TW201742661A - 空氣過濾器配置、裝置及系統 - Google Patents

空氣過濾器配置、裝置及系統 Download PDF

Info

Publication number
TW201742661A
TW201742661A TW106106208A TW106106208A TW201742661A TW 201742661 A TW201742661 A TW 201742661A TW 106106208 A TW106106208 A TW 106106208A TW 106106208 A TW106106208 A TW 106106208A TW 201742661 A TW201742661 A TW 201742661A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
air filter
air
sensor device
configuration
air flow
Prior art date
Application number
TW106106208A
Other languages
English (en)
Inventor
爾夫 喬漢森
肯尼 海德倫
Original Assignee
坎菲爾公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 坎菲爾公司 filed Critical 坎菲爾公司
Publication of TW201742661A publication Critical patent/TW201742661A/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32—Responding to malfunctions or emergencies
    • F24F11/39—Monitoring filter performance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/14—Safety devices specially adapted for filtration; Devices for indicating clogging
    • B01D35/143—Filter condition indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0084—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours provided with safety means
    • B01D46/0086—Filter condition indicators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/44—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
    • B01D46/444—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration by flow measuring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/44—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
    • B01D46/446—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration by pressure measuring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/108—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using dry filter elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/30—Velocity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

本發明係關於一種經組態以裝配於一空氣流通道中之空氣過濾器配置(20)。該空氣過濾器配置包括：一空氣過濾器框架(21)；至少一個過濾介質(22)，其能夠自在該空氣流通道處接收之一空氣流移除微粒材料及/或氣態分子污染物(AMC)；及一空氣過濾器感測器裝置(24)，其設置於該空氣過濾器框架(21)中且經組態以判定該空氣過濾器配置之一操作狀態。該空氣過濾器感測器裝置(24)包含用於判定該空氣流在該空氣過濾器配置(20)處之一空氣流速之空氣流判定構件，其中該空氣流判定構件包括經組態以判定可歸因於該空氣流中誘發之一旋渦圖案之動態壓力或一壓力脈衝的量測構件，且其中該空氣過濾器框架包括經組態以誘發該旋渦圖案之一結構元件(23)。 本發明亦係關於空氣過濾器感測器裝置及一種包括該空氣過濾器感測器裝置之用於空氣過濾器管理之系統。

Description

空氣過濾器配置、裝置及系統
本發明係關於一種經組態以裝配於一空氣流通道中之空氣過濾器配置，及一種經配置以設置於此一空氣過濾器配置中之空氣過濾器感測器裝置。本發明亦係關於在一空氣過濾器感測器裝置及包括此一空氣過濾器感測器裝置之用於空氣過濾器管理之一系統中執行之一方法。
在各種應用(諸如建築物通風系統及至清潔程序或工業設備之空氣供應)中清潔空氣之受控供應係必不可少的。出於移除可挾帶於空氣中之各種顆粒及/或氣體物質及諸如此類之目的期望過濾進口空氣，且藉此根據規定品質要求提供經調節進口空氣。出於此目的，在至一應用之空氣流進口處設置過濾器配置。過濾器經配置使得進口空氣通常穿過一系列過濾器以自空氣移除污染物質。 如可瞭解，此等配置中之過濾器逐步地積累來自空氣之物質且隨著此物質在過濾器上之積累對穿過過濾器之空氣流之阻力增加。過濾器配置被空氣過濾器中捕獲之顆粒堵塞而且被諸如霧、雨、雪及諸如此類之環境條件堵塞。堵塞可降低過濾及操作效率同時增加總體壓力降。過濾器配置內之壓力降之一增加暗示可影響一接收端處之操作(例如，一工業設備操作)之一進口空氣壓力損失。 一過濾器具有其間該過濾器充分起作用之一技術壽命。壽命取決於不同因素諸如空氣中之顆粒濃度、空氣流量等。可依據對過濾器空氣流量及壓力降執行之量測來判定技術壽命。然而，自一經濟視角考量，在當過濾器處於其技術壽命終點時之點之前進行一過濾器替換可係明智的。在使用時間之評估中，用以估計一最佳過濾器使用時間之若干技術可使用資料之組合。 對可靠感測器資料之存取係判定最佳過濾器使用時間之一關鍵。然而，感測器之安裝通常係耗時的且依據已知感測器安裝所提供亦存在準確度之缺陷，尤其針對其中空氣速度慢且需要高敏感感測器之一空氣流通道中之空氣流量/空氣流速之評估。此對經分散或經重建之空氣處置單元亦係成立的，其中可難以以一容易且成本有效方式實施量測系統，其缺陷係在評估一過濾器之操作狀態時可忽略重要量測資料(諸如空氣流量)。 用於判定一空氣處置單元之壽命週期成本之技術係可容易獲得的，諸如透過SE537506闡述判定在一通風系統中操作一過濾器之一最佳時間以便節省成本且留下儘可能小的二氧化碳佔據面積之一方法。然而，雖然存在用於判定壽命週期成本之方法及系統，但此等系統中使用之感測器資料通常係不充分的尤其在考量到空氣流之情況下。 由於空氣流量係用於判定一過濾器之技術使用壽命及能量消耗之一重要因素，並且高度取決於本地環境條件，因此需要改良關於空氣流資料之準確度。此外，需要在感測器裝置由於微粒材料在感測器中之此磨損、聚合或可削弱感測器之準確度之其他因素而產生不可靠結果之前提供感測器裝置之較容易替換。 因此，需要與蒐集感測器資料有關之改良，且特定而言需要蒐集可用於估計(例如，一空氣過濾器管理系統中之)一過濾器操作狀態之準確空氣流資料。
本發明之一目標係改良對經組態以裝配於一空氣流通道中之一空氣過濾器配置之感測器資料之蒐集。特定而言，本發明之一目標係改良一空氣過濾器配置處之空氣流資料之蒐集。 此目標係藉由經組態以裝配於一空氣流通道中之一空氣過濾器配置而達成。該空氣過濾器配置包括：一空氣過濾器框架；至少一個過濾介質，其能夠自在該空氣流通道處接收之一空氣流移除微粒材料及/或氣態分子污染物(AMC)；及一空氣過濾器感測器裝置，其設置於該空氣過濾器框架中且經組態以判定該空氣過濾器配置之一操作狀態。該空氣過濾器感測器裝置包含用於判定該空氣流在該空氣過濾器配置處之一空氣流速之空氣流判定構件，其中該空氣流判定構件包括經組態以判定可歸因於該空氣流中誘發之一旋渦圖案之動態壓力或一壓力脈衝的量測構件，且其中該空氣過濾器框架包括經組態以誘發該旋渦圖案之一結構元件。 本發明提供設置具有一空氣過濾器感測器裝置之空氣過濾器配置之特定優點，使得利用感測器擷取之感測器資料特定特定地與穿過空氣過濾器配置之空氣流及此空氣流之面流速有關。將空氣過濾器感測器裝置設置於空氣過濾器配置中(例如一過濾介質之一下游位置中)具有空氣過濾器配置充當空氣流之一調節器之積極影響，藉此改良空氣流判定之準確度。將空氣過濾器感測器裝置安裝於空氣過濾器框架亦有助於本地量測點在一空氣過濾器管理系統中之經簡化且較成本有效實施方案。 此外，與一空氣過濾器配置之外部環境中導出之先前技術量測相比，依據可歸因於空氣流中誘發(例如藉由空氣過濾器框架之一結構元件)之一旋渦圖案之一壓力脈衝來判定空氣流速提供以下優點：一量測與空氣過濾器配置處之空氣流相關。過濾器配置充當空氣流之一調節器。此外，使用空氣過濾器框架之一結構元件來產生旋渦圖案提供以下益處：真正判定與判定空氣過濾器配置之操作狀態相關之空氣流感測器資料。 根據本發明之一態樣，空氣流判定構件包括用於判定一空氣流之一空氣流速之已知構件，諸如一熱流速計、渦輪機流速計、超音波流速計。 根據本發明之另一態樣，空氣過濾器感測器裝置附接至結構元件。因此，空氣過濾器感測器裝置可組態為可附接至先前安裝之空氣過濾器配置之一單獨實體藉此亦針對最初未如此組態之空氣過濾器系統啟用空氣過濾器管理。 根據本發明之一替代態樣，在替換一空氣過濾器配置時尤其有利的係可將空氣過濾器感測器裝置整合於空氣過濾器配置之空氣過濾器框架中。將空氣過濾器感測器裝置整合提供一極簡單且成本有效安裝。 根據本發明之態樣，空氣過濾器配置進一步包含經配置以蒐集表示該空氣過濾器配置之一操作狀態之感測器資料之一或多個其他感測器，該等其他感測器經組態以量測壓力降、溫度、濕度、顆粒濃度及氣體濃度中之至少一者。較佳地，此等感測器裝置包括於空氣過濾器感測器裝置中。 一種空氣過濾器配置，其包括包含提供空氣過濾器管理所需之感測器資料之一組感測器之一精巧空氣過濾器感測器裝置，該空氣過濾器配置提供監測及控制一空氣處置單元中之空氣過濾器參數之顯著改良及需要實施將成本有效性與準確度組合之一量測系統之一解決方案。 本發明亦係關於一種空氣過濾器感測器裝置，其經配置以設置於包括一空氣過濾器框架及至少一個過濾介質之一空氣過濾器配置中，其中該空氣過濾器感測器裝置經組態以設置於該空氣過濾器框架中。該空氣過濾器感測器裝置中包含用於判定該空氣過濾器配置處之一空氣流之一空氣流速之空氣流判定構件，其中該空氣流判定構件包括量測構件，該量測構件經組態以判定可歸因於在該空氣過濾器配置處之該空氣流中由該空氣過濾器框架之一結構元件誘發之一旋渦圖案之動態壓力或一壓力脈衝。 本發明進一步係關於用於空氣過濾器管理之一系統，該系統包括一空氣過濾器控制站及該等空氣過濾器感測器裝置中之一或多者。該空氣過濾器控制站設置於遠離該一或多個空氣過濾器感測器裝置之一位置處。每一空氣過濾器感測器裝置包括用於將感測器資料有線或無線地傳輸至空氣過濾器控制站之一通信單元。因此，一系統設置有其中感測器資料自複數個本地節點聚合之一中心節點。該經聚合資料提供使壽命預期基於來自操作中之複數個空氣過濾器之輸入之能力，此可顯著地改良個別空氣過濾器配置之空氣過濾器管理並且形成對開發下一代產品之洞察。 空氣過濾器感測器裝置及用於空氣過濾器管理之系統顯示與已針對空氣過濾器配置所提及之彼等優點對應之優點。
下文中將參考隨附圖式更充分地闡述本發明之態樣。然而，可以諸多不同形式實現本文中所揭示之裝置及方法且不應解釋為限制本文中所陳述之態樣。貫穿全文各圖式中之相同編號係指相同元件。本文所使用之術語僅出於闡述本發明之特定態樣之目的，且並非意欲限制本發明。如本文中所使用，除非內容脈絡另外明確指示，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」亦意欲包含複數形式。 圖1圖解說明至一應用2 (諸如一建築物通風系統、至清潔程序之一空氣供應或至一工業設備之一空氣供應)之一空氣流通道1之一實例性視圖。一燃燒渦輪機發電廠、一渦輪機發電壓縮機站或一渦輪機發電機械驅動裝置係此一工業設備之實例。半導體、化學、生物化學及藥學之實驗室或製造環境表示需要清潔程序環境之區域之實例。 周圍空氣穿過一空氣入口3供應至應用。儘管可容易地獲得，但用一周圍空氣供應之一問題係周圍空氣含有至少某些程度之可污染材料。周圍空氣至應用之一供應因此暗示污染材料之一供應。至應用之空氣流進口中之一或多個空氣過濾器配置4提供用以克服與使用周圍不純空氣相關聯之問題之構件。 如圖1中所揭示，一空氣過濾器配置4定位於至應用2之空氣流進口1中。所揭示空氣過濾器配置4包括一空氣過濾介質5。包括複數個空氣過濾介質或空氣過濾器單元之實施例當然亦在本發明之範疇內，例如具有不同過濾器品質之複數個空氣過濾器單元，例如，具有一較低過濾級之一粗糙空氣過濾器單元、一中間空氣過濾器單元及能夠過濾出極小大小之顆粒之一最後過濾器單元。此意指較粗糙材料(諸如(例如)昆蟲或沙子顆粒)可被較接近於空氣入口3之一顆粒過濾器單元截留，而自一較下游過濾器單元中之空氣流移除小顆粒(諸如鹽及氣態分子污染物(AMC))。空氣過濾介質具有經引導朝向空氣入口3之一上游表面及經引導朝向應用2之一下游表面，藉此意指上游表面係空氣流首先到達之過濾器單元之側且下游表面係在其中空氣流在穿過過濾器單元中之一過濾介質之後離開過濾器單元之側上。其他空氣過濾器配置4亦係可能的，例如包括以具有面向傳入空氣流之一尖峰之一V形定位之過濾器單元之空氣過濾器配置4及含有任何數目個過濾器單元之空氣過濾器配置。周圍空氣穿過空氣流進口1供應至應用2。空氣過濾介質提供具有關於堵塞及壓力降變化易感性之特定特性之過濾。 在操作中時，在過濾程序中移除周圍空氣中之污染物。此暗示將污染物存留於空氣過濾器配置4中，而允許經清潔空氣通過至應用2中。過濾污染物且將污染物存留於過濾介質5中之一效應係此將最終由於被該等污染物堵塞而需要替換。 圖2係諸如圖1之空氣過濾器配置之一空氣過濾器配置20之一實例性視圖。空氣過濾器配置20經組態以裝配於至一應用(諸如一工業設備、一清潔程序或一建築物通風系統)之空氣流進口中。空氣過濾器配置包括一過濾介質，如關於圖1所闡述。 空氣過濾器配置20包括一空氣過濾器框架21及緊固於一習用設備中之空氣過濾器框架中之至少一個過濾介質22。空氣過濾介質22經配置以自一空氣流通道(其中裝配空氣過濾器配置)中接收之一空氣流移除微粒材料及/或氣態分子污染物(AMC)。空氣過濾器框架經組態以緊緊地接合至至應用之一空氣流進口或空氣流通道使得僅透過過濾器配置20提供供應至應用之空氣。空氣過濾器配置20亦包括設置於空氣過濾器框架21中且經組態以判定空氣過濾器配置之一操作狀態之一空氣過濾器感測器裝置24。該空氣過濾器感測器裝置24包含用於判定在至少一個過濾介質處接收之空氣流之一空氣流速之空氣流判定構件。 因此，空氣過濾器配置設置有一空氣過濾器感測器，使得利用感測器擷取之感測器資料特定地與穿過空氣過濾器配置20之空氣流有關，空氣過濾器感測器裝置24提供本地量測點在包含空氣過濾器配置之一空氣過濾器管理系統中之一經簡化且較成本有效實施方案。空氣過濾器感測器裝置在空氣過濾器配置中之定位(例如，在關於過濾介質之一下游或上游位置中)具有空氣過濾器配置充當空氣流之一調節器之積極影響，藉此改良空氣流判定之準確度。 空氣過濾器感測器裝置24之空氣流判定構件較佳地包括經組態以判定可歸因於在空氣過濾器配置處之空氣流中誘發之一旋渦圖案之一壓力脈衝的量測構件。然而，亦可使用其他空氣流判定構件以便判定空氣過濾器配置中之空氣流之一空氣流速。此等其他空氣流判定構件包括一熱流速計、一渦輪機流速計及超音波流速計或用以判定動態壓力之量測構件組態。 在圖2之揭示內容中，空氣過濾器感測器裝置24附接至空氣過濾器框架之一結構元件23，諸如空氣過濾器配置20之一下游或上游接收側處之一板條。可藉助自包含流動判定構件之一主體延伸之兩個或兩個以上彈性臂藉由卡扣空氣過濾器感測器裝置24而將空氣過濾器感測器裝置附接至至結構元件23。根據本發明之另一態樣，空氣過濾器感測器裝置24與空氣過濾器框架21整合且配置於空氣過濾器配置之一下游或上游接收側處。在後一情形中，空氣過濾器配置之外部不揭露空氣過濾器感測器裝置之存在。應理解，可以可移除方式將空氣過濾器感測器裝置附接至空氣過濾器配置，使得在移除空氣過濾器配置時移除空氣過濾器裝置24且然後在設置一新的空氣過濾器配置時隨後安裝上。在另一實施例中，空氣過濾器感測器裝置將被固定至空氣過濾器框架且在替換空氣過濾器配置之後旋即被替換。 根據圖2之實施例，空氣過濾器感測器裝置24附接至空氣過濾器配置之一上游或下游側，但應瞭解亦可將空氣過濾器感測器附接於空氣過濾器框架內。在圖2之揭示內容中，結構元件能夠在其中裝配空氣過濾器配置之空氣流通道中接收的一空氣流中誘發一旋渦圖案。根據本發明之一態樣，空氣過濾器感測器裝置24亦可經組態以在一空氣過濾器配置中所含有之空氣流中誘發一旋渦圖案。 雖然依據圖2不明顯，但空氣過濾器配置20可進一步包含經配置以蒐集表示空氣過濾器配置之一操作狀態之感測器資料之一或多個額外感測器。其他感測器經組態以量測一壓力降、溫度、濕度、顆粒濃度及氣體濃度之任何組合；藉此啟用對操作狀態之一整組參數之存取。 因此，根據本發明，空氣過濾器配置將充當一量測平台且空氣過濾器框架不僅用於固持過濾介質，且亦係能夠使用基於旋渦脫落之量測之一旋渦誘發主體。另外，空氣過濾器配置充當在感測器裝置之量測點之前形成一空氣流圖案之空氣流之一調節器；藉此有助於量測之所需要準確度，其亦受益於可以比先前已知解決方案中低之一成本執行。本空氣過濾器感測器裝置之另一益處係系統中不存在由於感測器及流動調節器之壓力損失。 圖3揭示一空氣過濾器感測器裝置30之一方塊圖，該空氣過濾器感測器裝置經組態以含於一空氣過濾器配置(諸如圖1之空氣過濾器配置4或圖2之空氣過濾器配置20)中。空氣過濾器感測器裝置30包含用於判定在空氣流進口處接收之空氣流之一空氣流速之空氣流判定構件31a。根據本發明之一態樣，空氣流判定構件31a係經組態以判定可歸因於旋渦圖案之一壓力脈衝之一旋渦感測器。根據本發明之另一態樣，空氣流判定構件係經組態以判定在空氣流進口處接收之空氣流之一空氣速度之一皮氏管。其他類型之流速計之使用當然亦在本發明之範疇內，例如，熱流速計、音波流速計、渦輪機流速計或可裝配至一精巧空氣過濾器感測器裝置30中之任何其他類型之流速計。 根據本發明之又一態樣，空氣過濾器感測器裝置30進一步包含表示空氣過濾器配置之一操作狀態之一或多個其他感測器31b、31c，例如，經組態以量測壓力降、溫度、濕度、顆粒濃度及氣體濃度中之至少一者之該等其他感測器。亦可將此等其他感測器31b、31c併入至一精巧殼體中。 根據本發明之態樣，空氣過濾器感測器裝置30亦包括：一微處理器32，其經配置以處理自該等感測器31a至31c接收之感測器資料；及一通信單元33，其經配置以將經處理感測器資料傳輸至一接收空氣過濾器控制系統。因此，可將空氣過濾器裝置組態為包含控制電路(亦即，一微處理器)之一智慧裝置以用於就地處理感測器資料。空氣過濾器感測器裝置30之微處理器32經配置以自感測器31a至31c之集合31接收或獲得資料，例如在一連續基礎上根據預判定時間間隔記錄值。根據本發明之態樣，微處理器32體現為具有每20分鐘收集信號且記錄資料之一CPU之一印刷電路板。微處理器經配置以對信號輸出中之一者執行一快速傅立葉變換，從而產生可儲存於空氣過濾器裝置之一記憶體中及/或傳送至空氣過濾器控制站之一離散峰值。期望每一空氣過濾器裝置每月儲存大約500kB資料，因此空氣過濾器感測器裝置中亦預見一記憶體。根據本發明之一態樣，空氣過濾器感測器裝置亦包括一通信單元33，例如，經配置以在一規則基礎上(例如)藉由在機械對機械通信中使用一無線鏈路來傳輸所收集資料之使用者裝備。空氣過濾器裝置中之通信單元33可經組態以將經處理感測器資料傳輸至一接收空氣過濾器控制站。亦可將經處理感測器資料傳遞至一接收空氣過濾器控制站中，該接收空氣過濾器控制站能夠處理自複數個空氣過濾器感測器裝置(例如，定位於相同工業設備處或不同工業設備處之複數個裝置)接收之感測器資料。通信單元33可係經組態以用於(例如)使用WiFi、GSM、LTE或任何類型之適合無線技術來進行機械對機械通信任何類型之無線通信單元。根據本發明之另一態樣，針對每一空氣過濾器裝置亦存在用以對通信單元、感測器及微處理器進行供電之一電力供應或電力貯存器。所有實體經組態以用於低電力消耗，使得電池能夠在固持空氣過濾器裝置30之空氣過濾器配置之所意欲使用時間內一直提供電力。因此，本發明提供將在空氣過濾器管理期間顯著地改良擷取相關量測之能力之一「智慧」空氣過濾器配置。 空氣過濾器感測器裝置可不僅出於判定一空氣過濾器之一壽命預期之目的而使用，且亦可用於提供具有回饋之一空氣處置單元，使得可基於來自空氣過濾器感測器裝置之輸出來操作一風扇或其他空氣調節裝置(例如)以控制一風扇中之一電力增加以便增加或維持至接收應用之一空氣流。 圖4揭示用於空氣過濾器管理之一系統40之一例示性方塊圖，該系統包括一空氣過濾器控制站42及一或多個空氣過濾器感測器裝置41a、41b。在空氣過濾器管理系統40中，每一空氣過濾器感測器裝置41a、41b設置於經組態以裝配於至一應用(例如，一工業設備、一建築物通風系統或一清潔室空氣供應系統)之一空氣流通道中的一空氣過濾器配置中。系統之空氣過濾器控制站可提供於遠離一或多個空氣過濾器配置之一位置處，例如，工業設備之一操作控制環境中或如透過一電腦、平板電腦或行動裝置可存取之一軟體應用。一空氣過濾器配置之每一空氣過濾器感測器裝置包括用於將感測器資料有線或無線地傳輸至空氣過濾器控制站之一通信單元。因此，在空氣過濾器感測器裝置與遠程控制站之間建立一通信鏈路。 系統之空氣過濾器感測器裝置可含於定位於不同地理位置處之空氣過濾器配置中，諸如定位於不同燃燒渦輪機發電廠處之空氣過濾器配置中。空氣過濾器控制站經組態以編譯來自複數個空氣過濾器裝置(較佳地不同位置之空氣過濾器裝置)之資料且以使用經編譯資料以便建立對一剩餘壽命及操作對應空氣過濾器配置之成本之一可靠估計。過濾器進一步包括一組感測器、一微處理器及一通信單元。如上文所提及，與堵塞及壓力降相關之態樣在所揭示之過濾器配置之過濾器單元之間變化。因此，用於空氣過濾器管理之系統可包括配置於包括定位於一或多個特定單元附近上或中之感測器之複數個空氣過濾器裝置中之一組感測器，或包括定位於過濾器配置中之數個單元附近上或中之較大數目個感測器之一單個空氣過濾器裝置。一或多個空氣過濾器裝置經配置以蒐集表示空氣過濾器配置之操作狀態之感測器資料。感測器意指包括一或多個感測探針之一裝置及能夠感測待檢測之一條件之一儀器。自每一感測器獲得之輸出係對應於所量測狀況之一輸出值，例如空氣流(立方米/小時)、相對空氣濕度(百分比)、灰塵濃度(灰塵克/立方米)及一壓力降(以帕斯卡(dP)為單位)。 含有感測器之空氣過濾器感測器裝置包含於空氣過濾器配置中，例如，在一上游側上或在一下游側上。空氣過濾器感測器裝置亦可接收來自定位於空氣過濾器配置外側之感測器之額外輸入，例如定位於空氣過濾器配置之一上游側上之某些感測器，而其他感測器放置於下游側上。如所揭示，空氣過濾器感測器裝置可配置於過濾器配置中之兩個或兩個以上單元上。因此，來自空氣過濾器控制站之輸出可包含來自同一空氣過濾器配置中之複數個空氣過濾器裝置但與空氣過濾器配置中之不同單元之一操作狀態有關之輸入。由於不同空氣過濾器裝置可包含不同感測器，因此各別空氣過濾器裝置至一接收空氣過濾器控制站之輸入可變化，但其中各別空氣過濾器裝置之輸入關於感測器資料輸入(例如，顆粒之含量及壓力降)不同。當一過濾器配置中具有多個單元時，複數個空氣過濾器裝置之使用允許個別過濾器單元之條件之一較詳細且平衡資訊，提供關於哪個過濾器可最經濟地改變之資訊且亦提供對本單元之一剩餘使用壽命之可行估計。 空氣過濾器裝置經配置以收集空氣過濾器資料，但可根據本發明之態樣亦收集效能相關資料。亦可將此資料自應用之一操作環境(例如，一燃燒渦輪機發電廠中)直接擷取至空氣過濾器控制站。 圖4之方塊圖揭示用於空氣過濾器管理之一實例性系統40，該實例性系統包括設置於至各別應用之不相關空氣流通道之空氣過濾器配置處之兩個空氣過濾器裝置41a、41b及一空氣過濾器控制站42。根據本發明之一態樣，如參考圖3所闡述體現每一空氣過濾器裝置41a、41b。根據本發明之一態樣，每一空氣過濾器裝置41a、41b與一各別空氣過濾器配置整合(例如)作為一空氣過濾器框架之一結構元件之部分。 即使方塊圖揭示空氣過濾器感測器裝置與空氣過濾器控制站之間的一直接無線鏈路43，但熟習此項技術者明瞭該等實體可藉助眾多無線節點通信使得將無線通信用於將資料自空氣過濾器感測器裝置遞送至一接收控制站，但可並非自空氣過濾器感測器裝置41a、41b至空氣過濾器控制站42之每個通信例項中皆需要彼無線鏈路。亦應理解，空氣過濾器控制站可包含一或多個協作實體，其中可將一使用者介面設置為一電腦、行動電話中或一平板電腦上之一應用，而實際處理係(例如)藉由定位於不同位置中或一相同地理位置中之協作伺服器而在一雲端環境中執行。針對傳輸失敗之情形，空氣過濾器裝置中亦可預見高達6個月之資料之本地儲存。如所提及，空氣過濾器感測器裝置亦包括經配置以提供此本地儲存之一記憶體。 用於空氣過濾器管理之系統40包括複數個空氣過濾器裝置41a、41b及一空氣過濾器控制站42。每一空氣過濾器裝置41a、41b設置於進口至一工業設備之一空氣流中之一空氣過濾器配置處，該空氣過濾器配置包括能夠自在空氣流進口處接收之一空氣流移除微粒材料及/或氣態分子污染物(AMC)之至少一個過濾介質。每一空氣過濾器感測器裝置41a、41b包括一組感測器(亦即至少包括用於判定空氣流速之流動判定構件且較佳地亦包括用以判定含有空氣過濾器感測器裝置之空氣過濾器配置內之壓力降之感測器)，該組感測器經配置以蒐集表示空氣過濾器配置之一操作狀態之感測器資料。每一空氣過濾器感測器裝置41a、41b進一步包括一微處理器及一通信單元。空氣過濾器控制站42亦包括經配置以自複數個空氣過濾器感測器裝置41a、41b接收感測器資料之一通信單元。空氣過濾器控制站設置一使用者介面以用於選擇一空氣過濾器裝置41a、41b之一空氣過濾器配置。空氣過濾器控制站之處理電路經配置以基於自含於空氣過濾器配置中之空氣過濾器感測器裝置41a、41b接收之感測器資料且基於自一或多個其他空氣過濾器感測器裝置41a、41b接收之感測器資料來估計選定空氣過濾器配置之一壽命預期。 根據本發明之一態樣，空氣過濾器感測器裝置包括以下感測器中一或多者：一溫度及濕度感測器、壓力降感測器(s)、周圍灰塵感測器及一空氣流感測器。因此，空氣過濾器感測器裝置可設置空氣過濾器配置之管理中所需之一整組感測器資料。在空氣流感測器中，藉由一定製旋渦流量計分析空氣速度。使用經安裝背對空氣流之一壓力感測器來判定壓力變化及此等變化之頻率。對來自壓力感測器之輸入執行一快速傅立葉變換FFT並將該快速傅立葉變換用於判定由移動的空氣造成之旋渦脫落之主頻率。依據此頻率，可判定移動之空氣之速度。 在估計一壓力損失及一壓力損失趨勢(dP趨勢)時亦可使用來自空氣流量測之輸入。dP趨勢取決於由於過濾器中之灰塵負載之壓力損失，且亦歸因於由於濕度及降雨之壓力損失。由於過濾器中之灰塵負載之壓力損失可與灰塵濃度(g/m3 )及空氣流量(m3 /小時)相關。可依據與濕度之一相關性估計由於濕度之壓力損失。 根據本發明之原理，空氣過濾器配置用作一經良好定義之量測平台以用於量測廣泛範圍之感測器資料。因此，空氣過濾器配置不再僅用於過濾，而是在此情形中空氣過濾器配置之格柵可用於在進入空氣過濾器配置之空氣流中誘發一旋渦。含於空氣過濾器裝置中(且因此亦在空氣過濾器配置中)之組件用於基於高度可靠感測器資料產生較準確壽命週期成本估計。 空氣過濾器裝置用於蒐集在一規則基礎上傳輸至一空氣過濾器控制站之感測器資料。應用之每一操作者能夠存取來自空氣過濾器控制站之與特定應用之條件有關之資料。根據本發明之一態樣，藉助一網站或用於一平板電腦之一應用設置至空氣過濾器控制站之一通信介面。 在空氣過濾器控制站中處理所收集資料。此處理暗示基於所量測資料校正流動條件之資料、形成壓力降dP之歷史趨勢線，且基於該等歷史趨勢線預測未來dP。在空氣過濾器控制站之一通信介面中，終端使用者可接收關於過濾器之一操作狀態及操作態樣之視覺資訊，諸如直至由於技術原因(亦即壓力損失)才需要替換過濾器之時間；直至出於商業原因才替換過濾器之時間；基於商業原因而非技術原因進行過濾器替換之成本節省。 圖5揭示在圖4中所揭示之用於空氣過濾器管理之系統之一空氣過濾器感測器裝置中執行之例示性方法步驟之一流程圖。空氣過濾器感測器裝置經組態以獲得S51表示設置於去往/來自一工業設備之一空氣流通道中的一空氣過濾器配置之一操作狀態之感測器資料；空氣過濾器配置包括一空氣過濾器框架及能夠自空氣流通道處接收之一空氣流移除微粒材料及/或氣態分子污染物(AMC)之至少一個過濾介質。空氣過濾器感測器裝置進一步包括一微處理器，該微處理器經組態以處理用以判定S52表示空氣過濾器感測器裝置定位於其中之空氣過濾器配置之一操作狀態之操作狀態資訊之所獲得感測器資料。空氣過濾器感測器裝置將操作狀態資訊傳輸S53至一接收遠程空氣過濾器控制站。經處理感測器資料之傳輸可係無線的且在自空氣過濾器感測器裝置至啟用對一資料網路及網際網路之存取之一接收無線存取節點之一無線鏈路內執行。 亦提供一電腦程式產品，該電腦程式產品經配置以在於一空氣過濾器裝置中實施時執行執行上文所揭示之方法步驟。 圖6揭示在用於一空氣過濾器管理系統中之空氣過濾器管理之一空氣過濾器控制站中執行之一實例性方法之一流程圖。所揭示之方法步驟與圖4中所揭示之空氣過濾器管理系統40之一空氣過濾器控制站42中之操作有關。在其最一般內容脈絡中，方法包括自複數個空氣過濾器裝置接收S61感測器資料。根據本發明之一態樣，空氣過濾器感測器裝置亦可經配置以接收S62與其中操作空氣過濾器配置之應用相關之效能資料。在另一步驟中，空氣過濾器控制站接收與空氣過濾器管理系統中之一或多個空氣過濾器裝置之一選定空氣過濾器配置相關之一過濾器狀況查詢S63。空氣過濾器控制站基於自彼空氣過濾器裝置接收之感測器資料且亦可能依據自一或多個其他空氣過濾器裝置接收之感測器資料來處理該查詢且提供操作狀態資訊S64 (例如，選定空氣過濾器配置之剩餘壽命或壽命預期)。該查詢係經由有權利用一登入及密碼之使用者可存取之一使用者介面而接收S63。此等使用者包含應用所有者，且亦包含過濾器維護人員。對選定過濾器配置之一壽命預期之估計可在於系統中接收到資料之後(亦即，針對空氣過濾器配置中之任何過濾器，新的資料一進入至系統中)旋即執行或在接收到與一給定過濾器之壽命預期有關之一查詢時執行。 根據本發明之一態樣，空氣過濾器控制站可係其中以規則間隔(例如，每天一次)收集且分析資料之一雲端應用。每一客戶接收使其對過濾器資料存取之一登入及密碼。客戶能夠判定至應用之每個空氣流進口之條件、過濾器配置之技術使用壽命及過濾器配置之經濟使用壽命(亦即，當在進一步操作中維持過濾器之成本超過用於交換過濾器之成本時之時間點)。來自空氣過濾器控制站之資料亦可係過濾器替換提供者可存取的使得提供者能夠改良關於售後過濾器替換銷售之服務，且亦能夠基於歷史效能資料建議對過濾器組態之修正。 上文之說明中所揭示之空氣過濾器裝置及空氣過濾器管理系統提供對空氣過濾器管理系統中之較可靠過濾器資料之存取。此外，囊括空氣過濾器感測器裝置之一空氣過濾器配置之佈建啟用一空氣過濾器感測器裝置之快速及成本有效安裝或替換。
1‧‧‧空氣流通道/空氣流進口
2‧‧‧應用
3‧‧‧空氣入口
4‧‧‧空氣過濾器配置
5‧‧‧空氣過濾介質/過濾介質
20‧‧‧空氣過濾器配置/過濾器配置
21‧‧‧空氣過濾器框架
22‧‧‧過濾介質
23‧‧‧結構元件
24‧‧‧空氣過濾器感測器裝置/空氣過濾器裝置
30‧‧‧空氣過濾器感測器裝置/精巧空氣過濾器感測器裝置/空氣過濾器裝置
31‧‧‧感測器之集合
31a‧‧‧空氣流判定構件/感測器
31b‧‧‧感測器
31c‧‧‧感測器
32‧‧‧微處理器
33‧‧‧通信單元
40‧‧‧系統/空氣過濾器管理系統
41a‧‧‧空氣過濾器感測器裝置/空氣過濾器裝置
41b‧‧‧空氣過濾器感測器裝置
42‧‧‧空氣過濾器控制站
43‧‧‧直接無線鏈路
前文根據如附圖中所圖解說明之實例性實施例之以下較特定說明將顯而易見，其中貫穿不同視圖相同元件符號係指相同零件。該等圖式未必按比例繪製，而是強調圖解說明該等實例性實施例。 圖1 係至一應用之一空氣流通道之一實例性視圖； 圖2 係含有一空氣過濾器感測器裝置之一空氣過濾器配置之一實例性視圖； 圖3 係一空氣過濾器感測器裝置之一方塊圖 圖4 係用於空氣過濾器管理之一系統之一方塊圖； 圖5 係一空氣過濾器感測器裝置中執行之例示性方法步驟之一流程圖； 圖6 係使用一空氣過濾器感測器裝置在一空氣過濾器管理系統中執行之例示性方法步驟之一流程圖。
20‧‧‧空氣過濾器配置/過濾器配置
21‧‧‧空氣過濾器框架
22‧‧‧過濾介質
23‧‧‧結構元件
24‧‧‧空氣過濾器感測器裝置/空氣過濾器裝置

Claims (10)

  1. 一種空氣過濾器配置(20)，其經組態以裝配於一空氣流通道中，該空氣過濾器配置(20)包括：一空氣過濾器框架(21)；至少一個過濾介質(22)，其能夠自在該空氣流通道處接收之一空氣流移除微粒材料及/或氣態分子污染物(AMC)；及一空氣過濾器感測器裝置(24)，其設置於該空氣過濾器框架(21)中且經組態以判定該空氣過濾器配置(20)之一操作狀態，該空氣過濾器配置(20)之特徵在於 該空氣過濾器感測器裝置(24)包含用於判定該空氣流在該空氣過濾器配置(20)處之一空氣流速之空氣流判定構件，其中該空氣流判定構件包括經組態以判定可歸因於該空氣流中誘發之一旋渦圖案之動態壓力或一壓力脈衝的量測構件，且該空氣過濾器配置(20)之特徵在於該空氣過濾器框架包括經組態以誘發該旋渦圖案之一結構元件(23)。
  2. 如請求項1之空氣過濾器配置(20)，其中該空氣過濾器感測器裝置(24)附接至該結構元件(23)。
  3. 如請求項1之空氣過濾器配置(20)，其中該空氣過濾器感測器裝置整合於該結構元件(23)中。
  4. 如請求項1至3中任一項之空氣過濾器配置(20)，其中該空氣過濾器配置(20)進一步包含經配置以蒐集表示該空氣過濾器配置之一操作狀態之感測器資料之一或多個其他感測器，該等其他感測器經組態以量測壓力降、溫度、濕度、顆粒濃度及氣體濃度中之至少一者。
  5. 如請求項4之空氣過濾器配置(20)，其中該空氣過濾器感測器裝置(24)包括該一或多個其他感測器。
  6. 如請求項1至3中任一項之空氣過濾器配置(20)，其中該空氣過濾器配置經組態以裝配於去往/來自一工業設備、一建築物或一清潔程序環境之一空氣流通道中。
  7. 一種空氣過濾器感測器裝置(24)，其經配置以設置於包括一空氣過濾器框架及至少一個過濾介質之一空氣過濾器配置(20)中，其中該空氣過濾器感測器裝置(24)經組態以設置於該空氣過濾器框架(21)中，該空氣過濾器感測器裝置(24)之特徵在於 該空氣過濾器感測器裝置包含用於判定一空氣流在該空氣過濾器配置(20)處之一空氣流速之空氣流判定構件，其中該空氣流判定構件包括量測構件，該量測構件經組態以判定可歸因於在該空氣過濾器配置(20)處之該空氣流中由該空氣過濾器框架之一結構元件誘發之一旋渦圖案的動態壓力或一壓力脈衝。
  8. 如請求項7之空氣過濾器感測器裝置，其中該空氣過濾器感測器裝置進一步包含經配置以蒐集表示該空氣過濾器配置之一操作狀態之感測器資料之一或多個其他感測器，該等其他感測器經組態以量測壓力降、溫度、濕度、顆粒濃度及/或氣體濃度中之至少一者。
  9. 如請求項7或8中任一項之空氣過濾器感測器裝置，其中該空氣過濾器感測器裝置進一步包括經配置以基於所蒐集感測器資料及該空氣通道中之該空氣流之該所判定空氣流速來判定操作狀態資訊之一微處理器及經配置以將操作狀態資訊傳輸至一接收空氣過濾器控制系統之一通信單元。
  10. 一種用於空氣過濾器管理之系統，其包括一或多個如請求項7至9中任一項之空氣過濾器感測器裝置(41a、41b)及一空氣過濾器控制站(42)，該系統之特徵在於 該空氣過濾器控制站(42)設置於遠離該一或多個空氣過濾器感測器裝置(41a、41b)之一位置處且其特徵在於每一空氣過濾器感測器裝置(41a、41b)包括用於將感測器資料傳輸至該空氣過濾器控制站之一通信單元。
TW106106208A 2016-02-24 2017-02-23 空氣過濾器配置、裝置及系統 TW201742661A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1650245A SE1650245A1 (en) 2016-02-24 2016-02-24 Air filter arrangement, device and system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201742661A true TW201742661A (zh) 2017-12-16

Family

ID=58213309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106106208A TW201742661A (zh) 2016-02-24 2017-02-23 空氣過濾器配置、裝置及系統

Country Status (3)

Country Link
SE (1) SE1650245A1 (zh)
TW (1) TW201742661A (zh)
WO (1) WO2017146633A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019141618A1 (de) * 2018-01-19 2019-07-25 Jens Neumann Filter mit volumenstromsensor und meldeeinrichtung
US10704798B2 (en) * 2018-04-09 2020-07-07 Wayne Roen Environmental monitoring system
CA3121431A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 3M Innovative Properties Company Geofencing-enhanced monitoring of air filters
CN111594916B (zh) * 2020-05-29 2021-12-28 佛山市万物互联科技有限公司 空调的控制方法、空调及存储介质
CN114471003B (zh) * 2022-02-10 2023-10-13 江苏月璐新材料科技有限公司 一种实现空气分离的高效压缩方法
US20240077404A1 (en) * 2022-04-29 2024-03-07 Donaldson Company, Inc. Air filtration monitoring system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5461368A (en) * 1994-01-11 1995-10-24 Comtech Incorporated Air filter monitoring device in a system using multispeed blower
US20050108996A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Latham Steven R. Filter system for an electronic equipment enclosure
US20120145010A1 (en) * 2009-08-27 2012-06-14 Yoshiro Yamamoto Air cleaner
SE537506C2 (sv) 2011-12-19 2015-05-26 Dinair Ab Förfarande för optimering av brukstiden för filter mellan filterbyten i ett ventilationssystem

Also Published As

Publication number Publication date
SE1650245A1 (en) 2017-08-25
WO2017146633A1 (en) 2017-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3013201C (en) System, method and computer program product for air filter management
TW201742661A (zh) 空氣過濾器配置、裝置及系統
US11617980B2 (en) Air filter condition sensing
US9797812B2 (en) Filter replacement lifetime prediction
JP6878466B2 (ja) エアフィルターの利用能力を決定するための方法
US20210207833A1 (en) Device and method for monitoring hvac air filter
US10137397B2 (en) Filter systems
JP7210820B2 (ja) フィルタのオンライン診断方法およびオンライン診断システム
US20210060474A1 (en) Method for predicting the service life of a filter
CA3152730C (en) Systems and methods to detect dirt level of filters
Pöyhönen et al. Variable-speed-drive-based method for the cost optimization of air filter replacement timing
BR112018017295B1 (pt) Sistema e método para gerenciamento de filtro de ar, e, meio de armazenamento em memória
KR102449341B1 (ko) 미세먼지 저감을 위한 IoT 기반의 배출사업장 모니터링 시스템
Hamann et al. Filter replacement lifetime prediction
CN116660118A (zh) 基于物联网技术的空气过滤耗材检测系统方法