WO2022074263A1 - Purificador de aire - Google Patents

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WO2022074263A1
WO2022074263A1 PCT/ES2020/070600 ES2020070600W WO2022074263A1 WO 2022074263 A1 WO2022074263 A1 WO 2022074263A1 ES 2020070600 W ES2020070600 W ES 2020070600W WO 2022074263 A1 WO2022074263 A1 WO 2022074263A1
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air purifier
control circuit
air
channel
sensing means
Prior art date
Application number
PCT/ES2020/070600
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French (fr)
Inventor
Antonio VIDAL SAEZ GARCIA
Antonia GARCIA RUIZ
Miquel UMBERT MARTINEZ
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Masam Purificadores, S.L.
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the scope of the invention is air purifiers, which eliminate particles and molecules harmful to health that circulate in the environment.
  • the invention consists of an air purifier configuration with greater energy efficiency and greater filtration efficiency.
  • Air purifiers that generate an air flow with a fan and that have particle and molecule filtration systems, both mechanically and by adsorption, are known in the state of the art, with activated carbon being the material commonly used as a filter. air.
  • these purifiers do not have the means to make energy consumption efficient, nor to inform the consumer of the efficiency achieved in filtration or the improvement in air quality, understanding improvement of air quality as the adequacy of the composition and concentration of the many gases and particles that are dispersed in an environment.
  • the filtration of particles and molecules together is carried out by photocatalysis or by cold plasma, but with the consequent contribution of energy necessary for the emission of radiation, which can be dangerous, apart from being costly to implement.
  • the objective of the present invention is to provide an air purifier capable of containing or deactivating, by means of a single device and in an efficient way, the particles and molecules harmful to health, and in particular, those considered more harmful to people, such as be viruses, bacteria, PM2.5, PM10, carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), tropospheric ozone (03), nitrogen dioxide (NO2) and/or sulfur dioxide (SO2).
  • CO carbon monoxide
  • CO2 carbon dioxide
  • CO2 tropospheric ozone
  • NO2 nitrogen dioxide
  • SO2 sulfur dioxide
  • the air purifier object of the invention is of the type that comprises:
  • a fan configured to generate an air flow from the inlet to the outlet through the channel
  • - purification means arranged inside the channel and configured to purify the air flow
  • - main sensing means configured to measure the quality of the air flow at a point in the channel
  • control circuit in connection with the fan and the main sensing means.
  • the present air purifier is characterized by the fact that the control circuit is configured to adapt the air flow generated by the fan at each instant, depending on the quality of the air measured by the main sensing means.
  • the control circuit has a programming with pre-established target parameters, with which it compares the parameters provided by the main sensing means. From this comparison, it decides the mass flow to be generated by the fan at each moment, thus achieving greater efficiency in the purification process.
  • the air purifier also comprises secondary sensing means, linked to the control circuit, which are located at one end of the channel, while the primary sensing means are located at the other end of the channel.
  • the control circuit is configured to adapt at each instant the air flow generated by the fan as a function of the air quality measured by both groups of sensing means.
  • the control circuit compares the particulate and molecular content measurements at the air outlet to the particulate and molecule content measurements at the air inlet, and adjusts the fan speed in order to meet the fan efficiency targets. the processes carried out by the purification means, while optimizing the energy expenditure of the fan.
  • a possible embodiment of the purifier comprises communication means linked to the control circuit, the control circuit and the communication means being configured to inform the user about one or more operating parameters of the air purifier.
  • Said operating parameters may consist, for example, of the input air quality, the output air quality, the difference in air quality between input and output or the target, the operation of the purification means, the timing of replacing the purification means, the noxious particles detected by at least one of the sensing means, the noxious particles filtered by the purification means and/or the amount of filtered air flow.
  • the communication means comprise a portable device wirelessly linked to the control circuit, such as a smartphone, which receives the operating parameters and displays them to the user.
  • the channel is configured to stand vertically in its in-use condition, with the inlet located at the base of the air cleaner and being axially symmetrical. In this way, the purified air is distributed more homogeneously in the room.
  • the purification means comprise two or more mechanical filtration blocks placed in series, each mechanical purification block being suitable for the purification of a different type of particles.
  • the filtration of particles is carried out in filter blocks from higher micronage to lower filtration micronage.
  • the purification means may comprise at least one adsorption filtration block.
  • adsorption filtration block comprises clay granules, preferably with different compositions or primers, so that each type of clay granule absorbs a particular molecular element.
  • the adsorption filtration block is made up of a bed of zeolite granules.
  • Zeolites are microporous aluminosilicate minerals that come from sedimentary, volcanic and metamorphic rocks. They have high chemisorption adsorption capacity and high selectivity.
  • the bed comprises at least two types of granules; a type of granule composed of virgin active anthracite carbon, preferably with a percentage by weight greater than 70%, and another type of granule composed of potassium permanganate, preferably with a percentage by weight greater than 12%.
  • the virgin active anthracite coal granule is very effective in the treatment of high molecular weight harmful compounds in the air (adsorption process) and the potassium permanganate granule is very effective in the treatment of low molecular weight harmful compounds in the air ( chemisorption process).
  • the destruction of viruses and bacteria is produced by a contact oxidation process, produced by potassium permanganate.
  • the effectiveness of the bed depends on the mixture of both granules, since both granules complement each other when treating the various contaminants. In turn, it depends on the contact time of the air with the mixed granules, which must be greater than 0.3 seconds, preferably at least 0.6 seconds. Therefore, the fan and the control circuit are preferably configured to generate an air flow that takes between 0.3 and 1.3 seconds to cross each adsorption filtration block, preferably between 0.6 seconds and 1 second.
  • At least one adsorption filtration block is sandwiched between two of the mechanical filtration blocks, so that particle filtration and molecular filtration are carried out sequentially and in series (mechanical filtration, molecular filtration and new mechanical filtration) .
  • said sensing means can be configured to sense different types of particles, while the control circuit is configured to analyze, from the sensed particles, if any of the corresponding filtration blocks is not working correctly.
  • sensors included in the sensing means may consist of PM1, PM4, VOC, NO, formaldehyde, air temperature and/or relative air humidity sensors.
  • Figure 1 is a schematic illustration of a preferred embodiment of the present air cleaner.
  • the present embodiment of the air purifier (1) comprises:
  • a fan (13) configured to generate an air flow from the inlet (11) to the outlet (12) through the channel (10),
  • - purification means (14) arranged inside the channel (10) and configured to purify the air flow, which include two mechanical filtration blocks (14a, 14b) placed in series and two adsorption filtration blocks ( 14c, 14d), sandwiched between said mechanical filtration blocks (14a, 14b),
  • control circuit (16) in connection with the fan (13) and the main (15) and secondary (17) sensing means, and communication means (18) in wireless communication with a portable device (18a), which are linked to the control circuit (16) and configured to inform the user about various operating parameters of the air purifier (1).
  • control circuit (16) has a programming configured to compare the parameters provided by the main sensing means (15) with pre-established target parameters and, based on said comparison, adapt the air flow generated by the fan ( 13),
  • each mechanical purification block (14a, 14b) is suitable for the purification of a different type of particles
  • the adsorption filtration blocks (14c, 14d) include a bed of zeolite granules, each of a different composition
  • the fan (13) and the control circuit (15) are configured to generate an air flow that takes at least 0.6 seconds to cross each adsorption filtration block (14c, 14d), and why
  • sensing means (15, 17) are configured to sense several types of particles, while the control circuit (16) is configured to analyze, from the sensed particles, if any of the corresponding filtration blocks (14a, 14b, 14c, 14d) is not working properly.

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Abstract

Purificador de aire (1) que comprende un canal (10) de aire que se extiende desde una entrada (11) hasta una salida (12), un ventilador (13) configurado para generar un flujo de aire desde la entrada (11) hasta la salida (12) a través del canal (10), unos medios de purificación (14) dispuestos en el interior del canal (10) y configurados para purificar el flujo de aire, unos medios de sensado principales (15) configurados para medir la calidad del flujo de aire en un punto del canal (10) y un circuito de control (16) en vinculación con el ventilador (13) y los medios de sensado principales (15), donde el circuito de control (16) dispone de una programación configurada para comparar los parámetros aportados por los medios de sensado principales (15) con unos parámetros objetivo preestablecidos y, a partir de dicha comparación, adaptar el flujo de aire generado por el ventilador (13).

Description

DESCRIPCIÓN
PURIFICADOR DE AIRE.
Campo de la invención
La invención tiene como ámbito los purificadores del aire, los cuales eliminan las partículas y las moléculas nocivas para la salud que circulan en el ambiente. En particular la invención consiste en una configuración de purificador de aire con mayor eficiencia energética y mayor eficiencia de filtración.
Antecedentes de la invención
Los informes publicados por la misma Agencia Europea del Medio Ambiente revelan que, en base a las mediciones realizadas, las personas que viven en las ciudades europeas están expuestas a niveles de contaminación atmosférica que la Organización Mundial de la Salud considera nocivos. Las partículas finas (PM2,5) son el contaminante más perjudicial. Se calcula que cada año son responsables de la muerte prematura de unos 400.000 europeos.
Y no es esta la única consecuencia negativa de la mala calidad del aire que respiramos. En términos económicos, la mala calidad del aire repercute muy negativamente en la productividad de los trabajadores e incrementa los gastos médicos.
Gracias a la legislación, los avances tecnológicos y el progresivo abandono de los combustibles fósiles altamente contaminantes, la calidad del aire ha mejorado en Europa en las últimas décadas. Sin embargo, la calidad del aire interior también requiere atención ya que cada vez pasamos más tiempo en el interior de los edificios y las nuevas construcciones cada vez son más herméticas.
Son conocidos en el estado de la técnica los purificadores de aire que generan un flujo de aire con un ventilador y que disponen de sistemas de filtración de partículas y moléculas, tanto mecánicamente como por adsorción, siendo el carbón activado el material habitualmente utilizado como filtro de aire. Sin embargo, estos purificadores no disponen de medios para hacer eficiente el consumo de energía, ni para informar al consumidor de la eficiencia conseguida en la filtración o la mejora en la calidad del aire, entendiéndose como mejora de la calidad del aire a la adecuación de la composición y concentración de los múltiples gases y partículas que se encuentran dispersos en un ambiente. Existen otras alternativas, donde las filtraciones de partículas y moléculas en conjunto se realizan por fotocatálisis o por plasma frió, pero con el consiguiente aporte de energía necesaria para la emisión de radiación, la cual puede resultar peligrosa, aparte de costosa de implementar.
Resulta, por tanto, adecuado ofrecer una alternativa de purificador que resuelva las contrariedades anteriormente mencionadas.
Descripción de la invención
El objetivo de la presente invención es el de proporcionar un purificador del aire capaz de contener o desactivar mediante un único dispositivo y de forma eficiente las partículas y moléculas nocivas para la salud, y en particular, las consideradas más perjudiciales para las personas, como pueden ser virus, bacterias, PM2,5, PM10, monóxido ce carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), ozono troposférico (03), dióxido de nitrógeno (NO2) y/o dióxido de azufre (SO2).
El purificador de aire objeto de la invención es del tipo que comprende:
- un canal de aire que se extiende desde una entrada hasta una salida,
- un ventilador, configurado para generar un flujo de aire desde la entrada hasta la salida a través del canal,
- unos medios de purificación, dispuestos en el interior del canal y configurados para purificar el flujo de aire,
- unos medios de sensado principales, configurados para medir la calidad del flujo de aire en un punto del canal, y
- un circuito de control, en vinculación con el ventilador y los medios de sensado principales.
El presente purificador de aire se caracteriza por el hecho de que el circuito de control está configurado para adaptar en cada instante el flujo de aire generado por el ventilador, en función de la calidad del aire medida por los medios de sensado principales.
El circuito de control dispone de una programación con unos parámetros objetivo preestablecidos, con los que compara los parámetros aportados por los medios de sensado principales. A partir de dicha comparación, decide el flujo másico a generar por el ventilador en cada momento, alcanzando así una mayor eficiencia en el proceso de purificación. En una realización preferente, el purificador de aire también comprende unos medios de sensado secundarios, vinculados al circuito de control, los cuales se ubican en un extremo del canal, mientras que los medios de sensado primarios se ubican en el otro extremo del canal. En este caso, el circuito de control está configurado para adaptar en cada instante el flujo de aire generado por el ventilador en función de la calidad del aire medida por ambos grupos de medios de sensado. El circuito de control compara las mediciones de contenido en partículas y moléculas en la salida de aire respeto a las mediciones de contenido en partículas y moléculas en la entrada de aire, y ajusta la velocidad del ventilador con el fin de cumplir los objetivos de eficiencia de los procesos llevados a cabo por los medios de purificación, a la vez que optimiza el gasto energético del ventilador.
Opcionalmente, una posible realización del purificador comprende unos medios de comunicación vinculados al circuito de control, estando el circuito de control y los medios de comunicación configurados para informar al usuario sobre uno o varios parámetros de funcionamiento del purificador de aire. Dichos parámetros de funcionamiento pueden consistir, por ejemplo, en la calidad del aire de entrada, la calidad del aire de salida, la diferencia de la calidad del aire entre la entrada y la salida o la objetivo, el funcionamiento de los medios de purificación, el momento oportuno de reemplazar los medios de purificación, las partículas nocivas detectadas por al menos unos de los medios de sensado, las partículas nocivas filtradas por los medios de purificación y/o la cantidad de flujo de aire filtrado. De forma preferente, los medios de comunicación comprenden un dispositivo portátil vinculado inalámbricamente con el circuito de control, como puede ser un smartphone, el cual recibe los parámetros de funcionamiento y los muestra al usuario.
En una realización preferible, el canal se encuentra configurado para colocarse verticalmente en su condición de uso, estando la entrada situada en la base del purificador de aire y siendo axialmente simétrica. De esta forma, el aire purificado se distribuye de forma más homogénea en el recinto.
En una realización aún más preferente, los medios de purificación comprenden dos o más bloques de filtración mecánica puestos en serie, cada bloque de purificación mecánica siendo apto para la purificación de un tipo de partículas diferente. En este caso, la filtración de partículas se realiza en bloques filtrantes de mayor micrage a menor micrage de filtración. Adicionalmente, los medios de purificación pueden comprenden al menos un bloque de filtración por adsorción. bloque de filtración por adsorción comprende gránulos arcillosos, preferiblemente con diferentes composiciones o imprimaciones, de forma que cada tipo de gránulo arcilloso absorbe un elemento molecular particular.
En una realización preferente, el bloque de filtración por adsorción está compuesto por un lecho de gránulos de zeolitas. Las zeolitas son minerales aluminosilicates microporosos que proceden de rocas sedimentarias, volcánicas y metamórficas. Tienen gran capacidad de adsorción por quimisorción y una alta selectividad. En una posible realización, el lecho comprende al menos dos tipos de gránulos; un tipo de granulo compuesto de carbón de antracita activo virgen, preferiblemente con un porcentaje en peso mayor al 70%, y otro tipo de granulo compuesto de permanganate potásico, preferiblemente con un porcentaje en peso mayor al 12%. El granulo de carbón de antracita activo virgen es muy efectivo en el tratamiento de compuestos nocivos del aire con alto peso molecular (proceso por adsorción) y el granulo de permanganate potásico es muy efectivo en el tratamiento de compuestos nocivos del aire de poco peso molecular (proceso por quimisorción). La destrucción de los virus y bacterias se produce por un proceso de oxidación por contacto, producido por el permanganate potásico. La eficacia del lecho depende de la mezcla de ambos gránulos, pues ambos gránulos se complementan el uno al otro cuando tratan los diversos contaminantes. A su vez, depende del tiempo de contacto del aire con los gránulos mezclados, el cual debe ser mayor a 0,3 segundos, preferiblemente al menos 0,6 segundos. Por ello, el ventilador y el circuito de control están configurados preferentemente para generar un flujo de aire que tarde entre 0,3 y 1 ,3 segundos en cruzar cada bloque de filtración por adsorción, preferiblemente entre 0,6 segundos y 1 segundo.
Como opción, al menos un bloque de filtración por adsorción se encuentra intercalado entre dos de los bloques de filtración mecánica, de forma que la filtración de partículas y la filtración molecular se realiza de forma secuencial y en serie (filtración mecánica, filtración molecular y de nuevo filtración mecánica) .
De forma complementaria, de dichos medios de sensado pueden estar configurados para sensar diferentes tipos de partículas, a la vez que el circuito de control estar configurado para analizar, a partir de las partículas sensadas, si alguno de los correspondientes bloques de filtración no está funcionando correctamente.
Otros posibles sensores comprendidos por los medios de sensado, adicionales a los ya comentados, pueden consistir en sensores de PM1, PM4, VOC, NO, formaldehido, temperatura del aire y/o humedad relativa del aire. Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización con referencia al dibujo adjunto, que debe tomarse a título ilustrativo y no limitativo.
Breve descripción de la figura
La Figura 1 es una ilustración esquemática de una realización preferente del presente purificador de aire.
Descripción de una realización preferente
A continuación, se describe una realización preferida del purificador de aire, a la vista de la figura 1.
Según se puede apreciar en dicha figura, la presente realización del purificador de aire(1) comprende:
- un canal (10) de aire axialmente simétrico que se extiende por el interior de una carcasa, desde una entrada (11) hasta una salida (12), estando la entrada (11) situada en la base del purificador de aire (1),
- un ventilador (13) configurado para generar un flujo de aire desde la entrada (11) hasta la salida (12) a través del canal (10),
- unos medios de purificación (14) dispuestos en el interior del canal (10) y configurados para purificar el flujo de aire, los cuales incluyen dos bloques de filtración mecánica (14a, 14b) puestos en serie y dos bloques de filtración por adsorción (14c, 14d), intercalados entre dichos bloques de filtración mecánica (14a, 14b),
- unos medios de sensado principales (15) dispuestos en la entrada y unos medios de sensado secundarios (17) dispuestos en la salida, configurados para medir la calidad del flujo de aire en los correspondientes puntos del canal (10),
- un circuito de control (16) en vinculación con el ventilador (13) y los medios de sensado principales (15) y secundarios (17), y unos medios de comunicación (18) en comunicación inalámbrica con un dispositivo portátil (18a), los cuales están vinculados al circuito de control (16) y configurados para informar al usuario sobre vahos parámetros de funcionamiento del puhficador de aire (1).
Aunque no queda reflejado en la figura 1 , la presente realización preferente se caracteriza por que:
- el circuito de control (16) dispone de una programación configurada para comparar los parámetros aportados por los medios de sensado principales (15) con unos parámetros objetivo preestablecidos y, a partir de dicha comparación, adaptar el flujo de aire generado por el ventilador (13),
- cada bloque de purificación mecánica (14a, 14b) es apto para la purificación de un tipo de partículas diferente,
- los bloques de filtración por adsorción (14c, 14d) incluyen un lecho de gránulos de zeolitas, cada uno de una composición diferente,
- el ventilador (13) y el circuito de control (15) están configurados para generar un flujo de aire que tarda al menos 0,6 segundos en cruzar cada bloque de filtración por adsorción (14c, 14d), y por que
- dichos medios de sensado (15, 17) están configurados para sensar varios tipos de partículas, a la vez que el circuito de control (16) está configurado para analizar, a partir de las partículas sensadas, si alguno de los correspondientes bloques de filtración (14a, 14b, 14c, 14d) no está funcionando correctamente.
A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el purificador de aire descrito es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser substituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims

7
REIVINDICACIONES Purificador de aire (1) que comprende:
- un canal (10) de aire que se extiende desde una entrada (11) hasta una salida (12),
- un ventilador (13) configurado para generar un flujo de aire desde la entrada (11) hasta la salida (12) a través del canal (10),
- unos medios de purificación (14) dispuestos en el interior del canal (10) y configurados para purificar el flujo de aire,
- unos medios de sensado principales (15) configurados para medir la calidad del flujo de aire en un punto del canal (10), y
- un circuito de control (16) en vinculación con el ventilador (13) y los medios de sensado principales (15), estando el purificador de aire (1) caracterizado por el hecho de que el circuito de control (16) dispone de una programación configurada para comparar los parámetros aportados por los medios de sensado principales (15) con unos parámetros objetivo preestablecidos y, a partir de dicha comparación, adaptar el flujo de aire generado por el ventilador (13). Purificador de aire (1) según la reivindicación 1 , caracterizado por que comprende unos medios de sensado secundarios (17) vinculados al circuito de control (16), estando los medios de sensado principales (15) ubicados en un extremo del canal (10) y los medios de sensado secundarios (17) ubicados en el otro extremo del canal (10), el circuito de control (16) estando configurado para adaptar en cada instante el flujo de aire generado por el ventilador (13) en función de la calidad del aire medida por dichos medios de sensado (15, 17). Purificador de aire (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que comprende unos medios de comunicación (18) vinculados al circuito de control (16), estando el circuito de control (16) y los medios de comunicación (18) configurados para informar al usuario sobre uno o vahos parámetros de funcionamiento del purificador de aire (1). Purificador de aire (1) según la reivindicación 3, caracterizado por que los medios de comunicación (18) comprenden un dispositivo portátil (18a) vinculado inalámbricamente con el circuito de control (16). 8
5. Purificador de aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el canal (10) se encuentra configurado para colocarse verticalmente en su condición de uso, estando la entrada (11) situada en la base del purificador de aire (1) y siendo axialmente simétrica.
6. Purificador de aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de purificación (14) comprenden dos o más bloques de filtración mecánica (14a, 14b) puestos en serie, cada bloque de purificación mecánica (14a, 14b) siendo apto para la purificación de un tipo de partículas diferente.
7. Purificador de aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de purificación (14) comprenden al menos un bloque de filtración por adsorción (14c, 14d).
8. Purificador de aire (1) según la reivindicación 7, caracterizado por que al menos un bloque de filtración por adsorción (14c, 14d) incluye un lecho de gránulos de zeolitas.
9. Purificador de aire (1) según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por que al menos un bloque de filtración por adsorción (14c, 14d) se encuentra intercalado entre dos bloques de filtración mecánica (14a, 14b).
10. Purificador de aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones de la 7 a la 9, caracterizado por que el ventilador (13) y el circuito de control (15) están configurados para generar un flujo de aire que tarde al menos 0,3 segundos en cruzar cada bloque de filtración por adsorción (14c, 14d).
11. Purificador de aire (1) según la reivindicación 10, donde el ventilador (13) y el circuito de control (15) están configurados para generar un flujo de aire que tarde entre 0,6 segundos y 1 segundo en cruzar cada bloque de filtración por adsorción (14c, 14d).
12. Purificador de aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones de la 6 a la 10, caracterizado por que dichos medios de sensado (15, 17) están configurados para sensar vahos tipos de partículas, a la vez que el circuito de control (16) está configurado para analizar, a partir de las partículas sensadas, si alguno de los correspondientes bloques de filtración (14a, 14b, 14c, 14d) no está funcionando correctamente.
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