SE515895C2 - Anordning, förfarande och system för luftfiltrering - Google Patents

Description

_25 '- 'so 515 895 2 luftkvalitet som är godtagbar vad avser luftens totala förore- ningsinnehàll.

UPPFINNINGENS ÄNDAMÅL OCH VIKTIGASTE KÄNNETECKEN Det är ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en anordning och ett förfarande, med vars hjälp problemen med den kända tekniken elimineras eller åtminstone väsentligen lind- ras. Det är också ett ändamål att anvisa en verksam lösning på uppgiften att behovsrena inomhusluften efter verksamhetspro- fil.

Detta ändamål uppnås genom uppfinningen vid en anordning och ett förfarande av inledningsvis nämnt slag genom särdragen i den kännetecknande delen av patentkravet 1 resp. 12.

Härigenom kan luftreningen anpassas till de luftförhållanden som råder i ifrågavarande lokal. Exempelvis kan ett grovparti- kelfilter parallellkopplas och kombineras med ett finpartikel- filter, eller ett partikelfilter med ett gasfilter, varvid reningen kan skräddarsys för den respektive miljön och effek- tivt omhänderta olika slag av föroreningar. Genom blandningen av de på olika sätt renade luftandelarna uppnås en total ut- spädningseffekt i den tillförda luften, medförande fördelak- tigt reducerade nivåer i renad och återförd luft. Genom upp- byggnaden av anordningen uppnås enkelhet vad avser tillverk- ning, användning, service och installation liksom möjlighet till högeffektiv användning av filter, eftersom anordningens väggar i det närmaste i sin helhet kan utgöras av filter om så önskas eller behövs.

Genom att blandningen sker i en sugkammare erhålls hög effek- tivitet samt förenklad uppbyggnad av anordningen. Insättning 70017; 00-02-28 10 15 20 25 ïïr' 30 515 895 av fläkten i själva sugkammaren innebär en fördelaktigt plats- besparande aspekt.

Genom uppfinningen kan ”normal” ventilation ersättas eller kompletteras. Partikelbelastningen i förevarande rum och för ventilationssystemen kan reduceras. Vidare kan energiátgången minskas samtidigt som luftkvaliteten kan förbättras.

Vid en ytterligare fördelaktig aspekt av uppfinningen tillförs luft från avstånd till anordningen. På detta sätt kan som exempel utomhusluft tillföras ett högeffektivt partikelfilter, som är insatt i anordningen, varvid tillförsäkras god ventila- tion samtidigt som skadliga partikelformiga föroreningar i ut- omhusluften elimineras. Detta kan ske samtidigt som en annan del av anordningen renar luften i rummet recirkulerande. Denna inblandning ger då ren, syrerik luft, som blandas med ren varm inomhusluft.

Genom justering av utblåset så väl som av fläkteffekten kan ventilationen i förevarande lokal styras för ernående av öns- kad effekt. Bland annat kan en anordning enligt uppfinningen göras anpassningsbar för olika typer av luftföringsprinciper genom ventilation, nämligen såväl för deplacerande som för om- bländande ventilation genom möjligheten till styrning av den tillförda luftens hastighet och utbredning.

Ytterligare fördelar uppnås med övriga patentkrav och framgår av följande beskrivning av utföringsexempel.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med ledning av utfö- ringsexempel och med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: 70017; 00-02-28 10 15 20 25 .:._: 30 515 895 Fig la schematiskt visar exteriören av en anordning för fil- trering i enlighet med uppfinningen, Fig lb visar en detalj därav, Fig lc visar en alternativ princip för filterfastsättning, Fig 2 visar anordningen i fig l med en filterpanel borttagen, Fig 3a visar en anordning enligt uppfinningen för tillflöde av extern luft, Fig 3b schematiskt visar en detalj av anordningen i fig 3a, och Fig 4 visar två anordningar enligt uppfinningen insatta i en lokal.

BESKRIVNING AV UT FÖRINGSEXEMPEL Den i fig 1 visade anordningen för filtrering l utgörs väsent- ligen av en parallellepipedisk kropp utgörande ett hus 2, på vilket är anbragt två parallellkopplade filterenheter 3 och 4.

Dessa kan utgöras av t ex ett partikelfilter och ett gasfil- ter, sàsom ett kolfilter. De huvudsakliga inflödesriktningarna till filtren 3 och 4 representeras av riktningspilarna R1 resp R2. Sidoriktat från anordningen l utgår ett luftutblàs i form av ett munstycke 5, vilket företrädesvis är såväl riktbart och justerbart vad avser area för att ge Valbar utblåshastighet för luften (ej visat). Denna detalj kan i vissa lägen påverka luftens hastighet genom filtermediet, dvs. avskiljningseffek- ten i % räknat på antalet partiklar, och i synnerhet på de submikroskopiska. 70017; 00-02-28 10 15 20 25 :ff 30 515 395 5 På fig lb, vilken visar en detalj av anordningen i fig la är filterpanelen 3 något avlägsnad från husstommen 2, varvid framgår att filterpanelen 3 i kantomràden uppvisar avsatser 3', 3", vilka avsatser tätande är ägnade att anligga mot mot- svarande kantpartier i stommen till huset 2. Fixering av fil- terpanelen i insatt läge kan ske med t ex tappar, skruvar eller liknande i och för sig kända fästelement.

På fig lc visas filterenheter 3, 4, vilka är inskjutbara i ut- sträckta urtag i ett förlängt hus, i riktning av pilarna i denna figur. Tätningar kan vara anbringade på lämpligt sätt för tätning mellan enheternas 3, 4 periferier och huset 2.

Det ska betonas att fler än en filterenhet kan insättas på samma sida av ett hus för seriekoppling vid denna sida.

I fig 2 är filterpanelen 4 i fig la borttagen, varvid framgår husets 2 inre med en sugkammare 6, en i sugkammaren 6 anbragt fläkt med motor 7, vilken uppbäres av en mellanvägg 8. Denna är företrädesvis luftgenomsläpplig så att även det parti av huset 2 som befinner sig under mellanväggen 8 är del av sug- kammaren 6. Filterpanelen ifråga (3 eller 4) är således i drift anbringad över hela ytan markerad med 9, varvid fläkten 7 således i drift drar in luften genom hela ytan av på huset 8 påsatta filterpaneler in i sugkammaren 6. I denna, blandas luft renad genom de respektive olika filtren, varefter de dras in i fläkten och transporteras i figuren nedåt genom det krökta luftröret 10 och vidare till utblåsningsmunstycket 5.

I den på bilden horisontella delen av det krökta luftröret 10 är lämpligen inrättade luftledande styrplattor 24, vilka har till ändamål att förläna luften i röret 10 ett åtminstone i 70017; 00-02-28 10 15 20 25 II_Z 30 515 6895 6 det närmaste laminärt flöde, då det når munstycket 5. Detta reducerar buller och ger förbättrad spridningseffekt för den utblåsta luften.

Den i fig 3a visade anordningen 1 överensstämmer i princip med anordningen som visas på fig la, lb och 2, men är därutöver försedd med en tillförselpanel 16 för anslutning av anord- ningen till en extern luftkälla. I detta fall hämtas luft via ett luftintag 12 via en genom t. ex. en under ett fönster 13 befintlig ventil (ej visad) insatt ledning 11 ledande till lokalens utsida, eller via ett genom en vägg upptaget hål, vilket representeras med hänvisningsbeteckningen 12'. Den externt hämtade luften leds via ledningen 11, vilken kan vara dragen längs en i rummet befintligt radiator 14 för erhållande av viss uppvärmningseffekt på luften. Eventuellt förefinnes även en manuellt eller automatiskt styrbar ventil 15 i led- ningen ll. Ledningen ll mynnar i en tillförselpanel 16, vilken ansluter till en av anordningens 1 filterpaneler (här 4).

Företrädesvis ansluter tillförselpanelen 16, i fallet av att utomhusluft intas, till ett högeffektivt partikelfilter 4, vilket har förmåga att bortfiltrera även mycket små partiklar, såsom t. ex. avgaspartiklar, från intagen utomhusluft. Luft kan också tas från angränsande rum, där renare, eller i största allmänhet en annan, luftkvalitet råder. Anordningen kan anslutas till befintliga kylsystem eller bafflar, endera i undertak eller i andra delar av lokalen.

I fig 3b framgår i ett schematiskt partiellt horisontell snitt genom anordningen i fig 3a den rännformade tillförselpanelen 16, vilken, såsom framgår av fig 3a, sträcker sig över hela höjden av filterpanelen 4. Pilen P indikerar att den rännfor- miga tillförselpanelen 16 kan vara i sidled justerbar, för variation av mängden inblandad utomhusluft till filtrerings- 70017; 00-02-28 10 15 20 25 ._'.2 30 515 895 7 anordningen 1 genom att sidoförskjutbarheten ger variation av tillförselpanelens övertäckning av panelen 4 och därmed vald fördelning av verksam sugande yta. Det inses att tillförsel- panelen kan vara annorlunda utförd, t. ex. täckande en hel sida eller en undre del av en sida.

I fig 4 visas schematiskt en lokal 17, till vilken tillförs ventilationsluft genom luftintaget 18. Med 19 representeras den primära föroreningsmängden, vilken medföljer ventilations- luften in i lokalen och/eller genereras genom verksamheten i lokalen, där den omhändertas av en första filteranordning enligt uppfinningen 21. Denna anordning utgör primärenhet och har en relativt stor kapacitet eftersom den är dimensionerad för omhändertagande av ett inkommande luftflöde med mycket stor partikelbelastning.

I lokalen förefinnes efter den första filteranordningen 21 en sekundär föroreningsmängd 20, vilken som exempel är summan av föroreningar beroende på aktiviteter och personer som har aktiviteter i delar av lokalen samt vissa föroreningar som ej omhändertas av den första filteranordningen 21. Denna sekun- dära föroreningsmängd 20 har en annan sammansättning och, som regel, väsentligt lägre partikelbelastning än vad som ingår i den primära föroreningsmängden, varför kan insättas en andra filteranordning 22, med väsentligt lägre kapacitet och utfor- mad för andra luftrenande uppgifter än den första, primära, filteranordningen 21. På detta sätt kan ett antal enheter vara insatta i större lokaler, varvid var och en är skräddarsydd för sin position och förväntad föroreningsmängd och förore- ningssammansättning.

En mycket väsentlig aspekt på uppfinningen är att de pà anord- ningen anbragta parallellkopplade filterenheterna eller fil- "J|)l7; 00-02-28 10 15 20 25 :ff 30 515 terpanelerna (3,4 i fig 1) är avstämda till varandra vad avser tryckfall, så att en Valbar andel av totalt insugen luft till sugkammaren verkligen passerar det respektive filter, vilket har sin specifika uppgift att t. ex. höggradigt partikelrena eller gasrena luften. Som anges ovan kan det således vara fråga om recirkulerad luft från lokalen där anordningen befin- ner sig såväl som ventilationsluft från utsidan. Därutöver kan det vara fråga om insättning av gasfilter för eliminering av gasformiga föroreningar. Eftersom de avstämda andelarna sedan blandas i sugkammaren erhålls en fördelaktig utspädnings- effekt, vilket innebär nedbringning av kvarvarande förore- ningar till en mycket låg nivå och efter en kort tids körning erhållande av en mycket god luftkvalitet i den för rening avsedda luften i lokalen. Anordningen kan även ta luft från intilliggande lokaler i den mån luftens kvalitet förbättras genom detta arrangemang. Sammantaget möjliggörs lösning av de olika problemkategorierna med ett enda anpassat arrangemang.

Anordningen enligt uppfinningen är ägnad att direkt kunna anpassas till en specifik miljö. Är inomhusmiljön svårt belastad av avgaser, behövs gasfilter för uteluften men litet mindre partikelavskiljning. Samtidigt kan den inre verksam- heten resultera i belastning av små partiklar, som måste filt- reras. Då insätts gasfilter på den del, som suger uteluft i kombination med ett partikelfilter med litet lägre kapacitet samtidigt som på andra sidan huset det kan anbringas ett hög- gradigt partikelrenande filter.

Enheterna är således i förväg tryckfallsanpassade och standar- diserade. Att under sådana omständigheter uppfylla myndighets- krav, vad avser C02-halt och total dammhalt låter sig göra enklare. Stora energiförluster samt investeringar, som är för- knippade med äldre ventilationssystemprinciper kan undvikas. 70ÛL7; 00-02-28 39 5 ífšïfÉ-ífï ** 10 15 20 25 22230 515 895 9 Enligt uppfinningen erhålls kontroll på luften och blir vägen från insug till den enskilde personen kort. Problem uppkomna av ledande av luft i mycket långa ledningar i byggnader, och som man i dag ser resultatet av i form av allergier och astma, kan reduceras.

En anordning enligt uppfinningen är mycket lätt att instal- lera, att utföra service på och billig i inköp, eftersom enhe- ten i princip är mobil, även om naturligtvis fast installation i lokaler kan förekomma. Uppfinningen innebär långtgående flexibilitet vad avser olika uppkommande föroreningar och genom möjlighet till ändamålsenlig moduluppbyggnad kan en långtgående rationalisering vid tillverkningen genomföras så att mindre antal olikformade hus enkelt kan anpassas till en lång rad användningsområden. Även fler ytor av ett hus såsom visas på fig la, b och 2 kan utgöras av filterpaneler, i princip samtliga ytor utom natur- ligtvis utblåsmunstycket. Dessutom kan andra former än paral- lellepipediska förekomma, t.ex. sådana med sex- eller åttkan- tig konfiguration. Utnyttjande av fler än två parallellkopp- lade filterenheter kan även komma i fråga. Anbringningen av filterenheterna eller -panelerna kan ske på andra sätt än vad som visas på fig lb och c, men företrädesvis utnyttjas någon form av snabbkoppling för att medge snabbt och enkelt filter- byte.

Fläkten är företrädesvis en roterande fläkt av centrifugaltyp, som drives av en hastighetsstyrbar elektrisk motor, men kan även vara av annat slag. Det uteslutes inte heller att fler än ett utblåsmunstycke är anordnat på apparaten liksom att luft leds via ett rör till ett ställe pà avstånd från anordningen liksom naturligtvis att luft hämtas, princip i enlighet med 70017; 00-02-28 10 15 20 25 30 515 595 10 fig 3a och b, från positioner på avstånd från anordningen. I detta sammanhang kan som exempel nämnas inblandning av luft från en luftbehandlingsanordning, konditionerad luft, avfuktad luft, kyld luft, värmd luft eller luft från ett renrum.

Stommen till anordningen är lämpligen gjord av metall, men även andra material såsom plast, glas och trä kan förekomma.

De filter som förekommer är av i och för sig känt slag inom området för luftfiltrering.

Avstämningen av filterpanelerna i tryckfallshänseende kan göras genom anpassning av porositet, filtertjocklek, filtre- ringsyta, filterfrontarea eller på annat sätt, vilket efter lärdomen i denna beskrivning erbjuder sig för fackmannen.

Exempelvis kan tryckfallet hållas lika stort vid ett hög- filtrerande partikelfilter som i ett parallellkopplat gasfil- ter, varvid således 50% av insugen luft partikelfiltreras under det att resterande 50% gasfiltreras. Vid en annan appli- kation kan proportionerna vara annorlunda, så att, t. ex. vid intag av ventilationsluft utifrån, och tillförsel till ett filter, filtrerad utomhusluft utgör en tredjedel, recirkulerad partikelrenad luft en tredjedel och recirkulerad gasrenad luft en tredjedel av de andelar som blandas i sugkammaren och ut- blåses från anordningen.

En fördel är att vid stor frontarea lufthastigheten går ner vid strömningen genom filtermediet, varför anordningen blir mycket tyst. Det möjliggör också verksam användning av högrenande filter. Det kan även noteras att uppbyggnaden i övrigt av anordningen medför lågt ljud i drift.

Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen tillförsäkras att ett system som innefattar en anordning för luftfiltrering 70017; 00-02-28 10 15 20 515 895 ll enligt ovan eller flera sådana anordningar via avkännare tråd- löst kommunicerar via t. ex. mobiltelefoni med en central databehandlingsenhet. Härvid förefinnes detektorer för åtmin- stone en av parametrarna mänsklig närvaro, temperatur, luft- flöde, elektriskt spänning över fläkten, lufttemperatur, par- tikelbelastning över filter, luftkvalitet, C02 halt i luften.

Med hjälp av dessa parametervärden kan man därefter centralt beräkna serviceintervaller för system innefattande anordningar enligt uppfinningen samt kontrollera respektive styra driften.

Styrningen kräver givetvis på avstånd reglerbara funktioner såsom för driftintervaller respektive fläktdrift t. ex. Cent- ralt kan även lagras luftfakta baserat på årstidsväxlingar, dygnsväxlingar etc. Förprogrammerade data avseende sådana luftfakta kan utnyttjas för styrning av en eller flera anord- ningar ingående i ett system. På t. ex. arbetsplatser och skolor kan anordningar enligt uppfinningen närvarostyras så att t. ex. vid raster eller uppehåll luftflödet forceras för nedbringning av partikelbelastningen så att man därefter när elever respektive arbetande människor befinner sig i en speci- fik lokal anordningen drivs med lägre flöden, varvid fläkt- brus, blåseffekter m. m. kan medbringas då människor befinner sig i lokalen. 70017; 00-02-28

Claims (21)

10 15 20 25 f? 30 515 895 12 Patentkrav:

1. l. Anordning för luftfiltrering (l) inkluderande ett hus (2) med åtminstone en del av väggen avsedd att utgöras av luftfil- ter (3,4), en i huset (2) monterad sugfläkt (7) för att suga luft fràn omgivningen genom nämnda luftfilter (3,4), och minst ett fläktutblàs (5) för renad luft, kännetecknad av - att nämnda luftfilter omfattar minst två olika parallell- kopplade filterenheter (3,4), som är avpassade för att rena luften på motsvarande antal olika sätt, - att dessa olika filterenheter (3,4) är avstämda till varandra med avseende på tryckfall, så att i drift förutbe- stämda andelar av totalt insugen luft genomgår de respektive olika filterenheterna (3,4) och sålunda underkastas motsva- rande rening, och - att anordningen innehåller element (6) för blandning av de på olika sätt renade andelarna före utblàset (5).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att huset (2) är försett med en sugkammare (6), vilken utgör elementet för blandning, och i vars vägg nämnda filterenheter (3,4) är anbringade.

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att fläkten (7) är anordnad i sugkammaren (6).

4. Anordning enligt något av kraven 1 - 3, kännetecknad av att en filterenhet (4) utgörs av ett partikelfilter.

5. Anordning enligt något av kraven l - 4, kännetecknad av att en filterenhet (3) utgörs av ett gasfilter. 70017; 00-02-28 10 15 20 25 ”130 515 895 13

6. Anordning enligt något av kraven 1 - 5, kännetecknad av att en filterenhet (4) på sin uppströmssida är försedd med en tillförselanordning (16) för på avstånd (l2,l2') från anord- ningen (1) intagen luft, såsom t. ex. utomhusluft, avfuktad luft, kyld luft, värmd luft eller renrumsluft.

7. Anordning enligt något av kraven 1 - 6, kännetecknad av att filterenheterna (3,4) utgörs av panelformade moduler, vilka är fästbara (3',3") till en stomme i huset (2).

8. Anordning enligt något av kraven 1 - 7, kännetecknad av att utblåset (5) är riktningsstyrbart.

9. Anordning enligt något av kraven 1 - 8, kännetecknad av att utblåset (5) är justerbart till sin form för ernáende av val- bar utblåshastighet samt riktning.

10. Anordning enligt något av kraven 1 - 9, kännetecknad av att fläktens (7) effekt är justerbar.

11. ll. Anordning enligt något av kraven 1 - 10, kännetecknad av att utblåset (5) inkluderar organ (24) för erhållande av åtminstone väsentligen laminärt flöde.

12. Förfarande för luftfiltrering, varvid luft sugs från om- givningen av ett hus (2) genom luftfilter (3,4) utgörande åtminstone en del av husets vägg och blåses ut till omgiv- ningen i renad form, kännetecknat av - att luften sugs genom minst två olika parallellkopplade fil- terenheter (3,4), som är avpassade för att rena luften på mot- svarande antal olika sätt, - att förutbestämda andelar av totalt insugen luft genomgår de respektive olika filterenheterna (3,4) och sålunda underkastas 70017; 00-02-28 10 15 20 25 30 515 i s 9 s äifëllëiífïïiír »ilšiïïåf 14 motsvarande rening genom att de olika filterenheterna är av- stämda till varandra med avseende på tryckfall, och - att de på olika sätt renade andelarna blandas (6) före utblåset (5).

13. Förfarande enligt krav 12, kännetecknat av att andelarna blandas i en sugkammare (6), i vars vägg nämnda filterenheter (3,4) är anbringade.

14. Förfarande enligt något av kraven 12 - 13, kännetecknat av att en andel renas i ett partikelfilter (4).

15. Förfarande enligt något av kraven 12 - 14, kännetecknat av att en andel renas i ett gasfilter (3).

16. Förfarande enligt något av kraven 12 - 15, kännetecknat av att på avstånd (l2,l2") från anordningen intagen luft, såsom t. ex. utomhusluft, avfuktad luft, kyld luft, värmd luft eller renrumsluft tillförs (16) en filterenhet (4) på dess upp- strömssida.

17. Förfarande enligt något av kraven 12 - 16, kännetecknat av att utblåset (5) riktningsstyres.

18. Förfarande enligt något av kraven 12 - 17, kännetecknat av att utblåsets (5) form justeras för ernående av Valbar utblå- shastighet.

19. Förfarande enligt något av kraven 12 - 18, kännetecknat av att fläktens (7) effekt justeras. 70017; 00-02-28 10 515 395 15

20. Förfarande enligt något av kraven 12 - 19, kännetecknat av att luften i utblåset (5) styrs (24) för erhållande av åtmin- stone väsentligen laminärt flöde.

21. System för luftrening innehållande åtminstone en anordning enligt något av kraven l - ll, varvid åtminstone en parameter ur gruppen: mänsklig närvaro, flöde, elektrisk spänning på fläkten, lufttemperatur, partikelbelastning över filter, luft- kvalitet, C02-halt i luften; kommuniceras trådlöst till en central databehandlingsenhet och att systemet styrs utgående från parameterdata. 70017; 00-02-28