TW202217205A - 室內空汙防治解決方法 - Google Patents
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Abstract
一種室內空汙防治解決方法，適用於一室內空間實施，包含：提供一可攜式氣體偵測裝置及複數台空氣交換機，空氣交換機供以吸入室外之空氣予以淨化過濾而導入室內空間中，且室內空間之氣體汙染被抽出於室外之空氣予以交換；空氣交換機出風量為200~1600潔凈空氣輸出比率(CADR)，室內空間體積為16.5~247.5m
3，提供1~75台空氣交換機設置在室內空間內實施；可攜式氣體偵測裝置隨時偵測室內空間環境下之氣體汙染時，可攜式氣體偵測裝置得以遙控空氣交換機予以啟動過濾、淨化與氣體交換，空氣交換機在1分鐘內將室內空間內之氣體汙染降至一安全偵測值。
Description
本案關於一種室內空汙防治解決方法，尤指適用於一室內空間實施，利用一可攜式氣體偵測裝置及複數台空氣交換機潔淨室內空間環境下之氣體的方法。
現代人對於生活周遭的氣體品質的要求愈來愈重視，懸浮粒子(particulate matter，PM)例如PM1、PM2.5、PM10、二氧化碳、總揮發性有機物(Total Volatile Organic Compound，TVOC)、甲醛…等氣體，甚至於氣體中含有的微粒、氣溶膠、細菌、病毒…等，都會在環境中暴露影響人體健康，嚴重的甚至危害到生命。特別注意的是，在室內空間內的氣體汙染的問題，逐漸受到人們的重視，因此能夠提供淨化空氣品質而減少在室內呼吸到有害氣體的淨化解決方案，可隨時隨地即時監測室內空氣品質，當室內空氣品質不良時快速淨化室內空氣，是本案所研發的主要課題。
本案之主要目的係提供一種室內空汙防治解決方法，利用可攜式氣體偵測裝置來隨時監測環境中空氣品質，透過訊號傳輸給空氣交換機，使空氣交換機視可攜式氣體偵測裝置所偵測的環境之空氣品質；如空氣品質不良，接收不良的空氣品質訊號後啟動複數台空氣交換機，利用空氣交換機以淨化可攜式氣體偵測裝置所偵測的環境之空氣品質；空氣交換機具有淨化單元，淨化單元搭配導風機能夠導引特定氣流量，促使淨化單元進行過濾之形成淨化氣體之應用，且導風機持續控制在1分鐘(min)內運轉導出出風量200~1600潔凈空氣輸出比率(CADR)，並提供1~75台空氣交換機設置在室內空間內實施，能夠使室內空間內之氣體汙染予以降一安全偵測值，達到氣體交換成可安全呼吸之狀態；並能在懸浮粒子PM1、PM2.5、PM10、二氧化碳、總揮發性有機物(Total Volatile Organic Compound，TVOC)、甲醛、甚至氣體中含有的微粒、氣溶膠、細菌、病毒等濃度過高時即時得到資訊，並加以警示提醒，能夠即時做立即淨化室內空氣，以維持良好的空氣品質。
本案之一廣義實施態樣為提供一種室內空汙防治解決方法，適用於一室內空間實施，包含：1.提供一可攜式氣體偵測裝置及複數台空氣交換機，在該室內空間環境下應用實施，其中該空氣交換機供以吸入一室外之空氣予以淨化過濾而導入該室內空間中，且該室內空間之一氣體汙染被抽出於該室外之空氣予以交換；2.該空氣交換機之出風量為200~1600潔凈空氣輸出比率(CADR)，且該室內空間體積為16.5~247.5 m
3，提供1~75台該空氣交換機設置在該室內空間內實施；3.該可攜式氣體偵測裝置隨時偵測該室內空間環境下之氣體汙染時，該可攜式氣體偵測裝置得以遙控至少一該空氣交換機予以啟動過濾、淨化與氣體交換，該空氣交換機並在1分鐘內針對該室內空間內之該氣體汙染予以降至一安全偵測值，促使該室內空間內之該氣體汙染交換形成潔淨可安全呼吸之狀態。
體現本案特徵與優點的實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。
請參閱第1A圖所示，本案提供一種室內空汙防治解決方法，適用於一室內空間(A)實施，包含：1.提供一可攜式氣體偵測裝置1及複數台空氣交換機2，在該室內空間A環境下應用實施，其中該空氣交換機2供以吸入一室外之空氣予以淨化過濾而導入該室內空間A中，且該室內空間A之一氣體汙染被抽出於該室外之空氣予以交換；2.該空氣交換機2之出風量為200~1600潔凈空氣輸出比率(CADR)，且該室內空間A體積為16.5~247.5 m
3，提供1~75台該空氣交換機2設置在該室內空間A內實施；3.該可攜式氣體偵測裝置1隨時偵測該室內空間A環境下之氣體汙染時，該可攜式氣體偵測裝置1得以遙控至少一該空氣交換機2予以啟動過濾、淨化與氣體交換，該空氣交換機2在1分鐘內針對該室內空間A內之該氣體汙染予以降至一安全偵測值，促使該室內空間A內之該氣體汙染交換形成潔淨可安全呼吸之狀態。
於本案實施例中，空氣交換機2之出風量為800 CADR，但不以此為限，於本案其他實施例中，空氣交換機2出風量可以介於200～1600 CADR之間。此外，於本案實施例中，室內空間A體積為82.5 m
3，此室內空間A體積係以10坪×高2.5公尺之體積計算得來的，但不以此為限，於本案其他實施例中，室內空間A體積可以視其實際空間而有所調整，如16.5~247.5 m
3。值得注意的是，於本案實施例中，以1~75台空氣交換機2設置在室內空間A內實施，係以相對應的出風量與相對應的室內空間A之體積，在運轉一定時間內對室內空A間內的氣體交換，形成潔淨之空氣狀態，但不以此為限，於本案其他實施例中，空氣交換機2的台數、出風量、室內空間A之體積、運轉時間可視實際需求增減，其對應關係可以參考表一。
表一：
表一係空氣交換機2運作1分鐘時其台數、出風量、室內空間A之體積關係表。
| 室內空間體積 出風量(CADR) | 16.5立方米(m 3) (約2坪×2.5m高) | 247.5立方米(m 3) (約30坪×2.5m高) |
| 200 | 5台 | 75台 |
| 800 | 1台 | 19台 |
| 1600 | 1台 | 10台 |
空氣交換機2之出風量為800潔凈空氣輸出比率(CADR)，且室內空間A體積為16.5~247.5 m
3，提供至1~19台空氣交換機2設置在室內空間A內實施，但不以此為限，於其他實施例中出風量的調配、室內空間體積的對應與空氣交換機2的台數可視實際需求而調整。
另外，值得注意的是，室內空間A內氣體汙染係指懸浮粒子(particulate matter，PM)例如細懸浮微粒PM1、粗懸浮微粒PM2.5、懸浮微粒PM10、二氧化碳CO
2、總揮發性有機物TVOC、甲醛、細菌、病毒之其中之一或其組合。空氣交換機2在1分鐘~10分鐘內將室內空間A內氣體汙染降至於安全偵測值，例如：PM2.5之安全偵測值小於10μg/m
3、PM10之安全偵測值小於75μg/m
3、二氧化碳之安全偵測值小於1000ppm、總揮發性有機物之安全偵測值小於0.56ppm、甲醛值之安全偵測值小於0.08ppm、細菌之安全偵測值為數量小於1500CFU/m
3、真菌之安全偵測值為數量小於1000CFU/m
3。
請參閱第1B圖所示，可攜式氣體偵測裝置1包含一裝置本體1a，具有至少一進氣口11、至少一出氣口12及一氣體偵測模組13。可攜式氣體偵測裝置1，可為智慧型手錶或一智慧型手環其中之一，且包含一裝置本體1a。裝置本體1a具有至少一進氣口11、至少一出氣口12及一氣體偵測模組13。於本實施例中，裝置本體1a為具有一進氣口11及一出氣口12，但不以此為限。
請參閱第2A圖至第2C圖、第3A圖至第3B圖、第4圖及第5A圖至第5B圖所示，氣體偵測模組13包含一壓電致動器132及至少一傳感器135，壓電致動器132導引裝置本體1a外氣體由進氣口11進入再由出氣口12排出，且導入氣體供傳感器135偵測以取得一氣體資訊。氣體偵測模組13包含一基座131、一壓電致動器132、一驅動電路板133、一雷射組件134、一微粒傳感器135及一外蓋136。其中，基座131具有一第一表面1311、一第二表面1312、一雷射設置區1313、一進氣溝槽1314、一導氣組件承載區1315及一出氣溝槽1316，第一表面1311及第二表面1312為相對設置之兩個表面，雷射設置區1313自第一表面1311朝向第二表面1312挖空形成，進氣溝槽1314自第二表面1312凹陷形成，且鄰近雷射設置區1313，進氣溝槽1314設有一進氣通口1314a，連通於基座131的外部，並與外蓋136的進氣框口1361a對應，以及兩側壁貫穿一透光窗口1314b，與雷射設置區1313連通；因此，基座131的第一表面1311被外蓋136貼附封蓋，第二表面1312被驅動電路板133貼附封蓋，致使進氣溝槽1314與驅動電路板133共同定義出一進氣路徑。
上述之導氣組件承載區1315由第二表面1312凹陷形成，並連通進氣溝槽1314，且於底面貫通一通氣孔1315a。上述之出氣溝槽1316設有一出氣通口1316a，出氣通口1316a與外蓋136的出氣框口1361b對應設置，出氣溝槽1316包含由第一表面1311對應於導氣組件承載區1315的垂直投影區域凹陷形成的一第一區間1316b，以及於非導氣組件承載區1315的垂直投影區域所延伸的區域，且由第一表面1311至第二表面1312挖空形成的第二區間1316c，其中第一區間1316b與第二區間1316c相連以形成段差，且出氣溝槽1316的第一區間1316b與導氣組件承載區1315的通氣孔1315a相通，出氣溝槽1316的第二區間1316c與出氣通口1316a連通；因此，當基座131的第一表面1311被外蓋136貼附封蓋，第二表面1312被驅動電路板133貼附封蓋時，致使出氣溝槽1316、外蓋136與驅動電路板133共同定義出一出氣路徑。
請參閱第2C圖及第4圖所示，上述之雷射組件134及微粒傳感器135皆設置於驅動電路板133上，且位於基座131內，為了明確說明雷射組件134及微粒傳感器135於基座131中之設置位置，故特意於第4圖中省略驅動電路板133；雷射組件134容設於基座131的雷射設置區1313內，微粒傳感器135容設於基座131的進氣溝槽1314內，並與雷射組件134對齊，此外，雷射組件134對應到透光窗口1314b，供雷射組件134所發射的雷射光穿過，使雷射光照射至進氣溝槽1314內，而雷射組件134所發出射出之光束路徑為穿過透光窗口1314b且與進氣溝槽1314形成正交方向。
上述之雷射組件134發射之投射光束通過透光窗口1314b進入進氣溝槽1314內，照射進氣溝槽1314內的氣體中所含懸浮微粒，光束接觸到懸浮微粒時，會散射並產生投射光點，微粒傳感器135接收散射所產生的投射光點進行計算，來獲取氣體中所含懸浮微粒之粒徑及濃度的相關資訊。其中微粒傳感器135為PM2.5傳感器。
氣體偵測模組13之至少一傳感器135包含一揮發性有機物傳感器，偵測CO
2或TVOC氣體資訊。氣體偵測模組13之至少一傳感器135包含一甲醛傳感器，偵測甲醛氣體資訊。氣體偵測模組13之至少一傳感器135包含一微粒傳感器，偵測PM1或PM2.5或PM10氣體資訊。氣體偵測模組13之至少一傳感器135包含一病菌傳感器，偵測細菌或病菌氣體資訊。
本案之氣體偵測模組13不僅可針對氣體中微粒進行偵測，更可進一步針對導入氣體之特性做偵測，例如氣體為甲醛、氨氣、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、臭氧、細菌或病菌等。因此本案之氣體偵測模組13更包含第一揮發性有機物傳感器137a，定位設置於驅動電路板133上並與其電性連接，容設於出氣溝槽1316中，對出氣路徑所導出之氣體做偵測，用以偵測出氣路徑的氣體中所含有之揮發性有機物的濃度或特性。或者本案之氣體偵測模組13更包含一第二揮發性有機物傳感器137b，定位設置於驅動電路板133上並與其電性連接，而第二揮發性有機物傳感器137b容設於光陷阱區1317，對於通過進氣溝槽1314的進氣路徑且經過透光窗口1314b而導入光陷阱區1317內的氣體，偵測其中所含有揮發性有機物的濃度或特性。
請參閱第5A圖及第5B圖所示，上述之壓電致動器132容設於基座131的導氣組件承載區1315，導氣組件承載區1315呈一正方形，其四個角分別設有一定位凸塊1315b，壓電致動器132通過四個定位凸塊1315b設置於導氣組件承載區1315內。此外，如第3A圖、第3B圖、第8B圖及第8C圖所示，導氣組件承載區1315與進氣溝槽1314相通，當壓電致動器132作動時，汲取進氣溝槽1314內的氣體進入壓電致動器132，並將氣體通過導氣組件承載區1315的通氣孔1315a，進入至出氣溝槽1316。
又如第2B圖及第2C圖所示，上述之驅動電路板133封蓋貼合於基座131的第二表面1312。雷射組件134設置於驅動電路板133上，並與驅動電路板133電性連接。傳感器135亦設置於驅動電路板133上，並與驅動電路板133電性連接。又如第5B圖所示，當外蓋136罩蓋基座131時，進氣框口1361a對應到基座131之進氣通口1314a(第8A圖所示)，出氣框口1361b對應到基座131之出氣通口1316a(第8C圖所示)。
請參閱第6A圖及第6B圖所示，上述之壓電致動器132包含一噴氣孔片1321、一腔體框架1322、一致動體1323、一絕緣框架1324及一導電框架1325。其中，噴氣孔片1321為具有可撓性之材料製作，具有一懸浮片1321a、一中空孔洞1321b。懸浮片1321a為可彎曲振動之片狀結構，其形狀與尺寸大致對應導氣組件承載區1315的內緣，但不以此為限，懸浮片1321a之形狀亦可為方形、圓形、橢圓形、三角形及多角形其中之一；中空孔洞1321b係貫穿於懸浮片1321a之中心處，以供氣體流通。
請參閱第6A圖、第6B圖及第7A圖所示，上述之腔體框架1322疊設於噴氣孔片1321上，且其外型與噴氣孔片1321對應。致動體1323疊設於腔體框架1322上，並與噴氣孔片1321、懸浮片1321a之間定義一共振腔室1326。絕緣框架1324疊設於致動體1323，其外觀與腔體框架1322近似。導電框架1325疊設於絕緣框架1324，其外觀與絕緣框架1324近似，且導電框架1325具有一導電接腳1325a及一導電電極1325b，導電接腳1325a自導電框架1325的外緣向外延伸，導電電極1325b自導電框架1325內緣向內延伸。此外，致動體1323更包含一壓電載板1323a、一調整共振板1323b及一壓電板1323c。壓電載板1323a承載疊置於腔體框架1322上。調整共振板1323b承載疊置於壓電載板1323a上。壓電板1323c承載疊置於調整共振板1323b上。而調整共振板1323b及壓電板1323c容設於絕緣框架1324內，並由導電框架1325的導電電極1325b電連接壓電板1323c。其中，壓電載板1323a、調整共振板1323b皆為可導電的材料所製成，壓電載板1323a具有一壓電接腳1323d，壓電接腳1323d與導電接腳1325a連接驅動電路板133上的驅動電路(未圖示)，以接收驅動訊號(驅動頻率及驅動電壓)，驅動訊號得以由壓電接腳1323d、壓電載板1323a、調整共振板1323b、壓電板1323c、導電電極1325b、導電框架1325、導電接腳1325a形成一迴路，並由絕緣框架1324將導電框架1325與致動體1323之間阻隔，避免短路發生，使驅動訊號得以傳遞至壓電板1323c。壓電板1323c接受驅動訊號(驅動頻率及驅動電壓)後，因壓電效應產生形變，來進一步驅動壓電載板1323a及調整共振板1323b產生往復式地彎曲振動。
承上所述，調整共振板1323b位於壓電板1323c與壓電載板1323a之間，作為兩者之間的緩衝物，可調整壓電載板1323a的振動頻率。基本上，調整共振板1323b的厚度大於壓電載板1323a的厚度，且調整共振板1323b的厚度可變動，藉此調整致動體1323的振動頻率。
請同時參閱第6A圖、第6B圖及第7A圖所示，噴氣孔片1321、腔體框架1322、致動體1323、絕緣框架1324及導電框架1325依序對應堆疊並設置定位於導氣組件承載區1315內，促使壓電致動器132承置定位於導氣組件承載區1315內，並以底部固設於定位凸塊1315b上支撐定位，因此壓電致動器132在懸浮片1321a及導氣組件承載區1315的內緣之間定義出一空隙1321c，以供氣體流通。
請先參閱第7A圖所示，上述之噴氣孔片1321與導氣組件承載區1315之底面間形成一氣流腔室1327。氣流腔室1327透過噴氣孔片1321之中空孔洞1321b，連通致動體1323、噴氣孔片1321及懸浮片1321a之間的共振腔室1326，透過控制共振腔室1326中氣體之振動頻率，使其與懸浮片1321a之振動頻率趨近於相同，可使共振腔室1326與懸浮片1321a產生亥姆霍茲共振效應（Helmholtz resonance），俾使氣體傳輸效率提高。
請參閱第7B圖所示，當壓電板1323c向遠離導氣組件承載區1315之底面移動時，壓電板1323c帶動噴氣孔片1321之懸浮片1321a以遠離導氣組件承載區1315之底面方向移動，使氣流腔室1327之容積急遽擴張，其內部壓力下降形成負壓，吸引壓電致動器132外部的氣體由空隙1321c流入，並經由中空孔洞1321b進入共振腔室1326，使共振腔室1326內的氣壓增加而產生一壓力梯度；再如第7C圖所示，當壓電板1323c帶動噴氣孔片1321之懸浮片1321a朝向導氣組件承載區1315之底面移動時，共振腔室1326中的氣體經中空孔洞1321b快速流出，擠壓氣流腔室1327內的氣體，並使匯聚後之氣體以接近白努利定律之理想氣體狀態快速且大量地噴出導入導氣組件承載區1315的通氣孔1315a中。是以，透過重複第7B圖及第7C圖的動作後，得以壓電板1323c往復式地振動，依據慣性原理，排氣後的共振腔室1326內部氣壓低於平衡氣壓會導引氣體再次進入共振腔室1326中，如此控制共振腔室1326中氣體之振動頻率與壓電板1323c之振動頻率趨近於相同，以產生亥姆霍茲共振效應，俾實現氣體高速且大量的傳輸。
請參閱第8A圖所示，氣體皆由外蓋136的進氣框口1361a進入，通過進氣通口1314a進入至基座131的進氣溝槽1314，並流至傳感器135的位置。再如第8B圖所示，壓電致動器132持續驅動會吸取進氣路徑之氣體，以利外部氣體快速導入且穩定流通，並通過傳感器135上方，此時雷射組件134發射光束通過透光窗口1314b進入進氣溝槽1314內，進氣溝槽1314通過傳感器135上方的氣體被照射其中所含懸浮微粒，當照射光束接觸到懸浮微粒時會散射並產生投射光點，傳感器135接收散射所產生的投射光點進行計算以獲取氣體中所含懸浮微粒之粒徑及濃度的相關資訊，而傳感器135上方的氣體也持續受壓電致動器132驅動傳輸而導入導氣組件承載區1315的通氣孔1315a中，進入出氣溝槽1316的第一區間1316b。最後如第8C圖所示，氣體進入出氣溝槽1316的第一區間1316b後，由於壓電致動器132會不斷輸送氣體進入第一區間1316b，於第一區間1316b的氣體將會被推引至第二區間1316c，最後通過出氣通口1316a及出氣框口1361b向外排出。
請參閱第9圖所示，基座131更包含一光陷阱區1317，光陷阱區1317自第一表面1311至第二表面1312挖空形成，並對應至雷射設置區1313，且光陷阱區1317經過透光窗口1314b而使雷射組件134所發射之光束能投射到其中，光陷阱區1317設有一斜錐面之光陷阱結構1317a，光陷阱結構1317a對應到雷射組件134所發射之光束的路徑；此外，光陷阱結構1317a使雷射組件134所發射之投射光束在斜錐面結構反射至光陷阱區1317內，避免光束反射至傳感器135的位置，且光陷阱結構1317a所接收之投射光束之位置與透光窗口1314b之間保持有一光陷阱距離D，避免投射在光陷阱結構1317a上投射光束反射後因過多雜散光直接反射回傳感器135的位置，造成偵測精度的失真。
再請參閱第2C圖及第9圖所示，本案之氣體偵測模組13構造不僅可針對氣體中微粒進行偵測，更可進一步針對導入氣體之特性做偵測，例如氣體為甲醛、氨氣、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、臭氧、細菌或病菌等。因此本案之氣體偵測模組13更包含第一揮發性有機物傳感器137a，第一揮發性有機物傳感器137a定位設置並電性連接於驅動電路板133，且容設於出氣溝槽1316中，對出氣路徑所導出之氣體做偵測，用以偵測出氣路徑的氣體中所含有之揮發性有機物的濃度或特性。或者，本案之氣體偵測模組13更包含一第二揮發性有機物傳感器137b，第二揮發性有機物傳感器137b定位設置並電性連接於驅動電路板133，而第二揮發性有機物傳感器137b容設於光陷阱區1317，對於通過進氣溝槽1314的進氣路徑且經過透光窗口1314b而導入光陷阱區1317內的氣體中所含有揮發性有機物的濃度或特性。
請參閱第1A圖及第10A圖所示，空氣交換機2具有一進氣通道22、一排氣通道21、至少一導風機24、一淨化單元23及一遙控驅動器25，遙控驅動器25接收可攜式氣體偵測裝置1所偵測到室內空間A環境下之氣體汙染時，接收一控制訊號，促使將室外之空氣經導風機24吸入空氣交換機2內，並由進氣通道22而通過淨化單元23予以淨化過濾後，再導入室內空間A中，而室內空氣之氣體經排氣通道21排出到室外。淨化單元23為一高效濾網23a。高效濾網23a上塗佈一層二氧化氯之潔淨因子，抑制氣體中病毒、細菌。高效濾網23a上塗佈一層萃取了銀杏及日本鹽膚木的草本加護塗層，構成一草本加護抗敏濾網，有效抗敏及破壞通過濾網的流感病毒表面蛋白。高效濾網23a上塗佈一銀離子，抑制該氣體中病毒、細菌。淨化單元23為高效濾網23a搭配一光觸媒單元23b、一光等離子單元23c、一負離子單元23d及一電漿離子單元23e之至少其中之一所構成。
再請參閱第10A圖所示，空氣交換機2具有一排氣通道21、進氣通道22、一排氣通道21、至少一導風機24、一淨化單元23及一遙控驅動器25。在一實施例中，排氣通道21之兩端分別設有一排氣通道入口21a與排氣通道出口21b，進氣通道22之兩端分別設有一進氣通道入口22a與進氣通道出口22b，而淨化單元23設置在進氣通道22中過濾淨化氣體，導風機24設置在進氣通道22中，且設置於淨化單元23之一側，導引氣體由進氣通道入口22a導入通過淨化單元23進行過濾以形成一淨化氣體，最後由進氣通道出口22b排至室內空間A。因此氣體偵測模組13控制導風機24實施啟動或關閉之操作，而導風機24實施啟動操作，供以導引室外之氣體由進氣通道入口22a進入進氣通道22，通過淨化單元23進行過濾淨化，最後由進氣通道出口22b排至室內空間A，提供室內經過濾淨化後之氣體；而室內空間A之氣體汙染則經由該排氣通道21排出到室外予以交換。
又再請參閱第10B圖所示，在另一實施例中，導風機24包含一進氣導風機24a及一排氣導風機24b。而淨化單元23設置在進氣通道22中過濾淨化氣體。進氣導風機24a設置在進氣通道22中，且設置於淨化單元23之一側，而排氣導風機24b設置在排氣通道21中。因此氣體偵測模組13控制進氣導風機24a及排氣導風機24b實施啟動或關閉之操作，而進氣導風機24a及排氣導風機24b實施啟動操作，供以導引室外之氣體由進氣通道入口22a進入進氣通道22，通過淨化單元23進行過濾淨化，最後由進氣通道出口22b排至室內空間A，提供室內經過濾淨化後之氣體，而排氣導風機24b供以導引室內空間A之氣體污染由排氣通道入口21a進入排氣通道21，最後由排氣通道出口21b排至室外予以交換。
上述之遙控驅動器25為接收一控制訊號啟動空氣交換機2之運作，亦即接收可攜式氣體偵測裝置1偵測到室內空間A環境下之氣體汙染所發射出之偵遙控訊號，因此可攜式氣體偵測裝置1得以遙控空氣交換機2予以啟動，促使空氣交換機2之進氣導風機24a及排氣導風機24b實施啟動操作，將室外之空氣導引經進氣通道22吸入通過淨化單元23予以淨化過濾後，再導入室內空間A中，而室內空間A之氣體汙染則經由排出導風機24b抽出經排氣通道21排出到室外予以交換。
請參閱第10C圖所示，在另一實施例中，空氣交換機2具有一進氣通道22、一排氣通道21、一淨化單元23、一遙控驅動器25及一空調產生器26a，而該遙控驅動器25在該可攜式氣體偵測裝置1偵測到該室內空間A環境下有氣體汙染時，接收一控制訊號，促使該室外之空氣經該空調產生器26a吸入該空氣交換機2內，並由該進氣通道22而通過該淨化單元23予以淨化過濾後，再經空調產生器26a調節氣體之溫度及濕度導入該室內空間A中，而該室內汙染之該氣體經該排氣通道21排出到室外。其中該空調產生器26a，該空調產生器26a可透過該遙控驅動器25啟動或關閉運轉，促使該室內空間A之氣體經空調產生器26a控制溫度及濕度，達到該室內空間A設定一適宜溫度與設定一適宜濕度之環境。
值得注意的是，空調產生器26a能將所傳輸的空氣溫度提升，具有輸送暖氣進入室內空間A的效果，以提升室內溫度；空調產生器26a能將所輸送的空氣溫度調降，具有輸送冷氣進入室內空間A的效果，以降低室內溫度；因空調產生器26a可以調節室內空間A的溫度，使室內空間A的室溫得以調節到所設定的溫度。又，空調產生器26a具有除濕效果調節室內空間A的濕度，促使室內空間A得以調節到所設定的濕度。
上述之淨化單元23設置於進氣通道22中，可以是多種實施樣態之組合。例如，淨化單元23為一種高效濾網23a (High-Efficiency Particulate Air，HEPA)。當氣體透過進氣導風機24a控制導入進氣通道22中，受高效濾網23a吸附氣體中所含化學煙霧、細菌、塵埃微粒及花粉，以達過濾導入空氣交換機2之氣體以進行過濾淨化之效果；又在一些實施例中，高效濾網23a上塗佈一層二氧化氯之潔淨因子，抑制空氣交換機2外所導入氣體中病毒、細菌。其中高效濾網23a上可以塗佈一層二氧化氯之潔淨因子，抑制空氣交換機2外之氣體中病毒、細菌、A型流感病毒、B型流感病毒、腸病毒、諾羅病毒之抑制率達到 99% 以上，幫助減少病毒交互傳染；在另一些實施例中，高效濾網23a上塗佈一層萃取了銀杏及日本鹽膚木的草本加護塗層，構成一草本加護抗敏濾網，有效抗敏及破壞由空氣交換機2外所導入並通過高效濾網23a之氣體中流感病毒(例如：H1N1流感病毒)的表面蛋白；在另一些實施例中，高效濾網23a上可以塗佈銀離子，抑制空氣交換機2外所導入氣體中病毒、細菌。
淨化單元23亦可為高效濾網23a搭配光觸媒單元23b所構成之型態，光觸媒單元23b包含一光觸媒231b及一紫外線燈232b，光觸媒231b透過紫外線燈232b照射而分解空氣交換機2所導入氣體以進行過濾淨化。其中光觸媒231b及一紫外線燈232b分別設置進氣通道22中，並彼此保持一間距，使空氣交換機2將室外氣體透過進氣導風機24a控制而導入進氣通道22中，且光觸媒231b透過紫外線燈232b照射，得以將光能轉換化學能，藉此分解通過氣體中的有害氣體並進行消毒殺菌，以達過濾及淨化氣體之效果。
淨化單元23亦可為高效濾網23a搭配光等離子單元23c所構成之型態，光等離子單元23c包含一奈米光管，透過奈米光管照射空氣交換機2將室外所導入氣體，促使氣體中所含之揮發性有機氣體分解淨化。其中奈米光管設置於進氣通道22中，當空氣交換機2將室外氣體透過進氣導風機24a控制而導入進氣通道22中時，透過奈米光管照射所導入之氣體，使氣體中的氧分子及水分子分解成具高氧化性光等離子，形成具有破壞有機分子的離子氣流，將氣體中含有揮發性甲醛、甲苯、揮發性有機氣體(Volatile Organic Compounds，VOC)等氣體分子分解成水和二氧化碳，以達過濾及淨化氣體之效果。
淨化單元23亦可為高效濾網23a搭配負離子單元23d所構成之型態，負離子單元23d包含至少一電極線231d、至少一集塵板232d及一升壓電源器233d，透過電極線231d高壓放電，將空氣交換機2將由室外所導入氣體中所含微粒吸附在集塵板232d上進行過濾淨化。其中至少一電極線231d、至少一集塵板232d置設氣體流道中，而升壓電源器233d提供至少一電極線231d高壓放電，至少一集塵板232d帶有負電荷，使空氣交換機2將室外所導入氣體透過進氣導風機24a控制而導入進氣通道22中，透過至少一電極線231d高壓放電，得以將氣體中所含微粒帶正電荷附著在帶負電荷的至少一集塵板232d上，以達過濾導入之氣體進行過濾淨化之效果。
淨化單元23亦可為高效濾網23a搭配電漿離子單元23e所構成之型態，電漿離子單元23e包含一電場第一護網231e、一吸附濾網232e、一高壓放電極233e、一電場第二護網234e及一升壓電源器235e，升壓電源器235e提供高壓放電極233e之高壓電，以產生一高壓電漿柱，使高壓電漿柱中之電漿離子分解空氣交換機2將室外所導入氣體中的病毒或細菌。其中電場第一護網231e、吸附濾網232e、高壓放電極233e及電場第二護網234e置設氣體流道中，且吸附濾網232e、高壓放電極233e夾置設於電場第一護網231e、電場第二護網234e之間，而升壓電源器235e提供高壓放電極233e之高壓放電，以產生高壓電漿柱帶有電漿離子，使空氣交換機2將室外氣體透過進氣導風機24a控制導入進氣通道22中，透過電漿離子使得氣體中所含氧分子與水分子電離生成陽離子(H
＋)和陰離子(O
2-)，且離子周圍附著有水分子的物質附著在病毒和細菌的表面之後，在化學反應的作用下，會轉化成強氧化性的活性氧(羥基，OH基)，從而奪走病毒和細菌表面蛋白質的氫，將其分解(氧化分解)，以達過濾導入之氣體進行過濾淨化之效果。
值得注意的是，淨化單元23可僅只有高效濾網23a；或是高效濾網23a搭配光觸媒單元23b、光等離子單元23c、負離子單元23d、電漿離子單元23e之任一單元之組合；或是高效濾網23a搭配光觸媒單元23b、光等離子單元23c、負離子單元23d、電漿離子單元23e之任二單元之組合；或是高效濾網23a搭配光觸媒單元23b、光等離子單元23c、負離子單元23d、電漿離子單元23e之任三單元之組合；或是高效濾網23a搭配光觸媒單元23b、光等離子單元23c、負離子單元23d、電漿離子單元23e之所有組合。
上述之進氣導風機24a可為一風扇，例如但不限為渦漩風扇或離心風扇等。上述之排氣導風機24b可為一風扇，例如但不限為渦漩風扇或離心風扇等。值得注意的是進氣導風機24a與排氣導風機24b可由前述的遙控驅動器25控制啟動或關閉之操作，除了分別控制進氣導風機24a與排氣導風機24b運轉的開啟或關閉外，更可分別控制進氣導風機24a與排氣導風機24b運轉時的出風量，其出風量可以介於200~1600潔凈空氣輸出比率(CADR)之間的出風範圍。
請參閱第11圖所示，可攜式氣體偵測裝置1進一步包含一控制電路單元14，該控制電路單元14上設有一微處理器14a及一通信器14b，且氣體偵測模組13與控制電路單元14作電性連接，其中微處理器14a能夠控制氣體偵測模組13之驅動訊號而啟動偵測運作，並將氣體偵測模組13之偵測資料轉換成一偵測數據儲存，而該通信器14b接收微處理器14a所輸出之偵測數據，並能將偵測數據對外透過通信傳輸至該空氣交換機2，以控制該空氣交換機2之啟動運作及出風量之調整，促使導出淨化氣體，在1~10分鐘內將室內空間A內氣體汙染予以潔淨交換，降至安全偵測值(例如：PM2.5之安全偵測值小於10μg/m
3)，達到室內空間A內之氣體交換形成潔淨可安全呼吸之狀態。上述通信器14b對外通信傳輸可以是透過有線之雙向通信傳輸，例如：USB連接通信傳輸，或者是透過無線之雙向通信傳輸，例如：Wi-Fi通信傳輸、藍牙通信傳輸、無線射頻辨識通信傳輸、近場通訊傳輸等。
值得注意的是，通信器14b與至少一空氣交換機2的訊號傳輸，其傳輸的訊號可依據事先設定室內空間A的大小、預計運轉多久時間內將氣體汙染降至安全偵測值，透過微處理器14a自動調配出風量、連線中的該空氣交換機2台數，但不以此為限，室內空間A、氣體汙染降至安全偵測值時間、空氣交換機2的出風量、空氣交換機2同時運轉的台數除了可模組化自動調配設定外，亦可人工個別設定。
請參閱第12圖所示，可攜式氣體偵測裝置1進一步包含一控制電路單元14，該控制電路單元14上設有一微處理器14a及一通信器14b，且該氣體偵測模組13與其該控制電路單元14作電性連接，其中該微處理器14a能夠控制該氣體偵測模組13之驅動訊號而啟動偵測運作，並將該氣體偵測模組13之偵測資料轉換成一偵測數據儲存，而該通信器14b以接收該微處理器14a所輸出之該偵測數據，並能將該偵測數據對外透過通信傳輸至一外部裝置3予以儲存，促使該外部裝置3產生一氣體偵測之資訊及一通報警示，且該外部裝置3控制該空氣交換機2之啟動運作及出風量之調整。外部裝置3為一可攜式行動裝置。
值得注意的是，通信器14b透過外部裝置3與至少一空氣交換機2的訊號傳輸，其傳輸的訊號可依據事先設定室內空間A的大小、預計運轉多久時間內將氣體汙染降至安全偵測值，透過微處理器14a自動調配出風量、連線中的該空氣交換機2台數，但不以此為限，室內空間A、氣體汙染降至安全偵測值時間、空氣交換機2的出風量、空氣交換機2同時運轉的台數除了可模組化自動調配設定外，亦可人工個別設定。
綜上所述，本案所提供之一種室內空汙防治解決方法，利用可攜式氣體偵測裝置1來隨時室內空間A內的空氣品質，並以淨化單元23提供淨化空氣品質的解決方案，如此氣體偵測模組13及淨化單元23搭配導風機24能夠導出特定出風量，促使淨化單元23進行過濾並形成淨化氣體，且導風機24持續控制在1min內運轉並導出出風量200~1600潔凈空氣輸出比率(CADR)，並提供1~75台該空氣交換機2設置在室內空間A內實施，能夠使室內空間A內之氣體汙染予以降一安全偵測值，達到氣體交換成可安全呼吸之狀態，並能即時得到資訊，以警示告知，能夠即時解決室內空汙防治之措施，極具產業利用性。
本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
1:可攜式氣體偵測裝置
1a:裝置本體
11:進氣口
12:出氣口
13:氣體偵測模組
131:基座
1311:第一表面
1312:第二表面
1313:雷射設置區
1314:進氣溝槽
1314a:進氣通口
1314b:透光窗口
1315:導氣組件承載區
1315a:通氣孔
1315b:定位凸塊
1316:出氣溝槽
1316a:出氣通口
1316b:第一區間
1316c:第二區間
1317:光陷阱區
1317a:光陷阱結構
132:壓電致動器
1321:噴氣孔片
1321a:懸浮片
1321b:中空孔洞
1321c:空隙
1322:腔體框架
1323:致動體
1323a:壓電載板
1323b:調整共振板
1323c:壓電板
1323d:壓電接腳
1324:絕緣框架
1325:導電框架
1325a:導電接腳
1325b:導電電極
1326:共振腔室
1327:氣流腔室
133:驅動電路板
134:雷射組件
135:傳感器
136:外蓋
1361:側板
1361a:進氣框口
1361b:出氣框口
137a:第一揮發性有機物傳感器
137b:第二揮發性有機物傳感器
14:控制電路單元
14a:微處理器
14b:通信器
2:空氣交換機
21:排氣通道
21a:排氣通道入口
21b:排氣通道出口
22:進氣通道
22a:進氣通道入口
22b:進氣通道出口
23:淨化單元
23a:高效濾網
23b:光觸媒單元
231b:光觸媒
232b:紫外線燈
23c:光等離子單元
23d:負離子單元
231d:電極線
232d:集塵板
233d:升壓電源器
23e:電漿離子單元
231e:電場第一護網
232e:吸附濾網
233e:高壓放電極
234e:電場第二護網
235e:升壓電源器
24:導風機
24a:進氣導風機
24b:排氣導風機
25:遙控驅動器
26a:空調產生器
3:外部裝置
A:室內空間
D:光陷阱距離
第1A圖為本案一種室內空汙防治解決方法實施示意圖。
第1B圖為本案可攜式氣體偵測裝置示意圖。
第2A圖為本案氣體偵測模組之外觀立體示意圖。
第2B圖為本案氣體偵測模組另一角度之外觀立體示意圖。
第2C圖為本案氣體偵測模組之分解立體示意圖。
第3A圖為第2C圖中氣體偵測模組之基座由一正面角度視得立體示意圖。
第3B圖為第2C圖中氣體偵測模組之基座由一背面角度視得立體示意圖。
第4圖為第2C圖中氣體偵測模組之基座容置雷射組件及傳感器立體示意圖。
第5A圖為第2C圖中氣體偵測模組之壓電致動器結合基座分解立體示意圖。
第5B圖為第2C圖中氣體偵測模組之壓電致動器結合基座立體示意圖。
第6A圖為第2C圖中氣體偵測模組之壓電致動器由一正面角度視得分解示意圖。
第6B圖為第2C圖中氣體偵測模組之壓電致動器由一背面角度視得分解示意圖。
第7A圖為第6A圖中氣體偵測模組之壓電致動器結合於導氣組件承載區之剖面示意圖。
第7B圖至第7C圖為第7A圖之壓電致動器作動示意圖。
第8A圖至第8C圖為第2B圖中氣體偵測模組以不同角度剖面所視得氣體路徑示意圖。
第9圖所第2C圖中氣體偵測模組之雷射組件發射光束路徑示意圖。
第10A圖至第10C圖為本案一種室內空汙防治解決方法之空氣交換機分解示意圖。
第11圖為本案一種室內空汙防治解決方法之控制電路單元與空氣交換機配置關係方塊示意圖。
第12圖為本案一種室內空汙防治解決方法之控制電路單元、外部裝置與空氣交換機配置關係方塊示意圖。
1:可攜式氣體偵測裝置
2:空氣交換機
A:室內空間
Claims (28)
- 一種室內空汙防治解決方法，適用於一室內空間實施，包含： 1.提供一可攜式氣體偵測裝置及複數台空氣交換機，在該室內空間環境下應用實施，其中該空氣交換機供以吸入一室外之空氣予以淨化過濾而導入該室內空間中，且該室內空間之一氣體汙染被抽出於該室外之空氣予以交換； 2.該空氣交換機之出風量為200~1600潔凈空氣輸出比率，且該室內空間體積為16.5~247.5 m 3，提供1~75台該空氣交換機設置在該室內空間內實施； 3.該可攜式氣體偵測裝置隨時偵測該室內空間環境下之氣體汙染時，該可攜式氣體偵測裝置得以遙控至少一該空氣交換機予以啟動過濾、淨化與氣體交換，該空氣交換機在1分鐘內針對該室內空間內之該氣體汙染予以降至一安全偵測值，促使該室內空間內之該氣體汙染交換形成潔淨可安全呼吸之狀態。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該安全偵測值為PM2.5小於10μg/m 3。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該安全偵測值為二氧化碳小於1000ppm。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該安全偵測值為總揮發性有機物小於0.56ppm。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該安全偵測值為甲醛值小於0.08ppm。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該安全偵測值為細菌數量小於1500CFU/m 3。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該安全偵測值為真菌數量小於1000CFU/m 3。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該空氣交換機之出風量範圍為800 潔凈空氣輸出比率，且該室內空間體積為16.5~247.5 m 3，提供1~19台該空氣交換機設置在該室內空間內實施。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該室內空間之該氣體汙染是指PM1、PM2.5、PM10、CO 2、TVOC、甲醛、細菌、病毒之其中之一或其組合。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該可攜式氣體偵測裝置包含一裝置本體，具有至少一進氣口、至少一出氣口及一氣體偵測模組，該氣體偵測模組包含一壓電致動器及至少一傳感器，該壓電致動器導引該裝置本體外氣體由該進氣口進入再由該出氣口排出，且導入氣體供該傳感器偵測以取得一氣體資訊。
- 如請求項10所述之室內空汙防治解決方法，其中該氣體偵測模組之該傳感器包含一揮發性有機物傳感器，偵測CO 2或TVOC氣體資訊。
- 如請求項10所述之室內空汙防治解決方法，其中該氣體偵測模組之該傳感器包含一甲醛傳感器，偵測甲醛氣體資訊。
- 如請求項10所述之室內空汙防治解決方法，其中該氣體偵測模組之該傳感器包含一微粒傳感器，偵測PM1或PM2.5或PM10氣體資訊。
- 如請求項10所述之室內空汙防治解決方法，其中該氣體偵測模組之該傳感器包含一病菌傳感器，偵測細菌或病菌氣體資訊。
- 如請求項10所述之室內空汙防治解決方法，其中該可攜式氣體偵測裝置進一步包含一控制電路單元，該控制電路單元上設有一微處理器及一通信器，且該氣體偵測模組與該控制電路單元電性連接，其中該微處理器能夠控制該氣體偵測模組之驅動訊號而啟動偵測運作，並將該氣體偵測模組之偵測資料轉換成一偵測數據儲存，而該通信器以接收該微處理器所輸出之該偵測數據，並能將該偵測數據對外透過通信傳輸至該空氣交換機，以控制該空氣交換機之啟動運作及出風量之調整。
- 如請求項10所述之室內空汙防治解決方法，其中該可攜式氣體偵測裝置進一步包含一控制電路單元，該控制電路單元上設有一微處理器及一通信器，且該氣體偵測模組與該控制電路單元電性連接，其中該微處理器能夠控制該氣體偵測模組之驅動訊號而啟動偵測運作，並將該氣體偵測模組之偵測資料轉換成一偵測數據儲存，而該通信器以接收該微處理器所輸出之該偵測數據，並能將該偵測數據對外透過通信傳輸至一外部裝置予以儲存，促使該外部裝置產生一氣體偵測之資訊及一通報警示，且該外部裝置控制該空氣交換機之啟動運作及出風量之調整。
- 如請求項16所述之室內空汙防治解決方法，其中該外部裝置為一可攜式行動裝置。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該空氣交換機具有一進氣通道、一排氣通道、至少一導風機、一淨化單元及一遙控驅動器，該遙控驅動器接收該可攜式氣體偵測裝置所偵測到該室內空間環境下之該氣體汙染時，接收一控制訊號，促使該室外之空氣經該導風機吸入該空氣交換機內，並由該進氣通道而通過該淨化單元予以淨化過濾後，再導入該室內空間中，而該室內汙染之該氣體經該排氣通道排出到室外。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該空氣交換機具有一進氣通道、一排氣通道、複數個導風機、一淨化單元及一遙控驅動器，複數個該導風機包含一進氣導風機及一排氣導風機，而該遙控驅動器接收該可攜式氣體偵測裝置所偵測到該室內空間環境下之該氣體汙染時，接收一控制訊號，促使該室外之空氣經該進氣導風機吸入該空氣交換機內，並由該進氣通道而通過該淨化單元予以淨化過濾後，再導入該室內空間中，而該室內汙染之該氣體被該排出導風機抽出經該排氣通道排出到室外。
- 如請求項1所述之室內空汙防治解決方法，其中該空氣交換機具有一進氣通道、一排氣通道、一淨化單元、一遙控驅動器及一空調產生器，而該遙控驅動器接收該可攜式氣體偵測裝置所偵測到該室內空間環境下之該氣體汙染時，接收一控制訊號，促使該室外之空氣經該空調產生器吸入該空氣交換機內，並由該進氣通道而通過該淨化單元予以淨化過濾後，再經該空調產生器調節氣體之溫度及濕度導入該室內空間中，而該室內汙染之該氣體經該排氣通道排出到室外。
- 如請求項18、19或20所述之室內空汙防治解決方法，其中該淨化單元為一高效濾網。
- 如請求項21所述之室內空汙防治解決方法，其中該高效濾網上塗佈一層二氧化氯之潔淨因子，抑制該氣體中病毒、細菌。
- 如請求項21之室內空汙防治解決方法，其中該高效濾網上塗佈一層萃取了銀杏及日本鹽膚木的草本加護塗層，構成一草本加護抗敏濾網，有效抗敏及破壞通過濾網的流感病毒表面蛋白。
- 如請求項21之室內空汙防治解決方法，其中該高效濾網上塗佈一銀離子，抑制該氣體中病毒、細菌。
- 如請求項21所述之室內空汙防治解決方法，其中該淨化單元為該高效濾網搭配一光觸媒單元所構成。
- 如請求項21所述之室內空汙防治解決方法，其中該淨化單元為該高效濾網搭配一光等離子單元(23c)所構成。
- 如請求項21所述之室內空汙防治解決方法，其中該淨化單元為該高效濾網搭配一負離子單元所構成。
- 如請求項21所述之室內空汙防治解決方法，其中該淨化單元為該高效濾網搭配一電漿離子單元所構成。
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