WO2017088671A1 - 一种判断空气净化器滤网寿命的方法 - Google Patents

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filter
dust
purifier
life
air purifier
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梁国巨
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佛山市城市森林净化科技有限公司
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42Auxiliary equipment or operation thereof

Definitions

  • the present invention relates to the field of air purification, and more particularly to a method for determining the life of an air purifier filter.
  • the filter of the air purifier needs to be cleaned or replaced after using for a period of time.
  • the method of judging the life of the filter by the air of the household air purifier on the market is generally to set the total use time of the filter net, and the total time of the air purifier is turned on.
  • the filter set time is used to remind the user to replace the filter.
  • This method has the following defects: 1.
  • the air quality varies from place to place. The method cannot be distinguished. In places with good air quality and poor air quality, the time for replacing the filter is the same; 2.
  • the method cannot Different machine gear positions, the machine's gear position is not the same, the air volume is not the same, in fact, the life loss rate is not the same; 3, the method can not distinguish the size of the filter, the size of the filter is not the same, use Life is not the same. There is no rigorous way to distinguish this method. Therefore, this method can only be used as a simple reference, and the cleaning or replacement time of the filter cannot be accurately determined. In fact, the concentration of pollutants in different regions, different seasons and seasons is very large, which can be tens of times different, and the actual replacement time of the filter can be tens of times. Premature or late cleaning or replacement of the filter will affect the normal and rational use of the air purifier.
  • a designer has devised a method, specifically referring to the method for determining the remaining service life of an air filter, which is patented No. 201110070593.5, which refers to the measurement
  • the air pressure and air flow downstream of the air filter are used to obtain a pressure difference to calculate a result indicating the remaining life of the air filter.
  • This method is suitable for vehicle air filters and is not suitable for a simple household air purifier.
  • Another designer has devised a method, specifically referring to the "Control Method for Tracking Filter Life in Air Treatment Systems” with the patent number 201210177641.5, which mentions the time interval, the value representing the motor speed, and the representative air treatment.
  • the values of the air characteristics processed by the system are multiplied to obtain an increase amount to calculate the remaining life.
  • This method has high requirements on the sensor and is also not suitable for household air purifiers. Therefore, it is necessary to design a method to accurately determine the cleaning or time of the air purifier filter, so that the user can use the air purifier normally and prolong the service life of the air purifier.
  • the present invention provides a method of determining the life of an air purifier filter.
  • a method for determining the life of an air purifier filter is applied to a system for determining the life of an air purifier filter, the system comprising at least one dust detecting sensor and a timer disposed in the purifier, the method comprising the following step,
  • the data of the machine running gear is read by the timers t 0 , t 1 , t 2 ... t k at the time point.
  • the wind volume at the time point is Q 0 , Q 1 , Q 2 ... Q k .
  • Read the data of the dust sensor and find that the dust concentration at each time point is C 0 , C 1 , C 2 ... C k , and the actual total dust collection amount of the filter net is
  • the allowable dust holding amount M is calculated by multiplying the dust holding amount a per unit area of the selected filter medium and the filter material effective area D of the screen.
  • the system includes a buzzer, an indicator light, and a display screen.
  • the air volume Q value of the purifier operation is determined according to the gear position of the purifier preset operation.
  • the system includes a memory having a recordable dust holding capacity M value and a positional air volume value of the pre-operator of the purifier and a filter efficiency.
  • the dust detecting sensor includes a dust concentration sensor, a VOC concentration sensor, a formaldehyde concentration sensor, and a carbon dioxide concentration sensor.
  • the invention has the beneficial effects that, according to the easily collected data, including the purifier operating air volume Q, the filter filtering efficiency, the working time, etc., without adding additional cost,
  • a reasonable calculation method can accurately remind the user to replace the filter screen, avoiding the user to waste the filter screen too early, or replacing the filter screen too late, resulting in poor effect or even secondary pollution, even in different seasons and different regions.
  • Different sizes of rooms, rooms with different confined conditions, or different concentrations of pollutants the replacement time of the filter will also be reasonable to ensure that the filter is used properly and not wasted.
  • Figure 1 is a schematic flow chart of the present invention
  • a method for determining the life of an air purifier filter is applied to a system for determining the life of an air purifier filter, the system comprising at least one dust detecting sensor and a timer disposed in the purifier.
  • the method includes the following steps,
  • the data of the machine running gear is read at the time points of the timers t 0 , t 1 , t 2 ... t k , and the air volume at the time point is Q 0 , Q 1 , Q 2 ... Q k .
  • Reading the data of the dust sensor, the dust concentration at each time point is C 0 , C 1 , C 2 ... C k , wherein the frequency of the reading can be varied according to different applications in order to calibrate the sensor output.
  • the last percentage of remaining life of the filter (1 - total dust collection / dust holding capacity) * 100%, according to This formula can dynamically and accurately display the degree of use of the filter.
  • the message can be the percentage of the remaining service life, the percentage of the service life consumed, the image that conveys the life of the air filter, and the commanding user.
  • the representation of the comprehensive information (eg, text) of the air filter is replaced, or the air filter status is effectively communicated to the user by any other method.
  • the system includes a buzzer, an indicator light, and a display screen. The buzzer can make a sound, the indicator light can emit continuous or flashing light, and the display can directly display the corresponding information.
  • the allowable dust holding amount M is calculated by multiplying the dust holding amount a per unit area of the selected filter medium and the filter material effective area D of the screen.
  • the dust holding capacity a can first test the dust holding capacity of the filter unit area, and then calculate the dust holding capacity a of the filter net. It can also directly test the dust holding capacity a of the filter net. Generally, the direct test will be more accurate. In general, the same type of filter screen will have the same dust holding capacity, that is, the dust holding capacity will not need to be recalculated after the filter is selected, simplifying the calculation steps.
  • the efficiency ⁇ and the air volume Q are not constant, and the life can be calculated without considering the changes of ⁇ and Q, but the error will be large. Moreover, it has been found in practice that the efficiency ⁇ and the air volume Q generally become smaller. Therefore, as a preference, the air volume Q value of the purifier operation is determined according to the preset gear position of the purifier of the purifier, and of course, the flow meter or the like may be used, but it is troublesome, and this is not necessary in the design.
  • step 2) the initial filtration efficiency ⁇ 0 of the sieve and the filtration efficiency ⁇ 1 at the end of the service life of the sieve are determined , and the ⁇ is ( ⁇ 0 + ⁇ 1 )/2, the above test method It can better reflect the actual condition of the filter.
  • the system includes a memory capable of recording the dust holding capacity M value and the preset air volume value of the purifier of the purifier and the filter efficiency, facilitating storage and modification of data.
  • a memory capable of recording the dust holding capacity M value and the preset air volume value of the purifier of the purifier and the filter efficiency, facilitating storage and modification of data.
  • the system may be stored in a readable storage medium of a computing device, which may include: a USB flash drive, a mobile hard disk, a read only memory, and a random access.
  • the dust detecting sensor comprises a dust concentration sensor, a VOC concentration sensor, a formaldehyde concentration sensor, and a carbon dioxide concentration sensor to ensure accurate understanding of the actual air pollution.
  • the formaldehyde concentration sensor is aimed at the amount of air formaldehyde, which also affects the life of the filter, so it is actually included in the range of filter dust collection calculation.
  • the selected filter screen allows the dust holding capacity M to be 20g;
  • Filter replacement time is: 20000000/14.85 ⁇ 1346801min ⁇ 22447h ⁇ 935 days.
  • the selected filter screen allows the dust holding capacity M to be 20g;
  • the air volume Q of the purifier is 5m 3 /min;
  • Filter replacement time is 20000000/495 ⁇ 40404min ⁇ 673h ⁇ 28 days.
  • the selected filter screen allows the dust holding capacity M to be 20g;
  • the air volume Q of the purifier is 3m 3 /min of the mid-range
  • the dust concentration C is 100 ⁇ g/m 3
  • the timers t 0 , t 1 , t 2 ... t k read the data of the machine running gears at a time point, and the air volume at the time point is Q 0 , Q 1 , Q 2 ... Q k . Read the data of the dust sensor and find that the dust concentration at each time point is C 0 , C 1 , C 2 ... C k , and the actual total dust collection amount of the filter net is
  • the filter replacement time is 20000000/297 ⁇ 47 days.

Abstract

一种判断空气净化器滤网寿命的方法,包括以下步骤:通过试验测定所选用的净化器滤网的容尘量M,测定滤网的初始过滤效率η 0和滤网使用寿命终止时的过滤效率η 1,确定净化器运行的风量Q,计算一定时间内的滤网集尘量,在滤网集尘量超过滤网容尘量M时,提醒用户更换或清洗滤网。

Description

一种判断空气净化器滤网寿命的方法 技术领域
本发明涉及空气净化领域,特别是一种判断空气净化器滤网寿命的方法。
背景技术
空气净化器的过滤网在使用一段时间后需要清洗或更换,目前市面上的家用空气净化器空气判断滤网寿命的方法一般是设定滤网的使用总时间,当空气净化器开机时间累计达到滤网设定的使用时间,就提醒用户更换滤网。这种方法存在以下缺陷:1、各地的空气质量不一样,该方法不能加以区别,在空气质量好的地方和空气质量差的地方,提醒更换滤网的时间是一样的;2、该方法不能区别不同的机器档位,机器的档位不一样,风量不一样,实际上寿命的损耗速度是不一样的;3、该方法不能区分大小不一的滤网,滤网的大小不一样,使用寿命也不一样。该方法没有一种严谨的方法加以区别。因此这种方法实际只能作为简单的参考,不能准确确定过滤网的清洗或更换时间。实际上,空气净化器在不同地区,不同和季节,污染物的浓度相差非常大,可以差数十倍,导致滤网的实际需要更换时间也可以差数十倍。而过早、过晚清洗或更换过滤网,都会影响空气净化器的正常合理使用。
有设计人设计了一种方法,具体参照专利号为201110070593.5的《用于确定空气过滤器剩余使用寿命的方法》,其中提到采用测量 空气过滤器下游的空气压力、空气流量以获得压力差进而计算出表示空气过滤器剩余使用寿命的结果。这种方法适用于车辆空气过滤器,而不适用于结构简单的家用空气净化器。又有设计人设计了一种方法,具体参照专利号为201210177641.5的《用于跟踪空气处理系统中的过滤器寿命的控制方法》,其中提到将时间间隔、代表电动机速度的值和代表空气处理系统处理的空气特性的值相乘,从而获得增加量进而算出剩余寿命。这种方法对传感器的要求很高,同样不适合家用的空气净化器。因此有必要设计一种方法能够准确的确定空气净化器过滤网清洗或时间,以便用户正常使用空气净化器,延长空气净化器使用寿命
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种判断空气净化器滤网寿命的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种判断空气净化器滤网寿命的方法,应用于可判断空气净化器滤网寿命的系统,所述系统包括有设置于净化器内的至少一个粉尘检测传感器和计时器,所述方法包括以下步骤,
1)通过试验测定所选用的净化器滤网的容尘量M;
2)试验测定所述滤网的过滤效率η;
3)确定净化器运行的风量Q,
4)通过所述计时器读取的t0、t1、t2…tk时间点,计算运行时间△t;
5)C为粉尘浓度;
6)则工作时间中滤网的集尘量为m=△t*C*Q*η,通过所述计时器t0、t1、t2…tk时间点读取机器运行档位的数据,得出时间点的风量为Q0、Q1、Q2…Qk。读取粉尘传感器的数据,得出各时间点的粉尘浓度为C0、C1、C2…Ck,滤网实际总集尘量为
Figure PCTCN2016105468-appb-000001
7)当
Figure PCTCN2016105468-appb-000002
则提醒用户更换或清洗滤网。
作为一个优选项,所述允许容尘量M根据所选择的滤网滤材单位面积的容尘量a和滤网的滤材有效面积D相乘计算得出。
作为一个优选项,所述△t为等值,即△t=t1-t0=t2-t1=…=tk-tk-1
作为一个优选项,所述系统包括有蜂鸣器、指示灯、显示屏。
作为一个优选项,所述净化器运行的风量Q数值,根据净化器的风机预设运行的档位确定。
作为一个优选项,所述系统包括有可记录容尘量M数值和净化器的风机预设运行的档位风量数值及过滤网效率的存储器。
作为一个优选项,所述粉尘检测传感器包括有粉尘浓度传感器、VOC浓度传感器、甲醛浓度传感器、二氧化碳浓度传感器。
本发明的有益效果是:在不增加额外成本的前提下,根据容易采集的数据包括净化器运行风量Q、滤网过滤效率、工作时间等,通过 合理的运算方式就能够精准地提醒用户更换滤网,避免用户过早更换滤网造成浪费,或太迟更换滤网,造成效果不佳甚至造成二次污染,即使在不同的季节、不同地区、不同大小的房间、不同密闭条件的房间、或者不同污染物浓度下工作,滤网的更换时间也会合理提示,保证滤网合理使用不至于浪费。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的流程示意图;
具体实施方式
参照图1,一种判断空气净化器滤网寿命的方法,应用于可判断空气净化器滤网寿命的系统,所述系统包括有设置于净化器内的至少一个粉尘检测传感器和计时器,所述方法包括以下步骤,
1)通过试验测定所选用的净化器滤网的容尘量M,其中单位g;
2)试验测定所述滤网的过滤效率η;
3)确定净化器运行的风量Q,其中单位m3/min,
4)通过所述计时器读取的t0、t1、t2…tk时间点,计算运行时间△t,即相邻的时间点的差值,其中单位min;
5)C为粉尘浓度,则工作时间中滤网的集尘量为m=△t*C*Q*η*10-6,通过所述计时器t0、t1、t2…tk时间点读取机器运行档位的数据,得出时间点的风量为Q0、Q1、Q2…Qk。读取粉尘传感器的数据,得出各时间点的粉尘浓度为C0、C1、C2…Ck,滤网实际总集尘量为
Figure PCTCN2016105468-appb-000003
6)当
Figure PCTCN2016105468-appb-000004
则提醒用户更换或清洗滤网。
按照微积分原理,在一个无限短的机器运行时间△t内,如果假定粉尘浓度C、风量Q、滤网效率η为恒定值,则过滤网的集尘量计算公式为m=△t*C*Q*η。而在实践中可知,△t无限短时间内,C、Q、η可以认为是不变的。根据这个原理,按照下述方法及步骤可以较为精准计算出空气净化器过滤网是否应该要更换:
1)试验测定净化器滤网的容尘量M;
2)试验测定所述滤网的过滤效率η;
3)试验测定净化器每个档位的运行风量Q;
4)机器运行时,在计时器t0、t1、t2…tk时间点读取机器运行档位的数据,得出时间点的风量为Q0、Q1、Q2…Qk。读取粉尘传感器的数据,得出各时间点的粉尘浓度为C0、C1、C2…Ck,,其中读数的频率可根据不同的应用而变化,以便校准传感器输出。
5)为了方便计算,取样时间简隔相同,则△t为等值,有△t=t1-t0=t2-t1=…=tk-tk-1
在实践中,△t越小,测算结果越准确,然后按照
Figure PCTCN2016105468-appb-000005
Figure PCTCN2016105468-appb-000006
计算滤网实际总集尘量。
最后滤网剩余寿命百分比=(1-总集尘量/容尘量)*100%,根据 这个公式可以动态精准显示滤网的使用程度。一旦系统到达使用寿命期限,可通过声音、图像、灯光提示使用人,具体这种消息可以是剩余使用寿命的百分率、已消耗的使用寿命的百分率、传达空气过滤器寿命状况的图像、指令用户不久后更换空气过滤器的综合信息(如,文字)的表示,或者以任何其它方法有效地将空气过滤器状态传达给用户,具体来说,所述系统包括有蜂鸣器、指示灯、显示屏,蜂鸣器可发出声音,指示灯可发出持续或者闪烁的光线,显示屏则可直接显示相应信息。
作为一个优选项,所述允许容尘量M根据所选择的滤网滤材单位面积的容尘量a和滤网的滤材有效面积D相乘计算得出。其中容尘量a可以先测试滤单位面积的容尘量,再计算过滤网的容尘量a,也可以直接测试过滤网的容尘量a,一般直接测试会更加准确。一般而言,同一型号的滤网,其容尘量也会相同,即容尘量只要选好滤网后就不需要再重新计算容尘量,简化计算步骤。
必须说明的是,效率η和风量Q并不是恒定不变的,不考虑η和Q的变化也可以计算寿命,但误差会较大。而且在实践中发现,通常效率η和风量Q会逐渐变小。因此作为一个优选项,所述净化器运行的风量Q数值,根据净化器的风机预设运行的档位确定,当然采用流量计等部件也可以,但较麻烦,在本设计中没这个必要。在步骤2)中,测定所述滤网的初始过滤效率η0和所述滤网使用寿命终止时的过滤效率η1,,所述η为(η01)/2,上述测试方式更能反映滤网的实际状况。
作为一个优选项,所述系统包括有可记录容尘量M数值和净化器的风机预设运行的档位风量数值及过滤网效率的存储器,便于数据的储存和更改。假设系统以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算设备可读取存储介质中,存储介质可包括:U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
作为一个优选项,所述粉尘检测传感器包括有粉尘浓度传感器、VOC浓度传感器、甲醛浓度传感器、二氧化碳浓度传感器,保证对空气实际污染情况的准确把握。必须说明的是,甲醛浓度传感器针对的是空气甲醛量,而这也会影响滤网的寿命,因此实际也纳入滤网集尘计算的范围内。
根据上述原理,本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
实施例1
1)选用的滤网允许容尘量M为20g;
2)测定所述滤网的过滤效率η为99%0
3)净化器运行的风量Q为低档的1.5m3/min);
4)通过所述计时器读取的t0、t1、t2…tk时间点;
5)粉尘浓度C为10μg/m3,则工作时间中滤网的集尘量为m=△t*C*Q*η*10-6=1.5*10*99%*1=14.85μg,通过安装在空气净化 器风道中的所述计时器t0、t1、t2…tk时间点读取机器运行档位的数据,得出时间点的风量为Q0、Q1、Q2…Qk。读取粉尘传感器的数据,得出各时间点的粉尘浓度为C0、C1、C2…Ck,滤网实际总集尘量为
Figure PCTCN2016105468-appb-000007
7)滤网更换时间为:20000000/14.85≈1346801min≈22447h≈935天。
实施例2
1)选用的滤网允许容尘量M为20g;
2)测定所述滤网的过滤效率η为99%0
3)净化器运行的风量Q为高档的5m3/min;
4)通过所述计时器读取的t0、t1、t2…tk时间点;
5)粉尘浓度C为100μg/m3,则工作时间中滤网的集尘量为m=△t*C*Q*η*10-6=5*100*99%*1=495μg,通过安装在空气净化器风道中的所述计时器t0、t1、t2…tk时间点读取机器运行档位的数据,得出时间点的风量为Q0、Q1、Q2…Qk。读取粉尘传感器的数据,得出各时间点的粉尘浓度为C0、C1、C2…Ck,滤网实际总集尘量为
Figure PCTCN2016105468-appb-000008
7)滤网更换时间为20000000/495≈40404min≈673h≈28天。
实施例3
1)选用的滤网允许容尘量M为20g;
2)测定所述滤网的过滤效率η为99%0
3)净化器运行的风量Q为中档的3m3/min;
4)通过所述计时器读取的t0、t1、t2…tk时间点;
5)粉尘浓度C为100μg/m3,则工作时间中滤网的集尘量为m=△t*C*Q*η*10-6=297μg,通过安装在空气净化器风道中的所述计时器t0、t1、t2…tk时间点读取机器运行档位的数据,得出时间点的风量为Q0、Q1、Q2…Qk。读取粉尘传感器的数据,得出各时间点的粉尘浓度为C0、C1、C2…Ck,滤网实际总集尘量为
Figure PCTCN2016105468-appb-000009
7)滤网更换时间为20000000/297≈47天。

Claims (7)

  1. 一种判断空气净化器滤网寿命的方法,其特征在于:应用于可判断空气净化器滤网寿命的系统,所述系统包括有设置于净化器内的至少一个粉尘检测传感器和计时器,所述方法包括以下步骤,
    1)通过试验测定所选用的净化器滤网的容尘量M;
    2)试验测定所述滤网的过滤效率η;
    3)试验测定所述净化器每个档位的运行风量Q;
    4)通过所述计时器读取时间t0、t1、t2…tk,计算机器运行时间△t;
    5)C为粉尘浓度;
    6)则工作时间中滤网的集尘量为m=△t*C*Q*η,通过所述计时器t0、t1、t2…tk时间点读取机器运行档位的数据,得出时间点的风量为Q0、Q1、Q2…Qk。读取粉尘传感器的数据,得出各时间点的粉尘浓度为C0、C1、C2…Ck,滤网实际总集尘量为
    Figure PCTCN2016105468-appb-100001
    7)当
    Figure PCTCN2016105468-appb-100002
    则提醒用户更换或清洗滤网。
  2. 根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法,其特征在于:所述允许容尘量M根据所选择的滤网滤材单位面积的容尘量a和滤网的滤材有效面积D相乘计算得出。
  3. 根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法,其 特征在于:所述△t为等值,即△t=t1-t0=t2-t1=…=tk-tk-1
  4. 根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法,其特征在于:所述系统包括有蜂鸣器、指示灯、显示屏。
  5. 根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法,其特征在于:所述净化器运行的风量Q数值,根据净化器的风机预设运行的档位确定。
  6. 根据权利要求5所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法,其特征在于:所述系统包括有可记录容尘量M数值和净化器的风机预设运行的档位风量数值及过滤网效率的存储器。
  7. 根据权利要求1所述的一种判断空气净化器滤网寿命的方法,其特征在于:所述粉尘检测传感器包括有粉尘浓度传感器、VOC浓度传感器、甲醛浓度传感器、二氧化碳浓度传感器。
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