本發(fā)明涉及空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，披露了一種高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、方法及過(guò)濾器。

背景技術(shù)：

空氣凈化技術(shù)最初是指以控制室內(nèi)空氣中懸浮顆粒物濃度為目標(biāo)的相關(guān)技術(shù)，是一門(mén)跨專業(yè)、跨部門(mén)、跨學(xué)科的綜合性的新興分支學(xué)科。它既與很多行業(yè)、很多學(xué)科有著千絲萬(wàn)縷的練習(xí)，又有著自己獨(dú)特的特點(diǎn)。懸浮顆粒物的濃度用單位體積空氣中大于等于某一粒徑的顆粒物的允許數(shù)量來(lái)表示，通常也成為空氣的潔凈度，并以此來(lái)劃分潔凈度的等級(jí)。

最初運(yùn)用空氣凈化技術(shù)是為了提高精密產(chǎn)品的成品率或降低其故障率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種工業(yè)產(chǎn)品特別是微電子產(chǎn)品的精密度越來(lái)越高，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的空氣潔凈度要求也越來(lái)越高，控制的對(duì)象也從單一的懸浮物顆粒擴(kuò)展到有害氣體?？諝鈨艋夹g(shù)在控制空氣的懸浮顆粒物的同時(shí)，也有效地控制了空氣中的細(xì)菌和病毒等有害微生物，所以又逐步推廣到醫(yī)療、制藥、生物等領(lǐng)域，形成了當(dāng)前比較完善的空氣潔凈技術(shù)，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。近年來(lái)，人們的生活水平不斷提高，空氣凈化技術(shù)逐漸應(yīng)用到人們的日常生活中來(lái)，將室內(nèi)的空氣進(jìn)行凈化，提高室內(nèi)空氣的潔凈度，已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注，把空氣潔凈技術(shù)引入民用應(yīng)用范圍，具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

空氣凈化設(shè)備高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置是室內(nèi)空氣凈化技術(shù)的重要組成部分。所以，隨著空氣凈化技術(shù)的民用化，社會(huì)對(duì)于室內(nèi)空氣凈化設(shè)備的需求也越來(lái)越迫切。目前室內(nèi)空氣凈化設(shè)備的主要部件有智能電路控制部分、風(fēng)機(jī)、過(guò)濾濾芯、機(jī)殼和風(fēng)道；從設(shè)備的功能上將有室內(nèi)循環(huán)凈化機(jī)、新風(fēng)機(jī)、混合凈化機(jī)(含室外室內(nèi)空氣交換和熱交換設(shè)備)和新風(fēng)凈化機(jī)(含室外室內(nèi)空氣交換和熱交換設(shè)備)。內(nèi)循環(huán)凈化機(jī)擺放在室內(nèi)，將室內(nèi)的空氣循環(huán)過(guò)濾，以達(dá)到稀釋空氣中顆粒物的目的；新風(fēng)機(jī)是將室外的空氣強(qiáng)行送入室內(nèi)，將室內(nèi)的空氣擠出室外；混合凈化機(jī)是將室外的空氣經(jīng)過(guò)濾后強(qiáng)行送入室內(nèi)，將室內(nèi)的空氣排出室外的同時(shí)，通過(guò)熱交換器將室內(nèi)的空氣排出，把空氣中的能量保留，通過(guò)室外空氣帶入的設(shè)備；新風(fēng)凈化機(jī)具有室內(nèi)循環(huán)功能，和新風(fēng)供給功能，內(nèi)循環(huán)功能是將室內(nèi)的空氣循環(huán)過(guò)濾的同時(shí)，把室內(nèi)空氣的能量(熱量或冷量)通過(guò)熱交換設(shè)備，傳遞給從室外排入的新風(fēng)并帶回室內(nèi)，既能保證室內(nèi)的空氣潔凈又能實(shí)現(xiàn)能量回收，還能保證室內(nèi)的空氣處于正壓狀態(tài)，避免室外的沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的空氣直接進(jìn)入室內(nèi)。

作為近年來(lái)逐漸發(fā)展起來(lái)的室內(nèi)空氣凈化技術(shù)，新風(fēng)凈化機(jī)具有一系列全新的設(shè)備性能。室內(nèi)的空氣質(zhì)量能不能達(dá)到凈化控制的要求，高效過(guò)濾器是過(guò)濾單元的中心原件，外部空氣質(zhì)量、工作時(shí)間、工作環(huán)境突變等都會(huì)影響到過(guò)濾器的過(guò)濾效率，因此了解其在線工作狀態(tài)至關(guān)重要，不能了解過(guò)濾單元的工作狀態(tài)就不會(huì)知道空氣過(guò)濾的受控狀態(tài)，在了解了過(guò)濾器的工作狀態(tài)后，還要根據(jù)過(guò)濾器的積塵量來(lái)建立計(jì)算出過(guò)濾器的使用壽命，而構(gòu)建積塵量與空氣流動(dòng)壓差的線性算法，就可以定量指示過(guò)濾器使用壽命。

高效過(guò)濾器的使用壽命是以其表面積塵量來(lái)決定的，過(guò)濾器的積塵量達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，通風(fēng)效率就會(huì)下降，甚至完全完全不能透風(fēng)，失去凈化器本身的功能。目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的室內(nèi)凈化器內(nèi)的高效過(guò)濾器的壽命是沒(méi)有相關(guān)檢測(cè)裝置的，判斷高效過(guò)濾器使用壽命的方法采用連續(xù)工作時(shí)間累加法或固定周期(一年時(shí)間)，這兩種方法不能確定具體過(guò)濾器的實(shí)際使用狀況。因此發(fā)明新風(fēng)凈化機(jī)設(shè)備中的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，對(duì)于凈化器的過(guò)濾器在使用過(guò)程中能夠判斷不同空氣含塵量的工作環(huán)境下的使用壽命，具有科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，具有合理的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、方法及過(guò)濾器。

一種高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括氣壓傳感器，用于檢測(cè)濾芯兩端的實(shí)時(shí)壓差；運(yùn)算模塊，用于運(yùn)算得出濾芯的實(shí)時(shí)積塵量。

可選的，所述運(yùn)算模塊計(jì)算所述實(shí)時(shí)積塵量的公式如下：

其中，P為濾芯兩端的實(shí)時(shí)壓差，P₀為過(guò)濾器初始?jí)翰?，M為實(shí)時(shí)積塵量，k為透壓率。

可選的，所述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)濾芯技術(shù)參數(shù)，實(shí)時(shí)壓差和實(shí)時(shí)積塵量數(shù)據(jù)。

可選的，所述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括智能電子顯示模塊，用于顯示濾芯兩端的實(shí)時(shí)壓差和實(shí)時(shí)積塵量，并且根據(jù)實(shí)時(shí)積塵量的預(yù)警值，在濾芯壽命耗盡時(shí)給出警報(bào)。

一種高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，通過(guò)氣壓傳感器監(jiān)測(cè)檢測(cè)濾芯兩端的實(shí)時(shí)壓差；

步驟二，調(diào)取濾芯的透壓率數(shù)據(jù)；

步驟三，計(jì)算實(shí)時(shí)積塵量，公式如下：

其中，P為濾芯兩端的實(shí)時(shí)壓差，P₀為過(guò)濾器初始?jí)翰?，M為實(shí)時(shí)積塵量，k為透壓率。

可選的，所述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法還包括步驟四，通過(guò)實(shí)時(shí)積塵量與設(shè)置的預(yù)警值進(jìn)行比較，在超過(guò)預(yù)警值時(shí)，提示更換濾芯。

一種高效過(guò)濾器，其特征在于，使用上述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

所述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法可實(shí)現(xiàn)空氣凈化設(shè)備對(duì)過(guò)濾器的工作狀態(tài)與壽命的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，其在高精密加工、生物、醫(yī)療等高潔凈工作環(huán)境方面具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是反應(yīng)本發(fā)明實(shí)施例中過(guò)濾器通過(guò)濾芯內(nèi)外壓差實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)積塵量的示意性結(jié)構(gòu)圖及風(fēng)路示意圖，其中過(guò)濾器-1、交換機(jī)-2、風(fēng)機(jī)-3、氣壓傳感器-4、室內(nèi)循環(huán)風(fēng)口-5、室外新風(fēng)口-6、出風(fēng)口-7、智能電子顯示模塊-8。

圖2本發(fā)明實(shí)施例中的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示例性運(yùn)行得到的濾芯內(nèi)外壓與積塵量的線性圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、方法及過(guò)濾器做進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

通過(guò)利用過(guò)濾器兩端氣體流動(dòng)壓力差，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)濾器的積塵量和風(fēng)量透過(guò)效率，定量監(jiān)測(cè)過(guò)濾器的積塵量，以相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果精確表達(dá)過(guò)濾器使用壽命。

圖1是反應(yīng)本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)濾芯內(nèi)外壓差實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)積塵量的示意性結(jié)構(gòu)圖及風(fēng)路示意圖。

所述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括氣壓傳感器，用于檢測(cè)濾芯兩端的實(shí)時(shí)壓差；運(yùn)算模塊，用于運(yùn)算得出濾芯的實(shí)時(shí)積塵量；智能電子顯示模塊，用于顯示濾芯兩端的實(shí)時(shí)壓差和實(shí)時(shí)積塵量，并且在濾芯壽命耗盡時(shí)給出警報(bào)。

所述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理與風(fēng)路設(shè)計(jì)如圖1中所示。通過(guò)測(cè)量過(guò)濾器兩端，進(jìn)風(fēng)腔末端與風(fēng)機(jī)入口的壓差，實(shí)時(shí)精確的反饋過(guò)濾器前后的氣壓差。

本發(fā)明所述的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及原理如下：

所述的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)計(jì)算監(jiān)測(cè)壓差的公式(1)如下：

P＝P₀+P_m＝P₀+k·M (1)

其中，P為監(jiān)測(cè)壓差，P₀為過(guò)濾器初始?jí)翰?，P_m為積塵壓差，M為積塵量，k為透壓率。

上述公式(1)為監(jiān)測(cè)壓差與過(guò)濾器積塵量的線性方程，反映壓差與過(guò)濾器使用中積塵量的直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖2本發(fā)明實(shí)施例中的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示例性運(yùn)行得到的濾芯內(nèi)外壓與積塵量的線性圖。監(jiān)測(cè)壓差P為過(guò)濾器初始?jí)翰頟₀與積塵壓差P_m之和。初始?jí)翰頟₀為過(guò)濾器全新濾芯初始運(yùn)行時(shí)，濾膜兩端的壓力差，是過(guò)濾器系統(tǒng)的本征初始參數(shù)，與過(guò)濾器風(fēng)機(jī)功率、風(fēng)路設(shè)計(jì)、濾膜孔徑/材料/厚度有關(guān)，可以在過(guò)濾器出廠設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定。積塵壓差P_m為過(guò)濾器的透壓率k與積塵量M的乘積。透壓率k為過(guò)濾器對(duì)積塵的敏感性，受過(guò)濾器內(nèi)濾膜的孔徑微結(jié)構(gòu)、濾膜表面積、濾膜組裝結(jié)構(gòu)等因素影響，是過(guò)濾器壽命的決定因素，可以由廠家或質(zhì)量檢測(cè)部門(mén)在過(guò)濾器出廠時(shí)進(jìn)行測(cè)定。

所述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的積塵量可以通過(guò)實(shí)時(shí)壓差與以下公式(2)實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確換算表達(dá)：

所述高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法能夠?qū)崟r(shí)反饋過(guò)濾器的實(shí)際工作狀態(tài)，針對(duì)過(guò)濾器在使用過(guò)程中積塵量不斷變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，計(jì)算并且反應(yīng)積塵量與空氣流動(dòng)壓差的線性關(guān)系，定量指示過(guò)濾器使用壽命，可適用于不同空氣含塵量的工作環(huán)境。

應(yīng)用本發(fā)明披露的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的過(guò)濾器實(shí)際工作運(yùn)行示例：

(1)將應(yīng)用本發(fā)明所披露的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高效空氣凈化器置于高揚(yáng)塵環(huán)境，例如，面粉、水泥生產(chǎn)廠區(qū)。兩小時(shí)后，過(guò)濾器壓力差升高79.7％，積塵量達(dá)到2.46kg/m²。

(2)將應(yīng)用本發(fā)明所披露的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高效空氣凈化器置于普通生活環(huán)境，例如，北京市區(qū)辦公樓。在PM2.5大于300的霧霾天氣中，連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)后，過(guò)濾器壓力差升高4.1％，積塵量達(dá)到0.13kg/m²。

(3)將應(yīng)用本發(fā)明所披露的高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高效空氣凈化器置于普通生活環(huán)境，北京市區(qū)辦公樓。在清好無(wú)霧霾天氣中，連續(xù)運(yùn)行120小時(shí)后，過(guò)濾器壓力差無(wú)明顯升高，積塵量小于0.01kg/m²。

不同于目前市場(chǎng)上，通過(guò)統(tǒng)一額定時(shí)間計(jì)數(shù)指示過(guò)濾器更換技術(shù)。本發(fā)明利用高效過(guò)濾器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，真實(shí)表達(dá)過(guò)濾器的使用狀態(tài)，對(duì)不同的使用環(huán)境，科學(xué)的反映過(guò)濾器的使用壽命。填補(bǔ)和完善凈化器中高效過(guò)濾器使用壽命的監(jiān)測(cè)，并以科學(xué)的算法指導(dǎo)和預(yù)計(jì)過(guò)濾器的使用壽命，便于使用者做出合理的判斷。高效過(guò)濾器的工作狀態(tài)與壽命的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，其在高精密加工、生物、醫(yī)療等高潔凈工作環(huán)境方面也具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。