CN109195684B - 用于确定空气过滤器的已利用容量的方法 - Google Patents

Abstract

本说明书涉及一种用于确定布置在空气处理装置中的过滤器的已利用容量的程度的方法，该空气处理装置适于处理存在于周围环境空间中的空气，该方法包括以下步骤：确定过滤器中的总累积污染物量；将所确定的总累积污染物量与参考污染物量比较，以确定所述已利用容量的程度，所述参考污染物量是当所述空气处理装置产生预定清洁空气流时存在于所述过滤器中的污染物量。过滤器中的累积污染物量基于从布置成测量所述周围环境空间中的当前污染物浓度的传感器获得的数据和/或表示所述周围环境空间中的当前污染物浓度的当前污染物浓度数据以及由空气处理装置处理过的空气的估计体积(所述体积基于穿过所述过滤器的当前空气流量来估计)来确定。本说明书还涉及空气处理装置和包括空气处理装置和服务器的系统。

Description

用于确定空气过滤器的已利用容量的方法

技术领域

本说明书总体上涉及空气处理装置领域，并且特别地公开了一种用于确定布置在空气处理装置中的过滤器的已利用容量(utilized capacity)的程度的方法。本说明书还涉及空气处理装置和包括空气处理装置和服务器的系统。

技术背景

空气处理装置用于处理室内空气，例如净化室内空气。常规的空气处理装置通常包括适于从被导引穿过该装置的空气流中去除污染物的空气处理部分。

空气处理部分通常包括一个或更多个合适类型的过滤器，通常称为空气过滤器或空气处理过滤器，其中示例包括适于从微粒中过滤空气流的过滤器以及适合于去除气态污染物的过滤器。第一组过滤器的一个示例是无纺布聚丙烯微粒过滤器，其滤除各种尺寸的微粒物质。后一组过滤器的一个示例被称为活性炭过滤器，包括活性炭颗粒，以便滤除气态污染物。此外，组合过滤器是已知的，其可以利用上面所描述的两种技术。例如，组合过滤器可以包括活性炭颗粒和微粒过滤介质(例如比如上面所描述的微粒过滤器)。

典型地，这种装置中的空气处理部分还包括风机，用于产生待由空气处理部分处理的空气流，在上面所描述的情况下，该空气流被引导或推动穿过过滤器，以允许过滤器去除微粒或气态污染物。

当空气处理装置被使用时，过滤器变得装满污染物，这进而导致空气处理装置的生产效率，即清洁空气生产效率降低。因此，为了保证令人满意的清洁空气输送速率，需要定期更换过滤器。

本领域中已知的针对这个问题的一个解决方案是在购买空气处理装置和/或过滤器时为用户提供信息，以定期更换过滤器，例如每六个月更换一次。然而，这可能容易被用户遗忘或错过，并且可能导致不太令人满意的室内环境，其中空气可能例如包含比需要的更高的污染物浓度。

为了缓解这些缺点中的一些缺点，已经尝试使用布置在空气处理装置中的定时器，优选地与适于向用户指示过滤器需要更换的设备相结合。这种装置包括例如在预定时间后，例如就上面描述的示例性情况而言在六个月期限后灯点亮。

然而，根据使用空气处理装置的环境，在空气污染严重的操作环境的情况下，该预定时间期限可能太长，或者在一些情况下，在空气异常清洁的操作环境的情况下，该预定时间期限可能太短。因此，过滤器更换可能进行得太早或太晚，视运行情况而定，从而在空气比预期更清洁的情况下造成不必要的成本，或者在空气严重污染的环境的相反情况下提供了不令人满意的空气质量。

发明概述

因此，将需要的是提供一种用于提高过滤器使用寿命预测的准确性的方法，以便例如能够更精确地向用户提供何时更换过滤器的信息。特别地，将需要的是提供一种预测过滤器更换的方式，使得过滤器的容量可以被利用达到适当的程度。为了更好地解决这些问题中的一个或更多个问题，提供了一种如独立权利要求中限定的方法、空气处理装置和系统。优选实施方案在从属权利要求中限定。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定布置在空气处理装置中的过滤器的已利用容量的程度的方法，该空气处理装置适于处理存在于周围环境空间(ambientvolume)中的空气。空气处理装置包括风机，该风机适于使从周围环境空间抽吸的空气流引导穿过过滤器。该方法包括确定过滤器中的总累积污染物量的步骤和将确定的总累积污染物量与参考污染物量进行比较以确定已利用容量的程度的步骤。过滤器中的累积污染物量基于从布置成测量周围环境空间中的当前污染物浓度的传感器获得的数据或表示所述周围环境空间中的当前污染物浓度的污染物浓度数据以及由空气处理装置处理过的空气的估计体积(该体积基于穿过过滤器的当前空气流量来估计)来确定。

根据第一方面，该方法至少通过确定过滤器中存在的污染物量并将该值与参考污染物量进行比较的步骤，提供了上面所描述的问题的创造性解决方案。这样的参考污染物量或数量可以例如表示当空气处理装置和/或过滤器的性能达到最小可接受性能水平时，即在必须更换过滤器之前被认为可接受的最小水平时，过滤器中可能存在的污染物量。因此，所得到的确定或估计给出了相对于参考水平已利用的容量的比率或程度，参考水平例如表示污染物装载水平，即过滤器中存在的污染物的量或数量，其中，这种量或数量的一个示例是当必须更换过滤器时，污染物的质量。因此，随着过滤器中污染物的量接近参考值，该程度或比率接近1或100％或类似值。该参考值可以根据使用空气处理装置的应用和/或环境而变化。例如，在某些环境中可能存在较高的要求，需要在与过滤器中存在的较小污染物量相对应的较早阶段更换过滤器，而在其它环境中，成本效益可能具有较高的优先级，并且过滤器可以使用较长的时间段，即在过滤器更换可能到期之前允许累积较大量的污染物。

为了能够提供基于特定过滤器的实际操作条件可靠地预测过滤器的当前已利用容量的程度的可能性，这一点尤其重要，并且考虑到例如可变操作条件的影响，更是如此。

例如，关于已知的现有技术解决方案，通知用户何时更换过滤器的大多数空气处理装置使用定时器确定通知用户的时间。然而，这是确定使用寿命的相当生硬的方式，因为使用寿命自然地在很大程度上取决于实际操作条件，该实际操作条件在交付时并不总是容易预见的。

此外，无论是否使用定时器，建议的过滤器更换间隔根据空气处理装置的类型和/或制造商而有很大差异。尽管使用寿命自然地取决于系统类型和/或过滤器类型，但在制造商之间对过滤器何时被装载过多的看法有很大差异。这些意见上的不同，其可能基于制造商的主观意见，或者在某些情况下甚至是由于缺乏知识造成的，给过滤器使用寿命估计的领域增加了另外的不确定性因素。

然而，由于创造性地利用了与实际操作条件有关的传感器数据或表示所述周围环境空间中的当前污染物浓度的污染物浓度数据以及仔细选择的参考数据，消除了这些不确定因素以及对基于主观意见的估计的需要。因此，本发明的优点包括可以显著提高过滤器使用寿命预测的准确性，并且还可以将过滤器的实际操作条件考虑在内。因此，已知问题与基于不充分的事实和/或主观意见的估计有关，由此确保过滤器的容量可以在尽可能大程度上被利用。

上述第一方面中提到的过滤器可以是例如适于从微粒中过滤空气流的一个或更多个过滤器以及可以是适于去除气态污染物的一个或更多个过滤器，或者是两者。示例包括滤除各种尺寸的微粒物质的无纺布聚丙烯微粒过滤器、代表普通类型即所谓的活性炭过滤器的HEPA-过滤器、以及利用这两种技术的组合过滤器。然而，在所呈现的方面的范围内，可以想到任何其它合适的过滤器。

无纺布聚丙烯微粒过滤器属于适于去除微粒物质，如灰尘或花粉的普通类型的过滤器，其已知为纤维过滤器，即，包括纤维材料的过滤器，其中微粒被捕获并从空气中去除。纤维可以任意地布置。当空气流流动穿过过滤器时，微粒被捕获或粘到纤维。因此，当使用空气处理装置时，过滤器变得装满微粒，直到最终达到使用寿命的终点。

然而，这种过滤器并未设计成滤除例如气体或其它小分子，例如所谓的挥发性有机化合物(VOC)，室内环境中存在的VOC的示例是甲苯、甲醛、二甲苯和苯分子。VOC与微粒相比具有不同的较小的尺寸范围，且因此需要其它过滤方法来收集它们。活性炭过滤器构成利用活性炭粉料提供这种过滤的一种常见的方式，以实现吸附VOC所需的质量转移和扩散。

当过滤器捕获足够的VOC时，过滤器的效率将最终下降，这进而决定了过滤器的寿命长度。这有时被称为饱和。

在一些实施方案中，参考污染物量值可以是表示允许存在于过滤器中的最大污染物量的值，即污染物量，使得过滤器在已经捕获(即从空气中去除)指定量时可以被视为已经达到其最大使用寿命。

参考污染物量值还可以从测试中获得，或者是从过滤器供应商或制造商获得的值，例如从过滤器装载规格值获得的值和/或从标准化测试中获得的值。

在一些实施方案中，该方法还包括设置或调节参考值的步骤。

可以从一个或更多个传感器接收传感器数据，该一个或更多个传感器布置成测量空气处理装置适于处理空气的周围环境空间中的污染物浓度。在一些实施方案中，污染物浓度可以是平均污染物浓度。在一些实施方案中，传感器可以布置在空气处理装置中或布置在空气处理装置上。在一些实施方案中，传感器布置在空气处理装置的入口处，即空气进入空气处理装置的位置。在一些实施方案中，传感器布置在空气处理装置的出口处。传感器通常相对于过滤器布置在上游，但是在一些实施方案中可以布置在下游。一些实施方案包括外部布置的传感器；这种传感器可以通过有线或无线连接与空气处理装置通信。

适于测量平均污染物浓度的传感器因此在本领域中通常是已知的，并因此将不再详细描述。然而，传感器可以是适于测量污染物的任何类型的传感器，例如微粒传感器，其中示例包括包含红外发射二极管以及诸如此类的光学传感器和/或适于测量例如VOC浓度的气态传感器。

作为使用传感器数据的可选方案，在该方法中可以使用表示当前污染物浓度(其代表地理区域)的污染物浓度数据，即，代表空气净化器所在的周围环境空间附近的室外条件的污染物浓度数据。污染物浓度数据可以从外部信息提供者提供，外部信息提供者收集和储存多个不同地理区域的污染物浓度数据并将该信息传送到空气处理装置，在该空气处理装置中，该信息在根据本发明的方法中被使用。

此外，该方法可以包括使用从布置成测量周围环境空间中的当前污染物浓度的传感器获得的数据和表示所述周围环境空间中的当前污染物浓度的污染物浓度数据两者来确定过滤器中存在的实际污染物量。来自传感器的数据和代表周围环境空间附近的室外条件的污染物浓度数据的组合进一步提高了该方法的准确性。

空气处理装置还包括风机或风机单元，合适类型的风机包括径向风机和轴向风机。然而，风机在本领域中是众所周知的，并因此不再详细描述。然而，在本发明的范围内，可以想到适于产生或引导空气流特别是使空气流引导穿过所述空气过滤器的任何其它合适的装置。此外，可由空气处理装置包括的用于处理空气的其它示例性设备包括使用静电效应吸引微粒的用于空气处理的电气设备和使用紫外线辐射和/或电离的装置。一些实施方案可以包括用于加湿空气的设备。

一般而言，该方法可以使用来自布置成测量当前平均污染物浓度的传感器的数据和/或从外部源提供的污染物浓度数据以及所处理的空气体积的估计来确定过滤器中的累积微粒量，其中该累积量可以与参考污染物量进行比较，以估计过滤器的已利用容量的程度。

在一个实施方案中，基于表示穿过所述过滤器的当前清洁空气流量的值来估计空气体积。

在一个实施方案中，该方法可以通过随时间推移的迭代过程来执行。在一些实施方案中，对于这种迭代方法，根据本发明的第一方面的步骤中的至少一个步骤可以在多个采样周期内执行。

例如，根据一个实施方案，所处理的空气的估计体积可以在特定时间段内通过将表示穿过所述过滤器的当前空气流量的所述值与所述时间段的长度相乘来估计。

在一个实施方案中，这一采样周期的时间段可以通过从已知的当前时间减去前一个采样的时间来计算。此外，在一些实施方案中，可以通过将当前平均污染物浓度与采样时间和空气处理装置的当前空气流量相乘来计算在这一采样时间期间的累积污染物量。

在多个采样周期内的过滤器中的累积污染物量可以相应地通过所有采样周期内的相应的累积污染物量相加来确定。

换句话说，在一些实施方案中，确定采样周期内累积微粒质量的步骤包括以下步骤：获得第一采样周期的长度，获得表示时间t(t属于第一采样周期)处的当前平均微粒浓度的第一值，获得表示在时间t处穿过过滤器的当前空气流量的第二值；并将获得的值相乘。

此外，在一些实施方案中，确定总累积微粒质量的步骤可以包括使多个采样周期内的多个累积污染物量相加的步骤。

因此，以时间T和采样周期t表示，在一些实施方案中，提供了一种用于在时间T处确定布置在空气处理装置中的过滤器的已利用容量的程度的方法，该空气处理装置适于处理存在于周围环境空间中的空气，其中所述空气处理装置包括风机，该风机适于使从所述周围环境空间抽吸的空气流引导穿过所述过滤器。该方法包括以下步骤：通过确定在第一采样周期t(t小于或等于T)内累积在过滤器中的第一微粒质量并且将所述确定的第一微粒质量和在时间周期T-t内累积在过滤器中的已知微粒质量相加，来确定直到时间T为止过滤器中的总累积微粒质量，其中所述储存的累积微粒质量是在至少一个采样周期内确定的累积质量，所述采样周期小于或等于T-t，并且将所确定的总累积微粒质量与参考值进行比较以确定已利用容量的程度，其中确定采样周期内的累积微粒质量的步骤包括以下步骤：获得所述采样周期的长度；获得表示时间ts(ts属于所述采样周期)处的当前平均微粒浓度的第一值；获得表示时间ts处流动穿过所述过滤器的当前空气流量的第二值；以及将所获得的值相乘。

根据一个实施方案，参考污染物量是当所述空气处理装置以预定的清洁空气产生速率处理空气时存在于所述过滤器中的污染物量。在一些实施方案中，预定速率可以是预定的最小清洁空气产生速率。

换句话说，根据一个实施方案，参考污染物量是当所述空气处理装置产生预定清洁空气流，即产生预定清洁空气流速率时存在于所述过滤器中的污染物量。在一些实施方案中，清洁空气流是穿过所述过滤器的清洁空气流。在一些实施方案中，这可以被称为当所述空气处理装置引导预定量的清洁空气穿过所述过滤器时存在于所述过滤器中的量。

根据一个实施方案，参考污染物量是当所述空气处理装置以预定的最小清洁空气输送速率水平处理空气时存在于所述过滤器中的污染物量。

清洁空气输送速率(CADR)，即处理装置产生清洁空气的速率，是空气处理装置常用的性能度量。更具体地说，CADR是对已经去除了给定程度或给定百分比的给定尺寸分布的微粒的空气的体积的度量，并因此提供了空气处理装置的关于穿过该装置的空气流量和过滤器效率的综合影响的信息。换句话说，CADR是在指定试验室中悬浮于空气中的微粒物质通过空气清洁器的相对减少率。该性能度量由AHAM(家用电器制造商协会)在美国标准ANSI/AHAM AC-1中定义的。该标准定义了用于微粒物质，即微粒，如例如灰尘和花粉微粒的CADR。

CADR也在新的中国标准GB/T 18801中被使用，该标准仿照AC-1，但还增加了用于甲醛(代表VOC)的CADR度量。

根据一个实施方案，参考污染物量值是通过过滤器装载试验获得的污染物量值。此装载试验可以例如被设计成随着时间推移当污染物在过滤器中累积时，测试过滤器和/或空气处理装置的性能。

根据一个实施方案，参考污染物量值是通过所述过滤器的加速污染物装载试验获得的污染物量。此试验被设计成以加速方式测试过滤器的性能，并因此可以特别有利的是，例如可以在较短的时间量内获得结果。示例包括在空气具有异常高的污染物含量的环境中测试包括过滤器的空气处理装置和/或过滤器。

加速污染物装载试验的一个具体示例是在上面提到的中国标准GB/T 18801中定义的称为累计清洁质量(Cumulative Clean Mass，CCM)的新度量。在该试验期间，空气处理装置以加速速率装载香烟烟雾或甲醛。同时，CADR测量以一定速率进行，并且计算CCM。因此，给定空气处理装置的某一CADR水平，CCM可被描述为过滤器中可能存在的污染物量。

根据一个实施方案，参考污染物量值是CCM污染物量值。此外，根据一个实施方案，参考污染物量值是指定CADR水平下的CCM污染物量值。CCM值可以是特定空气处理装置和特定过滤器的CCM值。

根据一个实施方案，参考污染物量值是通过所述过滤器的长时间污染物装载试验获得的污染物量值。在一些情况下，长时间测试可能是有利的，例如，因为可以使测试条件更接近地模拟实际操作条件。

根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，表示穿过过滤器的空气流量的值通过至少部分地取决于表示过滤器中的当前累积污染物量的值的估计来获得。

一个这样的示例包括估计，其中用于在过滤器装载期间近似空气流量的流量数据取自CCM测试，流量数据对应于当前累积污染物量。换句话说，在一些实施方案中，CADR值可用于该目的。使用其它测试数据同样是可能的。

根据一个实施方案，表示穿过所述过滤器的当前空气流量的值通过基于穿过所述过滤器的参考空气流量的估计来获得，该参考流量是当过滤器中大体上不存在微粒时穿过过滤器的流量，并且空气流量减小因子(airflow decrease factor)对应于所述过滤器中的所述当前累积微粒质量，其中空气流量减小因子是表示由于存在于所述过滤器中的微粒的量或数量(例如，以微粒质量表示)而导致的穿过所述过滤器的空气流量减小的因子。

在一些实施方案中，可以对每个空气处理装置和过滤器使用特定的公式来计算空气流量减小因子。该公式可以通过对代表过滤器装载微粒时的流量减小的数据进行曲线拟合来获得，示例包括二次拟合或三次拟合。因此，空气流量减小因子可以是公式值。

根据一个实施方案，表示穿过所述过滤器的当前空气流量的值通过基于风机速度的估计来获得。

根据一个实施方案，表示穿过所述过滤器的空气流量的值通过来自布置成测量所述空气流量的传感器的数据获得。这种传感器可以提供对当前空气流量的有利的精确测量。空气流量传感器的示例包括适配的质量流量计。在一些实施方案中，传感器可以布置在过滤器的上游，在一些实施方案中，传感器可以布置在过滤器的下游。

根据一个实施方案，表示穿过过滤器的空气流量的值通过表示风机性能的数据来获得。这种数据的示例包括但不限于风机的角速度数据、RPM数据和能量消耗。

根据一个实施方案，污染物量是微粒量。示例包括灰尘和花粉。根据一个实施方案，污染物量是气态污染物量。示例包括VOC。

根据一个实施方案，污染物量包括微粒量和气体分子量中的至少一个。

根据一个实施方案，表示当前平均污染物浓度的值是微粒物质浓度值。一个示例是PM2.5值。根据一个实施方案，表示当前平均污染物浓度的值是VOC浓度值。根据一个实施方案，表示当前平均污染物浓度的值是微粒物质浓度值和VOC浓度值中的至少一个。

PM值和VOC值是确定室内空气质量的重要测量值。对于PM，最众所周知和最常用的测量值是PM2.5，即所有收集的直径小于2.5μm的微粒的质量。另一方面，VOC测量更加复杂，因为在总名称下有许多的污染物，这些污染物以不同的方式测量，并且以不同的浓度存在。一种常见的VOC，甲醛，经常在测试中被用来代表VOC。

根据一个实施方案，该方法还包括确定过滤器剩余使用寿命的步骤，即过滤器更换前剩余的天数，其中剩余使用寿命的确定基于所述当前平均污染物浓度水平在估计的剩余使用寿命期间保持大体恒定的假设。

由于根据总累积质量与参考值的比较，例如特定过滤器和空气处理装置的CCM值，可以知道已利用容量的程度，所以过滤器剩余使用寿命可以基于污染物浓度保持恒定的假设来确定。在一个实施方案中，该确定包括以下步骤：通过当前操作时间与总累积质量与参考值的比率的倒数相乘，然后减去当前操作时间，来估计过滤器剩余使用寿命。

根据第一方面的实施方案中的任一个的方法还可以包括向用户传达已利用容量的程度和/或过滤器剩余使用寿命的进一步步骤。因此，可以通知用户更换过滤器，和/或提前通知用户，以便为过滤器更换做好准备。在一些实施方案中，这可以通过空气处理装置上的指示，利用合适的用户界面来执行。在其它实施方案中，该指示可以通过与空气处理装置通信的远程设备，例如智能电话来提供。

在其它实施方案中，已利用容量的程度和/或过滤器剩余使用寿命可以替代地传达给空气处理装置和/或过滤器的提供者，使得新的过滤器可以例如在过滤器更换接近时配送给用户。

根据一个实施方案，表示所述周围环境空间中的当前污染物浓度的污染物浓度数据是代表空气处理装置所位于的地理区域的浓度数据。如果关于预期使用空气处理装置的地理区域的污染物浓度数据的可用信息具有高的准确性，则该实施方案是有利的，因为在空气处理装置中不需要传感器，这降低了装置的复杂性，并最终降低了装置的总价格。

根据一个实施方案，浓度数据由外部信息提供者收集并传送到空气处理装置，可选地手动提供，并装载到空气处理装置中。

根据本发明的第二方面，提供了一种空气处理装置，其适于处理存在于周围环境空间中的空气，并且还适于接纳过滤器。该空气处理装置包括风机，该风机适于使从所述周围环境空间抽吸的空气流引导穿过所述过滤器和电路，其中所述电路适于执行根据前面所描述的实施方案中的任何一个的方法的至少一个步骤。

这种电路可以包括控制器，例如所谓的微控制器单元(MCU)，该控制器适于执行根据前面所描述实施方案中的任一个的方法。

在一个实施方案中，空气处理装置还包括传感器，该传感器布置成测量所述周围环境空间中的平均污染物浓度。在一个实施方案中，空气处理装置还包括用于从外部布置的传感器接收数据的设备，该外部布置的传感器布置成测量所述周围环境空间中的平均污染物浓度。

空气处理装置还可以包括诸如图形用户界面的用户界面，例如诸如液晶(LCD)显示器的显示装置，或者在更简单的实施方案中，例如LED，其引导用户例如以指示需要更换过滤器、过滤器更换即将到来和/或显示过滤器剩余使用寿命(例如直到过滤器更换为止剩余的天数)。用户的任何选择或调节可以使用常规设备来执行，例如由用户操纵的按钮、旋钮或触摸按钮。其它实施方案可以包括用户与界面或屏幕的触摸或压力敏感区域交互。还有的其它实施方案可以包括用于选择或调节的非触摸式感测设备。

通过参照本发明的第一方面的前述讨论，可以容易地理解本发明的第二方面范围内的可想到的空气处理装置的另外的目的、优点和特征。

根据本发明的又一方面，提供了一种包括空气处理装置和服务器的系统。空气处理装置适于处理存在于周围环境空间中的空气并接纳过滤器，并且包括风机，该风机适于使从所述周围环境空间抽吸的空气流引导穿过所述过滤器和电路。电路和服务器中的至少一个适于执行根据前述实施方案中的任何一个的方法的至少一个步骤。

因此，所需的任何计算或诸如此类的计算可以由空气处理装置的电路和/或由服务器执行。此外，在一些实施方案中，用于先前实施方案的方法的输入数据存储在服务器上。这种数据尤其包括与时间相关的数据、用于特定过滤器的CCM数据以及诸如此类的数据。在其它实施方案中，这种数据可以内部地存储在空气处理装置内。

在一个实施方案中，空气处理装置还包括传感器，该传感器布置成测量所述周围环境空间中的平均污染物浓度。在一个实施方案中，该系统还包括传感器，该传感器布置成测量所述周围环境空间中的平均污染物浓度，空气处理装置还包括用于从所述传感器接收数据的设备。

通过参照本发明的第一方面和第二方面的前述讨论，可容易地理解在本发明的第三方面的范围内可想到的系统的另外的目的、优点和特征。

当研究以下详细的公开、附图和所附的权利要求时，本发明的另外的目的、特征和优势将变得明显。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可以组合，以产生不同于下文中所描述的那些实施方案的实施方案。

附图简述

参考附图，通过以下对优选的实施方案的说明性且非限制性的详细描述，本发明将被更好地理解，在附图中：

图1是根据本发明的一个方面的系统的示意图；

图2是示意性地图示了根据一个实施方案的方法的多个步骤的流程图。

所有图是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅显示便于阐明本发明所必需的部分，其中其它部分可以被省略或仅仅被提示。

具体实施方式

图1是根据本发明一方面的系统的示意图，该系统包括空气处理装置100和服务器200，过滤器(未示出)布置在空气处理装置100中。空气处理装置适于处理周围环境空间AV中存在的空气，并且包括适于将从所述周围环境空间AV抽吸的空气流(air flow)AF穿过所述过滤器和电路的风机(以上都没有示出)。传感器(未示出)布置成测量周围环境空间AV中的当前平均污染物浓度。可选地，空气处理装置包括用于与外部单元通信的设备，该外部单元构造成发送关于使用该装置所处的地理区域的污染物浓度数据的信息。该信息可以例如通过WIFI发送到空气处理装置。

空气处理装置的进一步实施方案包括用户界面，该用户界面使得可以手动地提供关于空气处理装置所布置之处的特定位置的污染物浓度数据的期望信息，以进一步降低产品的复杂性。电路和/或服务器适于执行用于估计过滤器的已利用容量的方法的至少一个步骤，并且还适于基于已利用容量估计过滤器剩余使用寿命。

以下参照图2将详细地描述该方法。在本文所描述的示例性实施方案中，当前污染物浓度是通过来自微粒传感器的PM2.5值提供的微粒浓度，估计体积基于空气流量来估计，而参考值是CCM微粒质量值。

然而，技术人员认识到，当前平均污染物浓度可以同样通过例如来自气体传感器的当前VOC浓度而容易地提供，在这种情况下，参考值可以是VOC浓度值。

通过执行确定过滤器中的总累积污染物量400并将确定的总累积污染物量与参考污染物量进行比较以确定已利用容量的程度500的步骤来确定过滤器的已利用容量。在步骤400中，基于从布置成测量周围环境空间中的当前平均污染物浓度的传感器获得的数据和由空气处理装置处理过的空气的估计体积(该体积基于穿过过滤器的当前空气流量来估计)来确定过滤器中的累积污染物量。

在所描述的示例性情况下，该方法进一步通过随时间推移的迭代过程来执行。因此，在多个采样周期内重复执行步骤400，使得时间T内的总累积微粒质量可以通过多个采样周期t的总和来确定，t通常小于T。

如图2中所示，步骤400还包括将在下面描述的多个子步骤。

在第一子步骤410中，采样时间t通过从当前时间减去先前采样的时间来计算。该值然后被转换成小时。

在第二子步骤420中，从微粒传感器获得代表当前平均微粒浓度的PM2.5值。术语当前微粒浓度可以理解为在当前采样周期期间获得的微粒浓度。

在第三子步骤430中，使用通过用于每个空气处理装置和过滤器的特定公式获得的空气流量减小因子来估计当前空气流量。该公式被拟合成代表当过滤器装满微粒时流量减少的数据，例如通过二次拟合或三次拟合，并由此代表由于微粒捕获在过滤器中而导致的空气流量减小。该因子或公式值与穿过基本上无捕获的微粒的新的过滤器的初始流量相乘。

可以以任何顺序执行子步骤410-430。

在第四子步骤440中，然后可以通过将在步骤410中获得的采样时间、在步骤420中获得的PM2.5值和从步骤430中获得的空气流量(即清洁空气流量)相乘来计算采样期间的累积微粒质量。任选地，可以存储该代表采样周期内的累积质量的值。

在步骤500中，时间T内的总累积微粒质量可以通过在采样周期内累积的总质量和代表前一采样周期内累积的质量的值(如果有的话)的总和来确定。

在步骤600中，将获得的总累积微粒质量与来自过滤器装填测试的参考值(在图示的情况下为CCM)进行比较，以确定过滤器的已利用容量。在图示的情况下，CCM值基于可接受的CADR-水平来选择，在示例性情况下，10％的减少已经被选定用于说明必须更换过滤器之前的示例性可接受水平。换句话说，CCM代表微粒的质量，即当CADR-水平已经下降10％时过滤器中存在的量。因此，所得的估计给出了在必须更换过滤器之前已利用的容量的比率或程度。

为了提供过滤器剩余使用寿命的估计，任选的步骤700，首先通过从当前时间减去第一采样时间来计算使用的总天数。过滤器剩余使用寿命随后通过所使用天数和总累积质量与参考值的比率的倒数的乘积，然后减去所用天数来估计。因此，过滤器更换前的剩余时间是在假定剩余使用期限将处于操作条件下，即处于具有相同平均PM2.5浓度的环境中的情况下计算的。

前面描述的步骤中的任一个可以由空气处理装置100的电路和/或由服务器200来执行。类似地，输入、参数或诸如此类形式的存储数据可以存储在空气处理装置内部和/或存储在服务器上。

虽然本发明已经在附图和前面的描述中详细地说明和描述，但是这种说明和描述被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施方案。本领域技术人员理解的是，在所附权利要求的限定的范围内可以想到许多修改、变型和改变。

另外，所公开的实施方案的变型可以由本领域技术人员在实践所要求保护的发明时根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究来理解和实现。在权利要求中，词语“包括(comprising)”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。某些措施在相互不同的从属权利要求中叙述的这一单纯事实并不表示这些措施的组合不可被有利地利用。权利要求中的任何参考标记不应当被解释为限制权利要求的范围。

Claims (13)

1.一种用于确定过滤器的已利用容量的程度的方法，所述过滤器布置在适于处理存在于周围环境空间（AV）中的空气的空气处理装置（100）中，其中所述空气处理装置包括风机，所述风机适于将从所述周围环境空间抽吸的空气流（AF）引导穿过所述过滤器，所述方法包括以下步骤：

确定所述过滤器中的总累积污染物量；和

将所确定的总累积污染物量与参考污染物量比较，以确定所述已利用容量的程度，所述参考污染物量是当所述空气处理装置产生预定清洁空气流时存在于所述过滤器中的污染物量；

其中所述过滤器中的所述累积污染物量基于以下方面来确定：

- 从布置成测量所述周围环境空间中的当前污染物浓度的传感器获得的数据和/或表示所述周围环境空间中的当前污染物浓度的污染物浓度数据；和

- 由所述空气处理装置处理过的空气的估计体积，所述体积基于表示穿过所述过滤器的当前空气流量的值来估计。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参考污染物量是通过所述过滤器的加速污染物装载试验获得的污染物量。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，表示穿过所述过滤器的空气流量的所述值通过至少部分地取决于表示所述过滤器中的当前累积污染物量的值的估计来获得。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，表示穿过所述过滤器的空气流量的所述值通过表示所述风机的性能的数据获得。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，表示穿过所述过滤器的空气流量的所述值通过来自布置成测量所述空气流量的传感器的数据获得。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述污染物量包括微粒量和气体分子量中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，表示当前平均污染物浓度的所述值是微粒物质浓度值和VOC浓度值中的至少一种。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在某一时间段内，所处理的空气的所述估计体积通过表示穿过所述过滤器的当前空气流量的所述值与所述时间段的长度的乘积来估计。

9.根据权利要求1或2所述的方法，还包括确定过滤器剩余使用寿命的步骤，其中剩余使用寿命的确定基于当前平均污染物浓度水平在估计的剩余使用寿命期间保持恒定的假设。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，表示所述周围环境空间中的当前污染物浓度的污染物浓度数据是代表所述空气处理装置（100）所位于的地理区域的室外浓度数据。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述污染物浓度数据由外部信息提供者收集并传送到所述空气处理装置（100）。

12.一种空气处理装置，其适于处理存在于周围环境空间中的空气，并且还适于接纳过滤器，所述装置包括：

- 风机，其适于使从所述周围环境空间抽吸的空气流引导穿过所述过滤器；和

- 电路；

其中所述电路适于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的至少一个步骤。

13.一种空气处理系统，包括：

空气处理装置，其适于处理存在于周围环境空间中的空气，并且还适于接纳过滤器，所述装置包括：

- 风机，其适于使从所述周围环境空间抽吸的空气流引导穿过所述过滤器；和

- 电路；和

服务器；

其中所述电路和所述服务器中的至少一个适于执行根据前述权利要求1-11中任一项所述的方法的至少一个步骤。

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