颗粒充电系统和气体过滤系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气体过滤系统。尤其是，本实用新型涉及在实际的过滤之前对空气中的颗粒进行充电的空气过滤系统。本实用新型可用于在与过滤单元相结合的通风系统中、例如在空气处理单元和空气管道中净化空气。
【背景技术】
[0002]恶劣的室内空气质量(IAQ)会造成巨大的经济损失。为了防止室外的杂质通过通风系统进入室内，通常过滤供给空气以除去其中的杂质，尤其是颗粒形式的杂质。已经开发出能够捕捉不希望的颗粒、但允许空气尽可能有效地流动的特别设计的过滤器材料。然而，传统的过滤材料仅提供中等的过滤效率。
[0003]颗粒充电设备(EPCE)提供一个成本和能量有效的方式，以减少供给空气中的空气运送的杂质，而不需要显著修改现有的通风系统或前提。利用EPCE的过滤方法包括充电阶段(其中使用电晕充电来给颗粒充电)和使用空气过滤器(通常所谓的驻极体过滤器)来收集颗粒的过滤阶段。更详细地说，在EPCE系统中，供给空气的颗粒在过滤器的上游被充电。颗粒的充电可以用例如位于或接近供气体流处的一个或多个高电压的电晕线来实现。FI20075226中公开了这种类型的示例性系统。
[0004]在现有的EPCE系统中，典型地，电晕线跨接在处于过滤器上游的框架之间，其中安装需要相当大的空间，并且可能需要对管道周围的部件进行重新设计。因此，加装这种系统往往并不简单。为了使充电位于有效的水平，需要将高电力输送到电晕线。这自然需要大的电力源。也就是说，相比电晕线，所需要的充电电流是相当小的。电晕线的另一缺点是，产生的不希望的臭氧是比较高的。
[0005]类似的缺点也存在于用于各种工业过程的空气净化系统中。
[0006]因此，市场上尚不存在令人满意的在满足现代质量和性能要求的同时改善能量、成本和空间的有效性的解决方案。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种EPCE系统，其克服了至少一部分的上述缺点。一个特别的目的是提供一种系统，该系统需要比现有系统更少的功率，但仍提供等效或更好的颗粒充电和过滤的结果。
[0008]本实用新型的另一个目的是提供一种系统，该系统可以很容易地改装到现有的通风管道上。
[0009]本实用新型基于使用一个或更多的渐缩电晕放电元件来代替以前用过的电晕线，以在过滤器单元上游在气体流管道内产生颗粒充电区域。渐缩电晕放电元件优选包含在一个或多个刚性的放电电势承载构件上，其直接跨接在管道的壁之间。类似地，刚性的地电势构件可设置在管道中作为电晕放电的反电极。备选或附加地，管道壁可以用作接地电极。电晕放电在气体流中产生离子，其进一步与气体流中的颗粒相互作用，以将它们充电。
[0010]还提出了用于气体过滤系统的颗粒充电系统，其包括气体流管道。颗粒充电系统包括能够携带电势的放电装置和接地电势装置。此外，还设有电压源，用于将直流电(DC)放电电势传导至放电装置，和将地电势传导至接地装置，用于将位于放电装置附近的充电区域中的气体流管道中所含的颗粒充电。根据本实用新型，所述放电装置包括一个或多个渐缩的电晕放电元件。
[0011]根据本实用新型的用于包括气体流的系统的颗粒充电系统包括:能够携带电势的放电装置，接地装置，用于将电势传导至放电装置和将地电势传导至接地装置以在放电装置和接地装置之间产生电晕放电而对气体流中的颗粒进行充电的装置，放电装置包括一个或多个渐缩的电晕放电元件。
[0012]在一个实施例中，放电装置包括至少一个第一狭长杆，其具有一个或多个形成于其上或与之相连的渐缩的电晕放电元件。
[0013]在一个实施例中，该颗粒充电系统包括至少两个彼此间隔开一定距离的第一狭长杆。
[0014]还提出了一种气体过滤系统，其包括气体流管道、布置在气体流管道中以过滤位于气体流管道中的气体流的颗粒的过滤单元和布置在过滤单元的上游的气体流管道中的如上所述的颗粒充电系统，以在过滤前将颗粒充电。过滤单元可以是驻极体过滤单元或在颗粒充电系统中能够有效地吸引带电颗粒的类似单元。过滤单元可以包括一个或更多个过滤阶段或过滤部件。
[0015]在一个实施例中，颗粒充电系统包括利用永磁体至少部分地安装在气体管道上的刚性放电装置和/或刚性接地装置。
[0016]在一个实施例中，过滤单元是电过滤单元。在一个实施例中，电过滤单元为驻极体过滤单元或静电过滤单元。
[0017]本实用新型具有相当大的优势。特别是，本设计已经表明，产生了非常有效的具有低功耗的颗粒充电电晕场。事实上，该功耗可减小从10W减少至仅1W。因此，比起例如使用常规的电晕线的系统，可以使用较小的功率源。电晕线的较差的能源效率部分地是由于这一事实:在适合的电晕线电压下，电晕线也必然对空气过度充电，从而产生臭氧。通过渐缩充电部件，这种过度充电的是没有必要的，并且已经发现，是在以低得多的水平产生臭氧。
[0018]除了低电力消耗，充电和过滤阶段引起的压降非常低，很容易通过增加的过滤效率进行补偿。另一方面，在过滤阶段的功率消耗可以减小，同时优化了过滤效果并保持适当的改装能力。
[0019]—个优点是，本实用新型的系统可设计成很容易地改装到现有的通风管道。该系统不需要任何框架，不像现有的基于电晕线的充电器，但系统中的关键部件可以直接地定位在管道壁之间。例如，该颗粒充电系统可设置有刚性的放电装置和/或刚性的接地装置，其至少部分地安装到使用永磁体的现有的气流管道中。
[0020]当过滤空气流动时，也已发现，本实用新型的放电电流通过正和负放电电压而为稳定的，没有显著的臭氧生成。通过电晕线充电器，已发现负压较不稳定，并产生更多的有害臭氧。
[0021]根据本实用新型的系统包括其中颗粒使用电晕充电来充电的充电阶段和其中颗粒使用(驻极体)空气过滤器来收集的过滤阶段。本实用新型对(例如公共建筑的)室内空气质量或对产业中的净化工艺条件具有非常积极的影响。测试表明，通过F9驻极体过滤器，本实用新型的系统显示出HEPA12(高效空气过滤器)的过滤效率(彡99.5%)，相比传统的HEPA过滤器具有非常低的压力降。所研究的前提的洁净度提高了 96%，从IS08至接近IS06。移动空气净化器或传统的HEPA过滤器要实现相同的空气质量，会增加2-5倍或更昂贵的费用。本实用新型具有全球潜力，例如在具有大规模的空气质量挑战的发展中国家中。
[0022]因此，对于终端用户，本实用新型提供了显著增强减少颗粒暴露(污染、霉菌等)。本实用新型不必对空气管道的结构或系统所安装的前提进行改变，而是可以作为附加单元改装到任何现有的环境。由于安装方便，本实用新型可例如用于作为正在等待较大的室内空气质量修复的建筑物的临时的空气净化系统。该建筑可以在等待修复时正常使用。本实用新型潜在的安装目标包括公共场所，如学校、日间托儿所、医院等。另一个潜在的目标是各行业的半清洁或清洗生产设备。
[0023]本实用新型也可以集成为新的空气供给单元的一部分，如空气加热和/或冷却单元，来为单元提供空气过滤功能。在这样的单元中，低压降是一个很大的优势。