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帶有集成傳感裝置的空氣過濾器的制作方法

文檔序號:41223865發布日期:2025-03-11 14:03閱讀:30來源:國知局
帶有集成傳感裝置的空氣過濾器的制作方法

本發明涉及一種過濾模塊和一種方法,用于借助于至少一個具有傳感器電子裝置的傳感器來過濾建筑物的至少一部分的空氣或生產過程的廢氣凈化單元的空氣。本發明還涉及一種具有該過濾模塊的過濾系統。


背景技術:

1、通風設施負責建筑物中房間的通風和換氣,且包含從空氣中過濾污染物的過濾系統。在過濾系統中存在傳感器,其用于測量空氣質量和其中攜帶的空氣伴隨物質(luftbegleitstoffe)。對于通風設施中傳感器的測量任務的越來越快變化的要求很難實現,因為通風系統具有10至30年的使用壽命,并且通常在投入運行前兩年就開始其規劃。變得越來越高的對與來自氣流的數據相關的測量值的準確性的要求使得將傳感器系統集成在通風設施中變得越來越困難,其經過長運行時間要滿足未來的測量要求,并且少維護或甚至免維護。

2、此外,隨著通風設施越來越老化,內部流動條件會發生變化,因為對于安裝時間裸露的內表面會以生物膜或固體沉積物覆蓋。這導致,尤其小型傳感器,在設施的整個生命周期內不具有對于測量的相同的運行條件。當管道彎曲時,這些問題尤其會出現在下游區域。由于通風設施中的管道內表面的最初設置的清潔很少進行,空氣渦流的區域可能會由于粉塵沉積和生物膜形成而發生變化,且從而失真測量值。


技術實現思路

1、本發明的任務是提供一種過濾解決方案,其允許在通風設施的整個使用壽命期間對待過濾的空氣進行精確分析。

2、該任務利用根據獨立專利權利要求的主題的用于過濾建筑物的至少一部分的空氣或生產過程的廢氣凈化單元的空氣的過濾模塊和方法來解決。

3、根據第一方面,描述了一種用于過濾建筑物的至少一部分的空氣或生產過程的廢氣凈化單元的空氣的過濾模塊。過濾模塊具有過濾體和至少一個具有傳感器電子裝置的傳感器,該過濾體過濾穿流(流過)的空氣中的空氣伴隨物質。傳感器被配置為測量用于分析空氣的空氣伴隨物質和/或空氣質量的分析參數的值。過濾體和傳感器相對于彼此構造和布置成使得當空氣流過過濾模塊時,用傳感器(112)測量的分析參數的值為整個氣流的分析參數的平均值的90%以上。過濾體被構造成使得過濾體上的壓降小于2500帕斯卡(pascal),每平方米過濾面積每小時的空氣體積低于600m3/(m2h)并且體積流速處于0.1m/s至5m/s的范圍內。

4、根據另一方面,描述了一種過濾系統,其具有控制單元和至少一個上述過濾模塊,其中,至少一個過濾模塊用于交換分析數據,其中,至少一個過濾模塊為了交換與空氣的空氣伴隨物質和/或空氣質量的分析相關的分析數據與控制單元聯接。

5、根據另一方面,描述了一種用于利用上述可更換過濾模塊來過濾建筑物的至少一部分的空氣或生產過程的廢氣凈化單元的空氣的方法。

6、根據本發明的過濾系統通常在建筑物中用于過濾和凈化空氣或者同樣用于清潔工廠的生產過程中的空氣。為此,過濾系統具有例如主動流動發生器、例如風扇,或者被結合到建筑物的通風系統中,該通風系統具有例如中央主動流動發生器。

7、過濾系統例如具有殼體,在殼體中布置有過濾模塊或沿空氣通過過濾系統的流動方向或平行于流動方向串聯地布置有多個過濾模塊。

8、過濾模塊例如具有固定在環繞的承載框架中的扁平過濾材料。過濾模塊可被構造為袋式過濾器,其中過濾材料的多個袋固定在承載框架中并且氣流被導入到袋中以便過濾流入的空氣。此外,過濾模塊還可構造為筒式過濾器、袋式過濾器、燭式過濾器、緊湊式過濾器和hepa過濾器。

9、根據本發明的過濾模塊并且尤其過濾材料被構造成使得在通過過濾體的體積流速為0.1m/s至5m/s時,流過過濾體的空氣的壓降小于2500帕斯卡,每平方米過濾面積每小時的空氣體積低于600m3/(m2h)。相應地,過濾模塊用于在低壓力損失的情況下清潔大氣團。這些值可以在結構上尤其通過選擇過濾材料以及過濾材料的相應孔徑和組織結構進行調節。

10、過濾模塊尤其具有帶有過濾區域的過濾體,其承擔過濾空氣的功能。根據本發明,傳感器相對于過濾區域布置成使得在過濾模塊上的壓降范圍為10pa至450pa、尤其至250pa或同樣至150pa的情況下,與過濾區域中的成分相比,傳感器處的氣流成分很小或變化小于40%,并且其中傳感器相對于過濾區域構造成使得分析區域中的空氣與過濾區域中相同的空氣伴隨物質或空氣顆粒的90%以上接觸。根據本發明的過濾模塊、尤其過濾區域的過濾性能,例如根據en?iso?16890進行測量,并且對于類別“iso?coarse”、“iso?epm10”、“isoepm2.5”或“iso?epm1”中的一個優于50%。

11、如果過濾模塊在這些特征值內運行,則在本發明中提出的傳感器和過濾體的布置中允許傳感器與90%以上的與過濾體相同的空氣伴隨物質和/或空氣體積接觸。

12、尤其如果傳感器在合適的位置處以合適的尺寸布置和構造在過濾體或過濾模塊中,則可以實現該配置。例如,傳感器對于過濾模塊的承載框架或對于其中過濾模塊布置在過濾系統中的流動通道的邊緣具有足夠的距離,以由此避免引起空氣的空氣伴隨物質或空氣顆粒的不同成分或空氣相對于例如中央過濾體的不同壓降范圍的邊緣流動特性。相應地,傳感器布置成距過濾體的邊緣區域或外部氣流限制件具有例如大于0.5cm、大于1cm、尤其大于2cm的距離。

13、根據本發明的解決方案適用于過濾模塊,例如根據袋式過濾器的形式,或二次過濾系統。利用二次過濾系統通常描述用于安置在室內的帶有過濾的空氣循環系統。二次過濾系統可以是移動的或固定的。相比之下,受控公寓通風、固定安裝且管道連接的通風系統例如被稱為初級過濾系統。在二次過濾系統中,可以創造具有層狀空氣流動的區域,其中布置有根據本發明的相應過濾模塊。例如,過濾模塊的過濾材料的承載框架形成合適的機械強度平臺,使得傳感器可以足夠無振動地(使得沒有元件在氣流中顫動)直接或間接固定。如果分析區域中使用振動敏感的傳感器(例如mems或其他機電部件),那么減少振動尤其重要。

14、由于傳感器的布置,根據本發明的過濾模塊尤其建立對于穿流的空氣的污染物負載的在線或離線分析的集成支持。尤其,由于傳感器的布置,它可以例如從空氣中確定代表氣流的測量值,尤其在時間或數量的方面。

15、具有其傳感器電子裝置的傳感器被配置為執行空氣和空氣伴隨物質(即空氣顆粒或氣態物質)的定性和/或定量測量和分析。借助于集成傳感器可以提供氣流中的空氣伴隨物質或空氣伴隨物質組的直接測量。例如,這可能會涉及特定直徑等級的細粉塵量。此外,例如,可以預先過濾掉其他異物,使得只有某些空氣伴隨物質到達傳感器。當空氣紊流流動通過過濾模塊而產生渦流時,較重的物質(顆粒、分子、氣溶膠等)通過離心力沿流動輥的徑向方向移走,這導致氣流成分的去均勻化。借助于根據本發明的空氣模塊,即使在過濾模塊的整個生命周期內,通過確保根據本發明的流動流而不管任何壓力差,都可以通過傳感器測量代表性的氣流成分。

16、在傳統方法中,過濾系統中的流動條件通常是非結構化的,也就是說,到目前為止,精確設計例如袋式過濾器的內部中的流動條件并不重要,因為它只需要過濾。當具有良好流動性的區域已經被占據時,過濾區域的流動性較差的區域隨后被占據,由此其流動阻力增加。根據本發明的解決方案確保由傳感器測量的值基本上對應于關于整個氣流的平均值。用于均勻測量的示例性措施是防止傳感器前的空氣渦流(例如,通過將傳感器放置成遠離氣流邊緣和/或借助于用于氣流均勻化的擋板等),因為通過空氣渦流例如固體、比空氣重的分子或氣溶膠會沿渦流的徑向方向被輸送走。因此,傳感器布置在不期望的氣流渦流形成被減少或消除的區域中。

17、根據另一示例性實施方式,傳感器被配置為測量作為空氣伴隨物質和/或空氣組成部分的氣體、液體和/或固體的分析參數,例如空氣中的co2濃度。分析參數尤其定義了空氣伴隨物質的化學和/或物理特性,使得可以在考慮分析參數的情況下確定能量消耗、節省潛力、空氣污染和/或co2足跡。

18、根據另一示例性實施方式,穿流過濾體的空氣的以下值例如可以由集成到過濾模塊中的傳感器獲取:溫度、濕度、流速、空氣量、露點、具有特定特性的空氣伴隨物質的份額。借助于傳感器,可以檢測氣流中的氣體成分、液體成分或固體,并且可以確定例如它們的化學/物理特性,尤其量和/或(例如平均)直徑?;谶@些基本測量值,還可以計算后續計算,例如co2足跡(足跡)、(能源)節省潛力(例如,取決于過濾器上的壓降,這可能受到過濾材料或過濾器更換的影響)或能量消耗。

19、尤其,可以以至少一個傳感器來檢測待過濾空氣的病毒載量。例如,可以確定例如sars-cov?2病毒之類的病毒的濃度。在此,過濾模塊中布置有生物傳感器。待過濾的空氣穿流生物傳感器。例如,生物標志物可以具有與病毒反應并引起相應的可測量(例如光學)反應的生物標志物。

20、該生物傳感器可以基于pcr測試方法(實時定量逆轉錄酶聚合酶鏈反應)發揮作用,根據其檢測病毒(例如sars-cov?2病毒)的基因序列。此外,生物傳感器可以根據抗原測試的方式起作用并實現基于熒光或化學發光的測試方法,其中例如根據特定顏色來檢測病毒蛋白。

21、在生物傳感器的一個實施方式中,它可以被構造為波導干涉儀。這種光子生物傳感器識別病毒的各種基于光的現象,以快速檢測和定量病毒或相應的生物標志物。在各種光子生物傳感器下,可以使用基于倏逝波原理的硅光子生物傳感器。

22、此外,生物傳感器可以構造為基于干涉雙峰波導(bimw)的納米光子生物傳感器。為了捕獲和檢測樣本中的病毒,bimw傳感器的表面以針對病毒外部抗原而設計的特定受體修飾,例如sars-cov-2的刺突(s)蛋白。一旦待過濾的空氣流過生物傳感器,病毒顆粒就會被傳感器表面上的受體捕獲,并產生可以實時記錄的干涉信號。例如,傳感器的反應與待過濾空氣中的病毒濃度成正比,并從而能夠精確量化空氣中的病毒載量。

23、根據另一示例性實施方式,過濾體的過濾材料具有絨布,該絨布被構造為具有一層、優選地具有多層。過濾體尤其可更換地布置在過濾模塊中,其中絨布尤其被構造為一次性過濾器。絨布由帶有有限長度的纖維、連續纖維(長絲)或短切紗線組成,它們接合在一起并連接成絨布(纖維層、纖維絨)。通過纖維的鏈接,提供具有狹窄、小孔空氣通道的透氣材料,由此實現尤其空氣顆粒物的良好的過濾效果。

24、根據另一示例性實施方式,過濾模塊可以可更換地布置在過濾系統中,其中尤其過濾體是一次性過濾器。過濾模塊尤其具有發出指示過濾模塊的需要更換的信號的信息元件。

25、根據本發明的過濾模塊相應于實施例可更換地布置在過濾系統中。例如,可以設置相應的導軌,沿該導軌可以將過濾模塊推入到過濾系統內的運行位置中。此外,例如,可設置可拆卸的固定器件,例如螺釘或夾緊封閉件,以便以模塊化且可更換的方式將過濾模塊布置在過濾系統中。

26、通過將至少部分傳感裝置移位到定期更換的過濾模塊中,可以如此構建過濾系統,即借助于更換過濾模塊可以在過濾系統的整個使用壽命期間更新傳感器,并且相應磨損、臟污或損壞的傳感器可以很容易地與過濾模塊一起更換。因此,本發明提出了空氣過濾器,尤其構造為袋式過濾器,其具有用于確定穿流的空氣的參數的集成傳感器。如此形成的系統允許在過濾模塊更換的范疇中同時更換相應的傳感器部件,這些傳感器部件例如是預先校準的,且如此不必在過濾系統中進行校準或測量。如此,在過濾系統中,例如可以省去傳感器清潔、傳感器的預先維護和重新校準。

27、例如,濕度傳感器在老化20年后可能會偏差高達5%。一年內,測量精度幾乎保持恒定或劣化少于0.25%。由此,在每年更換過濾模塊連同傳感器時,可以在過濾系統的生命周期中較高地保持高測量精度。

28、由于可更換的過濾模塊(尤其作為一次性過濾器)不能精確地匹配于過濾系統的起包圍作用的殼體,此外有利的是,過濾模塊防止可能的空氣共振。在由規則布置的過濾介質構成的過濾材料(例如編織、沖孔、蝕刻或鉆孔過濾器)中,存在如下可能性,由于氣流的自組織效應而產生共振和從而負面影響(噪聲、已嵌入的污染物的重新釋放,尤其在啟動和停止設施時,在物理測量值變化時)。已經表明,在根據本發明的解決方案中,使用一層絨布抑制了這種振動效應。該抑制通過以下方式發生,即纖維不規則且隨機地沉積和粘附,這種不規則性降低了振動自組織潛力,當在過濾材料的結構中使用多個絨布層時,尤其當它們具有至少略有不同的絨布材料或絨布層時,這種抑制可增強。區別可通過絨布材料的制造產生。

29、根據另一示例性實施方式,傳感器布置在過濾體的排氣側。將傳感器放置在過濾系統的供氣側上可能會導致傳感器以異物占據,這又導致測量錯誤或對測量標準的反應變慢(例如,溫度傳感器上的粉塵會導致絕緣,這首先也會擾亂測量動態)。這可以通過將傳感器放置在過濾系統的排氣側來解決。

30、根據另一示例性實施方式,傳感器可以間歇性地運行,尤其以小于1:10的占空比運行,尤其以小于1:100的占空比運行。例如,1:10的占空比意味著其中過濾區域被穿流的10個時間單位中,1個時間單位流向或穿流傳感器。由此,能夠進行不連續測量,以便尤其為測量系統節省能量。例如,可足夠的是,傳感器的測量僅在帶有很長的靜止階段的很短的時間期間進行。氣流中的異物負載通常會經過很長一段時間發生。如此,時間中間值也可以從各個測量值中插值,而不必進行連續測量。如此,利用小于1:10的占空比,尤其小于1:100的占空比,可以實現良好的測量結果。在此,特別有幫助的是,如果測量的持續時間最小化,則例如可以用小于10微秒、尤其小于50微秒、或小于1微秒的測量時間來確定指示器或傳感器的顏色變化的測量。

31、附加地,可以如此借助于匹配占空比來降低能量消耗,即傳感器循環地但僅在1/10或1/100(或更短的測量間隔)的時間期間運行。如果傳感器的測量速度高(即用于測量的時間短),由于關于氣流成分中變化的慣性,仍然進行準確或甚至高精度的測量。

32、根據另一示例性實施方式,傳感器模塊具有至少一個帶有傳感器電子裝置的另外傳感器。尤其,可以設置多于三個具有相應傳感器電子裝置的傳感器,這些傳感器被配置為測量用于分析空氣的空氣伴隨物質和/或空氣質量的分析參數的值,其中尤其傳感器是組合傳感器,其配置用于確定多個分析參數。

33、節能傳感器變得越來越小。這些越來越小型化的傳感器允許將兩個、三個或三個以上不同的傳感器集成在過濾模塊中。尤其,已經表明,使用以一個傳感器確定多個測量變量的組合傳感器是特別有利的,因為為此僅必須在過濾體的特定位置處確保氣流連續性。

34、根據另一示例性實施方式,傳感器具有可移動結構元件。某些傳感器還經常使用可移動結構元件(例如,不斷在同一水平上調節穿流量的小風扇、用于光譜儀的偏轉鏡或濾波器或機電距離變化[用于基于mems光譜的可調頻率濾波器])。此類部件恰好面臨關于污染或軸承磨損的風險。因此使用壽命是有限的,并且保證的精確測量的時間明顯短于過濾系統的使用壽命。通過定期的過濾模塊更換(例如每月、每半年、每年),傳感器的老化或偏差(即測量結果隨時間連續變化)再次從“零”開始。各種傳感器還使用集成控制器。由此可以很容易地發出過濾模塊更換(由于老化或檢測到的故障)到期的信號,或者在預防性維護的意義上,在可預見的將來等待處理。

35、根據另一示例性實施方式,傳感器電子裝置被構造成存儲測量的分析參數,其中過濾模塊尤其具有聯接元件,該聯接元件與傳感器電子裝置機械聯接和/或電聯接并且可以與過濾系統的連接部聯接。聯接元件被尤其構造為使得可以提供在過濾模塊和過濾系統的連接部之間的可拆卸聯接。

36、聯接元件尤其構造成使得當過濾模塊被帶入到過濾系統中的運行位置時,可以在過濾系統的連接部和傳感器電子裝置之間自動產生聯接,其中聯接元件尤其設置在過濾體的排氣側。集成在過濾模塊中的可選控制器還可以存儲傳感器值,并在通信中斷時事后轉發,或者可以在過濾器更換后離線讀取數據。數據傳遞可以通過無線和有線方式(或兩者的組合)進行。對于有線(數據、能量、配置)電連接,聯接元件有利地用作電插塞連接,尤其在過濾模塊更換時自動拔出和/或插入該電連接。為了插塞裝置不會被受污染空氣弄臟(并因此不可靠),連接優選地安裝在過濾器的排氣側。

37、聯接元件用于傳感器和過濾系統的裝置之間的信號技術或電聯接。聯接元件尤其設置在過濾模塊處、例如設置在過濾模塊的承載框架處,使得在過濾系統中的過濾模塊的運行位置中,能夠實現與過濾系統的相應對應的聯接元件的聯接。聯接元件可以例如是電插頭。

38、通過放置該插塞連接,尤其在過濾系統的排氣區域中,可以減少或防止插塞連接的污染。

39、根據另一示例性實施方式,傳感器被配置成測量分析參數,這些分析參數確定過濾模塊和/或過濾系統(150)的能量消耗和/或co2足跡,其中分析參數被尤其選擇以確定關于過濾器更換和/或過濾器清潔的建議,尤其在此可以配置各個參數。隨著占用率增加,過濾模塊需要越來越多的能量來用于按照規定的用途,因為通過過濾器占用率增加了δp或過濾模塊上的壓降。基于數據或分析參數,可以確定并傳達關于最佳過濾模塊更換時間(或清潔時間)的建議,優選地在此可以配置或可以確定各個參數例如能量成本、節省潛力、co2節省、co2證書成本等。

40、根據另一示例性實施方式,傳感器被配置為測量用于分析細粉塵的分析參數,其中尤其細粉塵出現的頻率,尤其對細粉塵顆粒的直徑等級的頻率和/或細粉塵的成分的分析,其中傳感器尤其被配置為實時執行測量。用于分析供氣的細粉塵顆粒的相應傳感器可以安裝在過濾體的供氣側上。與管道或通道相比,空氣管道的橫截面在過濾位置處通常較大,這在給定空氣通過量的情形中會降低流速。降低的流速又會導致更均勻的氣流引導和更少的紊流的空氣渦流(其例如將細粉塵顆粒徑向擠開)。以理想的方式,這能夠在供氣側上進行與細粉塵成分(直徑、數量、物質分析等)相關的測量。根據本發明的外部通信的可能性還允許對細粉塵負載進行實時分析。

41、根據另一示例性實施方式,傳感器是動態壓力表并且尤其構造成使得可以測量過濾體上游的靜態壓力以及過濾體下游的靜態壓力和動態壓力。如果氣流的速度足夠高,則可以測量過濾體上游的正常壓力采樣點和過濾器下游的動壓管(或皮托管)之間的壓差。皮托管中的壓力由靜壓和動壓之和給出,且因此高于過濾器前的正常壓力采樣點中的壓力。這種配置會在過濾器上產生反向壓差或負壓差,并允許檢測供應管線堵塞或閥門故障。該實施方式應尤其適合于改裝老化設施。通過在過濾模塊或過濾系統中使用控制器,可以從外部對過濾系統中的響應和/或極限值進行參數化。

42、例如,傳感器可以具有麥克風并檢測室內的噪聲水平以及噪聲源的位置。通過測量和評估室內的噪聲水平,可以推斷出室內說話的人的數量和音強,并通過控制單元對此匹配風扇單元的通風功率,因為通過人引起的氣溶膠排放隨著說話音量增加。換句話說,可以由此通過室內的噪聲水平來調節通風功率的控制。說話或大聲說話的人越多,越多氣溶膠被排放,并且因此風扇功率可能就越高,因為那么例如風扇單元等器械的附加聲音就不會被感知且不會造成干擾。如果一個或多個人安靜地坐在室內,通風功率會減少,因為必須安靜才能集中工作,其中但幾乎不會排放任何氣溶膠。

43、根據另一示例性實施方式,過濾模塊具有被構造用于信號的無線或有線傳遞的信號傳輸單元,其中信號傳輸單元尤其被設置為借助于rfid、nfc、藍牙、wlan或建筑物管理技術協議發送數據?;谠摂祿?,可以借助于控制單元產生警告信號和/或可以采取尤其與通過過濾模塊的通過量相關的措施。

44、信號傳輸單元可以例如是天線或基于導體的系統,其用信號通知通風設施準備好從過濾模塊接收數據。這些數據不僅可以涉及與空氣的空氣伴隨物質相關的參數,而且可以包含過濾模塊的信息和細節。如此例如,根據所使用的過濾模塊的性能,可以匹配通過過濾模塊或過濾系統的空氣體積。此外,當超過過濾模塊的運行時間或占用密度時,則可以發出信號,該信號可以解釋為維護信號或者可以用作控制信號以降低空氣通過量。信號傳輸單元的設計變體可以是rfid應答器(其例如還具有加密形式的過濾器數據)。此外,還可以使用其他通信機制,例如nfc、藍牙、wlan等。除了專有協議之外,建筑物管理系統(lon、eib等)的總線系統也可用于有線通信。通過該機制還能夠提供如下過濾系統,其中僅當唯一id的一部分屬于商定的交付范圍時才激活功能。

45、根據另一示例性實施方式,過濾模塊具有被構造成接收唯一id的接收裝置,其中該唯一id具有關于過濾模塊的使用位置的信息。接收裝置構造用于從qr碼、條形碼、ocr字體或rfid標簽中讀取唯一id。接收裝置被尤其構造為經由nfc、藍牙、wlan、專有協議或建筑物管理系統的協議(尤其lon或eib)接收唯一id,其中可以基于唯一id來設置過濾模塊的運行和/或配置。

46、在另一特別優選的實施方式中,唯一id具有關于過濾模塊在過濾系統中的安裝位置的信息。該id允許從過濾系統或過濾模塊的預配置運行方式中預選特定運行所需的運行參數,或者檢索系統配置的存儲數據。尤其當使用加密協議時,可以如此在過濾器更換時避免重新配置,并且可以實現“即插即用”功能。在更換時,相應的數據可以從過濾系統或過濾模塊傳遞或經由云端傳輸。可以利用本領域技術人員已知的機制,在使用qr碼、條形碼、ocr字體(及其機器可讀字體的后繼者)、rfid、nfc、藍牙、wlan、專有協議或建筑物管理系統的協議(lon、eib等),實現將唯一id傳遞到過濾系統處。通過該機制還能夠提供如下過濾系統,其中僅當唯一id的一部分屬于商定的交付范圍時才激活功能。

47、根據另一示例性實施方式,過濾體具有袋式過濾器或軟管過濾器。在另一特別優選的實施方式中,過濾系統包含多個帶有袋式過濾器或軟管過濾器的過濾模塊。代替這些袋式過濾器或軟管過濾器中的一個,功能單元現在可用于附加功能,例如作為能量供給單元或電供給單元。例如,由于由此存在的較大結構體積,因此可以實現多個附加功能。壽命長的電池允許通過根據本發明的解決方案容易地改裝現有的過濾模塊,而無需附加的電氣和/或安裝技術措施。

48、根據另一示例性實施方式,過濾體具有至少兩個絨布層和布置在絨布層之間的過濾膜,絨布層逐層相疊地布置成層復合體,其中尤其層復合體的中間過濾膜具有比兩個外部絨布層更大的表面。尤其,根據一個示例性實施方式,定義了第一方向(例如x方向)和第二方向(例如y方向),它們定義了一個平面,其中,中間過濾膜波形地構造成具有波紋段,使得波紋段沿第一方向依次布置。波紋段尤其在平面內彼此不規則且不對稱地伸延。過濾體布置成使得空氣能夠沿第一方向或沿第二方向穿流過濾體。例如,x方向是空氣流入方向,并且波紋段橫向于第一方向沿第二方向伸延。波布置和形狀的不對稱性可用于振動抑制。備選地,過濾體也可以沿y方向流入,且從而平行于波的延伸。因此,波紋段構造例如鯊魚皮狀的肋結構,其促使流動阻力減小。根據到過濾體中的入口條件(流入橫截面、體積流量、要穿流的過濾材料的深度),一種或另一種設計可能特別有利。波布置的不對稱性可以通過自組織壓縮過程來實現,其中過濾膜的進料速度明顯高于兩個覆蓋絨布的進料速度。通過在預定時間點熱固定三層,產生波布置的不對稱性。除了已經描述的優點之外,這種不對稱性穩定地作用于x-y平面中的彎曲。

49、根據另一示例性實施方式,過濾體在過濾區域中具有2mm至10mm、尤其3mm至7mm的厚度。附加地或備選地,波紋段的數量在每厘米0.5至3個波之間。這允許過濾器性能類似于hepa過濾器,但其中壓降在普通f7過濾器的范圍內(即,在根據本發明的解決方案的運行參數內)。

50、根據另一示例性實施方式,過濾區域由疏水過濾材料構造。此外,過濾區域可以由天然纖維構造。過濾區域還可以包含聚烯烴,尤其聚丙烯。在另一個示例中,過濾區域包含纖維素、棉和/或麻。

51、如果待過濾的氣流負載有高氣溶膠負載,則已知的過濾器可能傾向于突然的濕氣滲透(durchfeuchtung)。一方面,這可能靜態地增加過濾器上的壓降,另一方面由于壓力條件變換非???,也會在動態上使隨后通過vav進行的流量控制的控制速度過快。根據本發明的解決方案可以通過過濾材料的適當材料選擇來解決該問題:疏水性材料(例如聚烯烴,尤其聚丙烯,其基本上不含極性基團)或具有特殊(例如深)膨脹傾向的可吸收材料(例如天然纖維,尤其纖維素纖維、棉或麻)。如此減少了過濾器開口充滿微米級或納米級水滴的傾向。已表明的是,麻的殺真菌、殺病毒和殺菌特性是適宜的,并且使其成為理想的過濾組成部分。

52、一方面,通過將傳感器與傳感器電子裝置接合,氣流可能會受到阻礙,這導致更大的壓降且從而導致更高的能量消耗,另一方面,這個問題可以通過減少通過過濾區域中的過濾器的體積流來補償。借助于根據本發明的解決方案,可以創造具有超大過濾面積的過濾區域(例如,通過在兩個絨布之間的過濾膜的波形集成),其允許相應地減少單位時間和面積的體積流。如此,在運行中,每小時和每平方米過濾面積的空氣體積量(m3)低于450m3、尤其低于140m3、優選低于85m3、特別優選低于50m3是可能的。同時,這導致過濾器的不太快的占據,且由此導致較少的過濾器更換或不太頻繁的清潔過程,這又減少了運行資源。

53、根據另一示例性實施方式,過濾區域由疏水過濾材料構造。此外,過濾區域可以由天然纖維構造。過濾區域還可以包含聚烯烴、尤其聚丙烯。在另一個示例中,過濾區域包含纖維素、棉和/或麻。

54、如果待過濾的氣流負載有高氣溶膠負載,則已知的過濾器可能傾向于突然的濕氣滲透。一方面,這可能靜態地增加過濾器上的壓降,但由于壓力條件變換非常快,也會在動態上使隨后通過vav進行的流量控制的控制速度過快。根據本發明的解決方案可以通過過濾材料的適當材料選擇來解決該問題:疏水性材料(例如聚烯烴,尤其聚丙烯,其基本上不含極性基團)或具有特殊(例如深)膨脹傾向的可吸收材料(例如天然纖維,尤其纖維素纖維、棉或麻)。如此減少了過濾器開口充滿微米級或納米級水滴的傾向。已表明的是,麻的殺真菌、殺病毒和殺菌特性是適宜的,并且使其成為理想的過濾組成部分。

55、根據另一示例性實施方式,過濾模塊具有承載框架,該承載框架可以尤其固定在過濾系統的殼體上(例如,可更換)。此外,過濾模塊具有過濾器框架,過濾體能夠固定到該過濾器框架上,其中過濾器框架尤其可更換地布置在承載框架上。附加地或備選地,過濾模塊具有傳感器框架,至少傳感器(或另外的傳感器)可固定在該傳感器框架上,其中傳感器框架尤其可更換地布置在承載框架上。承載框架是可以傳遞過濾模塊和傳感器的保持力的結構。承載框架尤其固定到過濾系統的殼體上。承載框架例如可以可更換地布置在過濾系統中,例如布置在過濾系統的殼體中,使得整個過濾模塊是可更換的。

56、承載框架是用于過濾器框架和傳感器框架的固定裝置。過濾器框架和/或傳感器框架可以可更換地固定在承載框架處。因此可以提供模塊化系統,其中必須更換要維護的元件,例如過濾模塊或傳感器,而不更換整個過濾模塊。例如,如果過濾體被堵塞或占用,則過濾器框架可從承載框架松脫。緊接著,具有相應過濾器框架的新過濾體可以可更換地固定在承載框架處。相應地,如果確定傳感器缺陷,也可以更換具有傳感器的傳感器框架。也可以在不更換過濾器框架的情況下進行更換傳感器框架。此外,還可以將傳感器固定在過濾器框架處,使得其與更換過濾器框架一起是可更換的。

57、由此創造了可持續且高效的更換或更換系統,從而可以僅更換要維護或有缺陷的部件,例如被占用的過濾體或有缺陷的傳感器,而不必同樣更換其余部件。

58、傳感器框架和過濾器框架可以例如借助于螺紋連接固定在承載框架上。在此,通常的固定器件,例如螺釘,可以將傳感器框架和過濾器框架同時固定在承載框架處。此外,另外可拆卸的固定裝置也是可能的,例如與卡入元件的卡鎖連接,其中相應的傳感器框架或過濾器框架能夠被裝載到承載框架中。尼龍搭扣連接還可用于將過濾器框架和/或傳感器框架連接在承載框架處。

59、尤其,傳感器框架布置在承載框架和過濾器框架之間。例如,傳感器可以固定在傳感器框架的框架本身處。此外,間隔元件可以從傳感器框架突出到傳感器框架的中心,以便將傳感器與傳感器框架的邊緣間隔開。

60、根據另一示例性實施方式,過濾模塊具有稱重裝置,該稱重裝置被設置為對過濾器的占用進行稱重,尤其使得可以補償通過流過系統的空氣的壓力引起的測量值失真。利用相應的附加機制,可以實現對過濾系統運行中空氣阻力壓力引起的測量值失真的補償。這還允許針對在低體積流中的過濾系統的運行方式確定高過濾器占用率,這在通常過濾器監測中不會導致過濾器的壓差監測的觸發。尤其,在過濾模塊在過濾系統的殼體中的安裝狀態中,稱重裝置可以與地面接觸,且從而將過濾模塊的重量傳遞到地面。由此可執行過濾模塊的重量測量。

61、根據過濾系統的另一示例性實施方式,控制單元具有可視化單元,該可視化單元被配置為使空氣質量和空氣顆粒的分析可視化,尤其根據相關過濾系統的位置。此外,控制單元尤其被配置為基于空氣質量和空氣伴隨物質的分析來產生處理建議。

62、在一個特別優選的實施方式中,多個過濾模塊如此彼此運行,使得它們清潔來自單個建筑物部分的空氣。這些過濾模塊具有相應的附加改裝裝置,其可以交換關于空氣細節的數據,且如此在至少一處可視化空氣測量數據或啟動依賴于其的行動。在此,初級通風過濾器和次級通風的過濾系統都可以形成網絡并彼此相互作用。尤其,可以如此可視化取決于位置的空氣質量、給出處理建議或啟動措施(例如“會議室2具有較差空氣”或“空氣質量較低,請將風扇調高一級”)。

63、根據另一示例性實施方式,過濾系統具有流量控制裝置,例如具有風扇或其他流動發生器。借助于流量控制裝置,可以調節通過過濾體的空氣的流速以及過濾體的供氣側處的空氣的氣壓。流量控制裝置被配置為借助于機械和/或機電流量控制系統調節過濾區域中的供氣側和排氣側之間壓降的壓降差,使得通過過濾區域的恒定體積流可以尤其基于根據測量數據的后續適配被調節。

64、例如,流量控制系統具有到過濾體中的入口的機械橫截面變化,其中考慮過濾區域中的壓降,使得使傳感器處的氣流份額保持相似并且代表過濾區域中的氣流份額。傳感器處的壓降可以根據過濾區域中的壓降進行自適應匹配。

65、控制單元例如可以考慮在傳感器的測量數據中考慮例如傳感器處的壓降。此外,分析可以在很寬的壓降范圍內進行,例如通過在測量數據的后處理中通過控制單元考慮壓差(例如,通過永久記錄壓差并在評價中考慮該數據)。

66、根據另一示例性實施方式,流量控制裝置被配置成使得過濾模塊的每平方米過濾面積的體積流可設定為低于140m3/h、尤其低于85m3/h、優選低于50m3/h。

67、根據另一示例性實施方式,流量控制裝置被配置為使得體積流速在0.1m/s至5m/s的范圍內、尤其0.2m/s至3.4m/s、尤其在0.3m/s至2.8m/s之間,和/或在至少一種運行方式下過濾模塊上的壓降可設定為低于450pa、尤其低于250pa、優選低于150pa。如果過濾系統在這些特征值內運行,則通過本發明中提出的措施(或其組合)可以如上所述確保傳感器與整個氣流中平均值相同的伴隨物質和伴隨物質量的90%以上接觸。傳感器處的氣流成分也在50pa至450pa的壓降變化中僅微小變化。根據本發明的解決方案尤其適合于具有小于2500pa的過濾系統上的壓降的過濾系統,因為那么根據本發明的流動阻力的優化才生效。當在運行方式中存在小于450pa、尤其小于250pa、優選小于150pa的壓降時,實現特別好的結果。

68、根據另一示例性實施方式,過濾模塊還具有接收裝置,該接收裝置具有用于接收過濾模塊的接收區域,其中接收區域中的至少一個被配置為接收過濾模塊或功能單元,其中功能單元尤其用于向傳感器和傳感器電子裝置供給電能的電源裝置。過濾系統的接收裝置可以例如被構造有導軌,該導軌布置在過濾系統的殼體處并且過濾模塊或功能單元可以沿該導軌推入到過濾系統內的運行位置中。此外,例如,可拆卸的固定器件,例如螺釘或夾緊封閉件,可以被設置為接收裝置,以便以模塊化且可更換的方式將過濾模塊或功能單元布置在過濾系統中。功能單元可以例如是用于電能的供給單元,例如電池組。

69、根據另一示例性實施方式,過濾模塊還具有用于存儲數據的存儲模塊,其中該數據指示分析參數的值,尤其至少一個分析參數選自由通過過濾器的空氣通過量、穿流的空氣的溫度、穿流的空氣的壓力,尤其絕對壓力和/或壓差、過濾體的過濾器占用率、穿流的空氣的濕度、穿流的空氣的氣溶膠負載或pm含量組成的組,其中存儲模塊構造為使得存儲器模塊可與過濾系統外部的讀取裝置聯接以讀取數據。

70、恰好在特別苛刻的運行條件下,可能感興趣的是,將各個獲取細節存儲在存儲器模塊中并對數據進行參數化。一方面,這涉及測量方法的細節,尤其時間上的測量值變化,和例如超過極限值的數量,另一方面,這也涉及存儲和隨后比較大量不同的參數,例如空氣通過量、溫度、壓力(尤其絕對壓力和/或壓差)、過濾器占用率、濕度、氣溶膠負載、pm含量[尤其還有哪個直徑等級有多少]。然后可以又借助于信號傳輸單元來傳遞這樣的數據組,或者將這樣的數據組存儲在存儲器模塊中并在過濾模塊使用壽命結束時讀取。此外,過濾模塊的使用數據,例如使用持續時間和使用強度(例如流量控制),可以存儲在存儲器模塊中。例如,基于該數據,可以創建關于過濾模塊的使用的消耗賬單,該消耗賬單可以向過濾模塊的用戶開具發票。消耗賬單的創建尤其可以用在出租物業中,其中每個租戶根據過濾模塊的使用獲得分配給他們的消耗賬單。

71、根據另一示例性實施方式,過濾模塊還具有覆蓋裝置,其配置成選擇性地覆蓋過濾系統的供氣側上的空氣入口,其中覆蓋裝置尤其配置成使得當更換過濾模塊時,遮蓋裝置自動遮蓋空氣入口。

72、由于通過根據本發明的解決方案將高質量的傳感器安裝到過濾模塊中,其必要時可以回收利用,因此在另一實施方式中,針對通過嵌入在過濾器中或粘附到過濾器上的異物引起的環境或傳感器的再污染的保護功能被安裝,該保護功能可以在過濾器更換時激活,尤其其自動實施。例如,在袋式過濾器的情況下,這可以是卷簾狀或滑塊狀覆蓋裝置,當拉出過濾模塊時,其覆蓋過濾系統的過濾器入口或出口。覆蓋裝置還可以在更換期間借助于粘合劑或尼龍搭扣連接臨時固定。

73、應當注意,這里描述的實施方式僅是本發明的可能實施方案變體的有限選擇。因此,可以以合適的方式將各個實施方式的特征彼此組合,使得對于本領域技術人員而言利用這里明確的實施方案變體大量不同的實施方式可以被視為顯而易見地公開。尤其,本發明的一些實施方式利用裝置權利要求來描述,且本發明的其他實施方式利用方法權利要求來描述。然而,本領域技術人員在閱讀本技術后將立即清楚,除非另外明確說明,除了屬于一種類型的發明主題的特征的組合之外,屬于不同類型的發明主題的特征的任何組合也是可能的。

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