para variar la energía a dicha al menos una lámpara de luz ultravioleta (20) a fin de modular la purificación del aire hecho circular que entra en contacto con el purificador de aire (10).
2. Un sistema de purificación de aire que puede ser hecho funcionar para purificar aire por un proceso de purificación de aire, teniendo el sistema de purificación de aire un control (110), un conducto de aire de retorno (42), un conducto de aire de suministro (40), un ventilador (32) para hacer circular el aire a través del sistema, y un purificador de aire (10) dentro del sistema que tiene al menos un substrato revestido catalítico (122) con el que el aire hecho circular entra en contacto durante el proceso de purificación de aire, y al menos una lámpara de luz ultravioleta (20) dispuesta cerca del substrato (122) para iluminación del mismo a fin de oxidar compuestos orgánicos contenidos en el aire hecho circular durante el proceso de purificación de aire, en el que el control comprende:
un dispositivo de entrada (212) para indicar una condición en el espacio acondicionado y generar una señal de demanda representativa del mismo; y
medios de modulación (213) para modular el funcionamiento de dicho purificador de aire (10) en respuesta a dicha señal de demanda, caracterizado porque los medios de modulación (213) son operantes para variar la energía suministrada a dicha al menos una lámpara de luz ultravioleta (20) a fin de modular el proceso de purificación de aire.
3. Un sistema de purificación de aire según la reivindicación 2, en el que dichos medios de modulación (213) son operantes para conectar o desconectar al menos una lámpara de luz ultravioleta (20).
4. Un sistema de purificación de aire según la reivindicación 2 ó 3, en el que dichos medios de modulación (213) son operantes para modular el grado al que el substrato revestido catalítico (122) es expuesto a dicha lámpara de luz ultravioleta (20).
5. Un sistema de purificación de aire según la reivindicación 2, 3 ó 4, en el que dichos medios de modulación (213) son operantes para modular la velocidad de dicho ventilador (32).
6. Un sistema de purificación de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que dichos medios de modulación (213) son operantes para modular la posición de un regulador de tiro (211) dentro de dicho conducto de aire de suministro (40).
7. Un sistema de purificación de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en el que dicho dispositivo de entrada incluye un sensor (212) para percibir una condición en un espacio y generar una señal representativa de la misma.
8. Un sistema de purificación de aire según la reivindicación 7 y que incluye medios comparadores (222) para comparar dicha señal de condición percibida con una señal de umbral representativa de una condición deseada en dicho espacio y generar dicha señal de demanda en respuesta a la diferencia de las mismas.
9. Un sistema de purificación de aire según la reivindicación 7 u 8, en el que dicho sensor (212) comprende un sensor de compuestos orgánicos volátiles (VOC) que es operante para percibir niveles de compuestos orgánicos volátiles en dicho espacio acondicionado.
10. Un sistema de purificación de aire según la reivindicación 7, 8 ó 9, en el que dicho sensor (212) comprende un sensor de contaminantes biológicos que es operante para percibir niveles de contaminantes biológicos en dicho espacio acondicionado.
11. Un sistema de purificación de aire según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que dicho sensor (212) comprende un sensor de ocupación que es operante para percibir el grado de ocupación de dicho espacio acondicionado.
12. Un sistema de purificación de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11 y que incluye una memoria (220) para almacenar parámetros seleccionados representativos de condiciones deseadas en dicho espacio acondicionado y medios para generar señales de umbral representativas de las mismas.
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