改善建筑物或密闭空间内空气质量的方法和设备的制作方法

专利名称：改善建筑物或密闭空间内空气质量的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于改善建筑物或密闭空间，特别是具有空气循环系统的多室建筑物中的空气质量的方法和设备。但本发明也可应用于单室建筑物或交通工具如飞机、火车、汽车、轿车等。
空气质量的下降不仅是由于氧气含量的下降，还因为一些有潜在危害的组分或污染物相应增加。这包括悬浮微粒、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、细菌、甲醛、总挥发性有机化合物(TVOC)、氡以及有机致臭化合物的增加。
与长期暴露于质量差的空气中相关的健康问题已有大量记载。此外，质量差的空气因引起疲倦而可能对劳动力的生产力有瞬即效应。当与质量差的空气接触时，这可能很快就会发生。
对建筑物中的空气的传统形式的处理是利用空气调节进行温度控制。尽管可在空气调节设备中加入一些过滤器，但这些过滤器通常是属于事后诸葛亮的作法，仅能阻止粗粒子通过空气调节系统。无论是何种过滤器，在贯穿建筑物的每个空气入口或出口中这些过滤器通常是静态过滤器，且很快就被粒状物质阻塞。这需要进行定期的维护以清理及更换过滤器。如做不到这一点，则可能很快就将过滤器转变为一个有害微生物的滋生地而不是试图改善空气质量。
一般地说，空气调节设备倾向于使问题在建筑物中循环而不能真正消除这些问题。这样的结果是导致感染建筑物综合症或与建筑物有关的疾病，这些疾病随时间推移逐渐加重。
已知通过增加空气中的氧气百分率部分改善空气质量。已在一些建筑物如游乐场中使用这样的技术，以给顾客提神并促使其在游乐场中乐而忘返。但是，这样的系统通常是用额外的氧气补充空气流并把空气从建筑物中排到外面。它们并无意处理建筑物内的空气或针对有关杂质的特殊问题。
其它装置仅通过诸如氧气通风器等的装置设法提供受控环境或高度局部化的环境中的空气质量。这样的通风器是装有面罩或类似的器具用于为单个用户改善空气质量。但是，这样的通风器通常不适于在更大的环境中应用。
尽管存在一些方法改善人造室内环境，但只是部分解决了室内环境的制造和控制。为在密闭空间中产生在一定程度上具有生物和生理耐受性的室内环境，需要大量技术费用且其成功之外仅在于空气的复杂性被“减少”为几个可通过技术实现的参数。除上述以外，室内还存在一些额外的参数。这些本质上是来自技术设备和电场和电磁场的不可计算的气体泄漏，但用术语“电烟雾”可对其进行最佳总结，其对人类有机体的作用模式刚刚开始认识到。可以通过大多数空气调节系统调节的参数为湿度、温度、含尘量和空气速度。
通过空气调节系统对其它参数进行调节困难很大或根本不可能。这些参数可能包括空气组成(主要取决于吸入点)和区域性大气(特别是在大城市中)。
卫生代表了一个由空气调节器引起的大问题。由于管道系统(湿空气和暖空气，过滤器)中的最适宜的条件，为其中的真菌和细菌提供了最适宜的环境。已知嗜肺军团菌的沉积引发军团病，这是一种严重的肺部炎症，在年老者和免疫系统弱的人中死亡率很高。引起更多问题的是真菌沉积，真菌来自曲霉菌、青霉菌和stachobotry的种群。吸入真菌孢子导致出现过敏性肺泡炎(或称为空调病，是空气调节工程师中的一种职业病)，导致家庭成员或免疫系统弱的人员的免疫球蛋白的lgE和lgM变化，还导致严重的肺部炎症。有规律的替换过滤器和清洁管道装置可防止这些问题的发生，但不能永远消除这些问题。
空调带来的另外一个问题是吸入的空气的调制问题，其作用是空气中的有害化学物质(例如甲醛)被捕获并富集在过滤器中，并因此以显著更高的浓度进入通风系统。因此，圣保罗大学(University of SaoPaolo)的Rumel等人(流行病学系)能够在1993年证明心肌梗塞、一氧化碳负荷及较高的环境温度间的显著的统计关系，这种关系对具有高一氧化碳负荷集合的城市中的人造室内环境可能很重要。
但是，空调房间出现的最大问题是人造室内环境的明显的单调性以及非生理物质的增加，还有就是在那里工作的人们的生理排放物的增加。已知一个人通过皮肤排出大约2,000种具有化学定义的物质。在正常的生理活动和室温中，每天通过皮肤的蒸发量大约为1-1.5升。必须不断地通过有效的排放系统除去这些物质。不幸的是，对此还没有研究。但是可以假定，例如在开敞式平面布置的办公室中，存在极高浓度的这些排放物。这些物质可被某些受者的鼻子无意识的感知和处理。当存在诸如雌激素、睾丸激素和所谓的外激素的物质时，很容易就能想象到诸如攻击、“地盘性”、性广告等的行为方式以不可控的方式被隐藏或公然爆发。也可通过此来有效地定义办公室中的模式，室内的任何人都不会意识到这一点。但另一方面，诸如纪律、集中力、创造力、做决定的能力等的意识能力受到损害。因此，空调的任务应该是记录这种谱并产生“更洁净的空气”。
处于压力之下时很显然会排放比轻松的气氛中更多的“压力物质”。
空调的另一个任务应该是注意不会进入带有病原体的空气，如果空气没有消毒，只能间接解决该问题。
现在，用一个专用医学术语“建筑物综合症”(SBS)来综合上述的因素及其效应。该术语将与身心相关的、物理区域中的紊乱一起形成一副复杂的临床图像，该图像仅在人造室内环境中工作时出现，且当不存在相同的环境时，该图像逐渐消失。考虑到当慢性接触时，损害绝对可能影响身体，然后，在不存在人造环境后损害独立存在，且可能导致慢性疾病，甚至导致长期丧失工作能力。因此很明显出于医学、社会医学及经济的原因，急切地需要避免SBS的预防措施，且现有的解决方案是不完善。
发明目的本发明的一个目的是提供一种用于改善建筑物中的空气质量的方法和设备，其通过空气循环系统增加室内、或一整幢建筑物或诸如交通工具等的其它密闭空间中的对人体可用的氧气水平，并降低有害组分和污染物的百分率克服了现有技术的某些缺陷。本发明的至少一个目的是为公众提供有用的选择。
优选所述的方法包括一个步骤，其中至少一部分从分子筛吹洗出的氮气返回并与所述的含氧量更高的空气混合。
优选所述的方法包括提供至少两个交替运转的分子筛，以便当吹洗第一分子筛时，至少一种分子筛继续运转。
优选所述的方法包括使用三种分子筛，使得一种分子筛在被充满时，另一种分子筛将抽取的空气保留一段时间，以及吹洗第三种分子筛。
优选所述的方法包括从建筑物的空气循环系统中抽取所述的空气，并将所述的含有更多可用的氧气、以及污染物减少的空气返回至所述的循环系统。
所述的方法可选择地包括在带有一个空气入口、一个出口的建筑物的一个房间中提供一个独立式设备，且所述的排放气都由所述房间中的所述设备提供，所述的出口用于排出可用氧气含量更高及污染物含量减少的空气。
优选该方法包括减少污染物或有害的成分，包括悬浮颗粒物、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、细菌、甲醛、总挥发性有机化合物、氡以及有机致臭化合物。
因此，本发明的第二方面可以广义上来说包括一种设备，用于改善密闭空间中的空气质量，其包含- 一个空气入口，用于从所述的密闭空间抽取空气；- 至少一个第一过滤器，用于除去至少一些颗粒物；- 至少一个第一分子筛，其含有吸收氮气和/或二氧化碳和/或一氧化碳的材料，用于接收所述的经过滤的空气并使其与所述的吸收氮气和/或二氧化碳和/或一氧化碳的材料接触；- 一个出口，其位于所述的分子筛上，用于抽取具有更高可用氧气含量且污染物减少的空气并将其返回密闭空间；和- 用于吹洗所述的分子筛和出口排气管的装置。
优选所述的设备包含一个独立式设备，其具有一个空气入口、一个出口和一个排气管，所述的出口用于排出含氧量更高的空气，入口、出口和排气管均处于室内环境中。
另一所述的设备包含一设备单元，其与建筑物或密闭空间中的空气循环系统相连或可与之相连，用于处理所述的建筑物或密闭空间中的空气。
优选所述的分子筛在高于大气压的压力下工作。
优选所述的设备包含至少三种分子筛，使得一种分子筛可以抽取空气，而同时另一个保留先前被抽取的空气量，同时第三种分子筛已完成其工作循环而被吹洗。
优选所述的设备减少污染物，污染物包括悬浮颗粒物、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、细菌、甲醛、总挥发性有机化合物、氡以及有机致臭化合物。
通过阅读以下的描述，本发明的另外的方面对本领域的技术人员显而易见。
附图的简要说明现在将参考下面的附图描述本发明的优选实施方案，其中-

图1为组成本发明的优选实施方案的一部分的装置的示意图；- 图2提供了优选的实施方案试验操作后的图形结果，显示了悬浮颗粒物、二氧化碳和一氧化碳与时间的关系；- 图3示出了与图2相同的试验中二氧化氮水平的图形结果；- 图4示出了进一步试验的进一步的图形结果，显示了二氧化碳和一氧化碳的结果；- 图5按照悬浮颗粒物和二氧化氮显示了图4中的详细试验结果；和- 图6示出了建筑物的空气循环系统中一种装置的可能定位的示意图。
应该理解图1中的装置1提供了多个独立的部件，这些部件可以作为单个外壳中的单个综合性装置提供，或按照需要，单独提供并相互连接。另外，装置1可以包含在建筑物空气循环系统中的一个更大设备中，而不是安装在循环系统中的独立的装置。
为更好地处理或转化密闭空间中的空气，本发明意在使用沸石作为空气消减器。
对过滤或处理系统的要求应该是这样的，即其能够吸收有害的化学物质如二氧化碳、一氧化碳、臭氧、二氧化硫、含硝基的气体、氨、烃、人体排放物如雌激素、电子仪器的排放物如尘粒、细菌或真菌孢子、甲醛以及氡。除此之外，可以改变密闭空间内的环境以影响湿度、温度，以达到最佳循环。
沸石为具有较高孔隙率的矿物质，其中的孔为分子和原子水平的通道。沸石为碱金属铝硅酸盐，通式为M(x/n)[(AlO2)x(SiO2)y]*zH2O。沸石形成三维晶格，这些晶格为具有确定孔径的规则的通道体系。通常嵌入晶格的空洞中的是相对自由移动的碱金属和碱土金属离子如钠、钾、镁和钙，不大量消耗能量也不破坏晶格，这些离子可与其它离子或带电粒子发生交换。
这使得沸石特别适用作离子交换剂、催化转化剂和解毒剂。
在本发明中使用沸石时，沸石可以分子筛的形式使用。沸石的相对开放的结构产生了分子尺寸的孔。
称其分子筛，是由于观察到其能够吸收小于孔尺寸的分子，因此可以用来分离不同尺寸的分子。在分子筛的范围内，使用沸石的分子筛提供一种笼结构或隧道结构，用来捕获分子以及提供离子交换。
细心选择沸石用作特殊的分子筛并使用，使得能够定制分子筛以靶向特定的分子尺寸，并因此靶向特殊的污染物。但是，应该注意到也能够捕获更大的分子。
参照图1，装置1可以提供某些初始过滤作用以除去粒状物。由一个初始过滤器2实施的初始过滤，可以包括多个不同级别的过滤器以满足不同的目的。如该优选实施方案所详细描述的，初始过滤2可以包含一个滤尘器3，其与接收室内或建筑物内的空气的入口4相邻。后面可以是一个细过滤器5和/或细菌过滤器，用来进一步减少粒状物，及一个吸声器6，其可以包括某些进一步的过滤。
总的来说，由单一或一系列过滤器的过滤所形成的初级过滤2意在除去粗的颗粒物、微细颗粒物及优选除去细菌，尽管这样的处理并不是为了改善氧含量。
压缩机7用来帮助将空气吸入到进口4，并经过初级过滤2。而且，压缩机可给通过压缩机7下游的至少一种分子筛8加压。很容易理解该压缩机可用其他的空气循环设备代替，如果在现有的或较大的空气循环系统内已经给通过的气体进行了一些加压，则这样的压缩机是多余的。
经过初级过滤后，空气通过至少一种分子筛8。分子筛8通常在高于大气压的压力下工作，并包括氮和/或二氧化碳和/或一氧化碳吸收材料，或可断裂这些化合物的键能释放氧的材料。
通常，大量的空气可进入分子筛，然后保留并与氮和/或二氧化碳和/或一氧化碳吸收材料或饰变材料相接触。已经过分子筛的更高氧含量的空气通过出口9被引出，最后到达出口10以分布到整个建筑物或密闭空间内。接着反吹洗分子筛以释放通过出口11的一些富氮副产物。如优选实施例所示，可在出口使用另外的消音剂12以减少噪音，所述的材料通过出口13返回，再一次回到建筑物环境或外部的废气中。尽管似乎看来，如果废气进入到建筑物，那么杂质会重新进入建筑物中，但证明情况并不是这样。
由于优选使用分子筛中沸石的特殊功能，没有杂质再进入到建筑物中。分子筛可以在其笼型发光体结构中截留杂质，同时断裂这些化合物的键以释放氧并保留碳分子。这种空气发光体的作用不仅可除去杂质，而且可改变这些杂质，增加氧接触，返回到密闭的空间中。
在一个优选的实施方式中，设备包括一种以上的分子筛。由于分子筛需要进气、保留及吹洗的循环操作的特性，需要提供至少两种及优选三种分子筛8、14和15。提供三种这样的分子筛以使一种分子筛吸入进来的空气，而另一种分子筛关闭，及另外一种分子筛筛在吹洗。
如该实施方式所示，每一种分子筛都有进口16、17和18，对应与其相关的进口阀19、20和21。在富氧空气的出口处有阀22、23和24，在另外的分子筛冲洗或吹洗的出口有阀25、26和27。控制这些阀可使分子筛独立地工作，这样分子筛以一种与另一种异相的方式进行循环，这样通过作为整体的设备1便可基本上使空气连续流动。
在出口可安装压力调节器28以调节出口压力，而且在细菌过滤器30的两侧安装止逆阀29和31。细菌过滤器30已经对高度处理的空气发挥作用，且可作为微细过滤器以除去最后的成分。
对于分子筛，可采用许多材料，所述的材料是具有吸引氮和/或二氧化碳和/或一氧化碳能力的材料，即该材料持留这些分子而使氧分子通过。在一个优选实施方式中，当分子筛交替工作的时候，每一种分子筛都是相同的。分子筛可含有基本上是如在欧洲制造的专利产品“OXYSIEVE5”的成分。
上述的专利产品是含有沸石的特殊的产品，其作为一类材料，可作为该设备中的分子筛使用。含有硅铝酸盐，或更优选特定分子结构的沸石的分子筛，可截留通常是密闭空间污染物和/或选择组分断裂分子和/或通常是污染物的化合物。
设备1也配有电源32。电源可包括所希望的适当控制的进口，该进口为干线的单相或三相电进口，通过控制电流和电压来使压缩机7运行，并驱动整个装置内的所需要的其它设备。
另外，安装有控制阀独立工作的控制装置33，其可控制压缩机并监控压力、输出物等。在至少一种优选的实施方式中，本发明设备包括在出口安装的一些类型的传感器，以检测出口空气质量的下降，并给操作员报警存在的潜在问题或需要清洗过滤器等信息。
通过装置的空气流量依赖于装置的大小和功率，尽管对装置而言没有必要处理通过空气循环系统的所有空气。如果需要，当装置基本上连续工作时，建筑物中或通过空气循环系统的仅一小部分气体在具体的时间内需要处理。这导致整个循环区域内空气质量的逐渐改善。第一试验第一次试验使用在图1中示意的本发明实施方式的设备，在体积约为30立方米的房间内进行试验。
图1示意的设备总进气量为每分钟90立升，氧气出口量为每分钟4立升。
进行试验的房间内，关闭其自己的通风系统，使本发明的设备运行，这样进气、较高氧气输出和从分子筛吹扫排出废气都在相同的环境中发生。因此没有必要将氮气和富含废气的污染物排出到外部。
在测试前燃烧数支香烟以增加污染物的含量，在设备开始运行前及在设备启动后的随后2、4及26小时，监测悬浮颗粒物、二氧化碳、一氧化碳及氮氧化物的含量。
图2示意了在密闭室内环境中试验的总悬浮颗粒物、二氧化碳、一氧化碳的结果，图3示意了二氧化氮的结果。
从图2和图3可见，本发明的方法和设备具有使上述评价指标大幅降低的能力。而且，至少有一些这些评价指标的降低结果极其惊人。
在设备的进口处安装有过滤，实际上期望其能减少总悬浮颗粒物，并可引起如图2上部所示的减少。但是含有氮和/或二氧化碳和/或一氧化碳吸收颗粒的分子筛可使氧气通过而截留氮和其它气体。随后使用一部分富氧的输出物吹扫，并返回到相同的房间。因此尽管期望降低出口空气中的二氧化氮或污染物的含量，但将废气返回到相同的房间意味着房间内应观察不到这样的总减少量。然而或者与氧气一起通过，或者通过废气返回到房间的环境中，相应的二氧化碳和一氧化碳的减少量却非常大。第二试验在第二次试验中，本发明的设备与建筑物中的通风系统连接。通风系统仅有新鲜空气进口，而没有再循环和强制排出系统。通风系统在每天的上午8点到下午6点工作，进气流量约为每分钟80立升。
建筑物的空气进口可使外面的空气进入的位于房间内。通常根据图1的设备紧靠具有富氧气体出口的空气吸入装置处放置，富氧气体通过管线被直接送到通风系统的吸入口。从设备排出的废气被排到房间内，也可随通过通常的通风系统的空气流进入吸入系统。让设备连续运转而不是仅在设定的时间内工作。
通常图1设备的总进气量为每分钟320立升。富氧空气输出量设为每分钟13立升。
为观察变化情况，在设备工作或停止的长时间里在建筑物内进行一系列的空气质量监测。
图4显示了二氧化碳和一氧化碳的监测结果，图5显示了悬浮颗粒物和二氧化氮的监测结果。
从一月十一日测试开始启动本发明的设备，直到一月二十八日停止。在试验结束后的那天关闭设备，以考察污染物返回建筑物的影响效果。然后在二月十七日设备返回工作状态。
由图4和图5的结果可见，在设备工作期间，污染物二氧化碳、一氧化碳和悬浮颗粒物都有降低。当设备关闭时二氧化氮的含量急剧增加。
注意到在一月二十五日到二十八日工作的第一时间段刚结束时，污染物的含量增加了。在这一期间污染物的增加是由于诸如在那些天周围环境特别是严重污染的环境条件造成的。
图1所示的设备中仅有部分进入到空气通风系统中。事实上，设备的输出量仅约为通过空气通风系统的空气量的0.1％。尽管显示出大幅度降低。
应注意到在这些测试中使设备1连续运行过夜，而空气通风系统关闭。实际上期望设备1可极大地改善进气房间内的空气质量，以改善第二天启动时的水平。但是，从设备1排出的废气也在相同的房间内，改善启动时的水平仅是一个临时的措施，但污染物的减少量仍很令人吃惊。建筑物内的安装位置参见图6，在不同位置典型的建筑设备安装由统一的图1装置替代，以代替典型的建筑物通风系统。
如图6所示，典型的建筑物通风系统包括主进气口40，以吸入室外的空气，其可通过管道41输送到控制室内的一个或多个空气处理装置42中。空气处理装置42接着可将空气送入到具体的办公室通风系统中。
如该图所示，图中显示了设备的一系列其他的位置为51、52、53和54。
在位置51时，设备1被置于主空气进口处以产生富氧及污染物减少的空气的直通流量。在位置52时，设备被置于管道41中或与管道连同的主空气进口40的下游。
在另外的位置53时，在适当的控制环境中设备与空气处理装置一起工作。最后可选择的位置是54，通常在其办公室环境内部。
在本发明的一个优选实施方式中，所希望的位置是53或54，因为它们能够更好地处理作为整个循环系统部分的返回的气体。相反，位置51和52可将富氧和污染物减少的空气送入空气进口，尽管在没有必要处理任何的废气和再循环的空气。
应注意到图6中的位置假定如图1所示的设备是一个单独的装置。如前所述，本发明方法的设备并不要求是单独自立式的装置，其可包括整个通风系统或通常建筑物环境中在不同位置的工作时相互连通的一系列装置。理论性能已注意到分子筛的性能有点类似在肾脏置换治疗中的透析清除。正因如此，适当设备的选择有一些计算的支持。
在透析的公式中，清除系数C由C＝血流量(ml/min)×[C进-C出]/C出确定，其中C进和C出是毒素进出设备的浓度。
通常，效率指标，Kt/V是时刻t的浓度(Ct)，Ct＝C0×e-(Kt/v)。
其中K＝清除系数t＝时间V＝分布的体积，C0＝起始浓度Ct是时刻t的浓度e是Eulers常数对于本发明的设备可建立类似的公式，其中Z可看成是每一污染物的分子筛清除系数。单相的分子筛清除系数为Z气体＝气体流量×[C进气-C出气]/C出气对于典型的室温环境时，存在许多毒素，分子筛总清除系数是每一毒素清除系数的函数。如果Z＝气体流量(m3/d)×[C进气-C出气]/C出气；Qc＝[C进-C出]/C出，那么对于许多气体的总分子筛清除系数Z总＝气体流量×[Q1×Q2…×Qn]1/n。
当筛选一个具体房间所需要的设备时，使用公式可使环境要求达到如世界卫生组织(WHO)规定的合适的标准。为这样做，合适的公式应是Ct＝C0-{C0-CWHO}×e-Kt/hs其中CWHO是WHO推荐的室内环境有毒气体的允许浓度h＝房间的高度s＝房间的面积h×s＝房间的体积本发明可提供具有不同气体流速和不同分子筛量的以解决不同环境问题的不同设备模型。从设备的优选实施方式试验中可见，含有1650克分子筛量的模型表明其气体流量为129.6m3/24h。对于一个30平方米的房间，对于这一设备其分子筛清除系数的结果列于表1。
表1
总清除系数Q可被由下式表示Q＝[QCO×QCO2×QNOX×Qrsp]1/4(数值2,468)。
对于一个具体的安装位置需要多少设备，上述的公式可作为对具体设备的计算。
在本发明的优选实施方式中，使用分子筛也可使氡及其降解产物大幅降低。由于其可存留于例如花岗岩的天然矿物中，氡因此在许多国家都是一个特殊的问题。如果花岗岩粉作为水泥的添加剂，便开始了氡气体的大量蒸发。建筑物中不断地放出氡气体到大气中，而且引起了与建筑物有关的疾病。沸石分子筛清除氡的能力在本发明的优选因此，本发明提供了一种改进室内空气质量的方法和设备，看起来不管由设备中排出的废气是被导向到建筑物的外部，还是排到连续再循环的环境中，都可使重要的污染物大幅降低。虽然每隔一定时间需要进行维护、清洗及甚至更换分子筛内的材料，但是如上述优选实施方式中工作的设备基本上可连续工作而不必人工监控，而且可处理潜在的许多有害的组分。
本发明提供了一种处理和净化空气的方法和设备，而且对于建筑物和其他密闭环境如飞机等而言，使用本发明的方法和设备在建筑物建造和日常维护开支方面好处颇多。
建造建筑物的主要支出是以空调的形式通过建筑物将室外的空气导入。虽然本发明可继续使用通过建筑物来导气，但本发明特征是其可处理建筑物内的空气从而可避免将空气导向室外的建筑物。而且，可以在整个建筑物内较小的区域很方便地进行安装而不需要很大的中央空调系统。空气流本身可被极大地地降低，是由于目前的空调技术依赖于建筑物内空气被完全地清洗，以试图使累积的毒素最小化。
本发明的另外一个优点是，在使用室外的空气吹洗建筑物时，在高度污染的城市其外部空气本身通常需要进行很好的过滤。
本发明的更加突出的优点是可节约用电费用。为除去毒素，现有的空调系统是除去建筑物内的空气，及来自室外经过滤的空气回到建筑物。当然，在许多城市中建筑物内理想的温度与室外的空气流温度相差很大。在许多城市中湿度也是一个主要因素。目前的系统需要从建筑物外部吸入大部分的空气，这样需要空调系统本身去调节所述的温度差。通过处理建筑物内的空气，本发明可处理已经接近建筑物内理想温度的空气，并将其返回到建筑物中，因此使进一步调节的需要减少到到最低程度。如果使用现有技术加热或冷却来自外部的空气，这种情况不论在较热还是较冷的气候下都会发生。
注意到本发明的又一个优点是可减少潜在的温室气体。在工业化的城市空调占所使用能源的比例高达70％，这是很突出的现象。通过使用本发明的可大量减少空调的需要，不仅给建筑物所有者节约开支，也可全国范围内大幅大幅降低电力消耗。这样减少了目前从发电厂温室气体的排放量。即使在使用相对清洁能源如水电的国家，通常在用电高峰季节也需使用火力发电而排放温室气体。本发明可节约能源的潜在能力，可使由于季节用电量的变化对另外电力能源的需求减少。
本发明的通过清除建筑物内排出的废气从而达到减少温室气体的效果。目前的空调系统是将污染物排到环境大气中，而建筑物本身就可使城市内的环境条件恶化。在这方面，处理空气而不是排出废气的方法则具有相当大的优势。
参考
具体实施例方式
对发明进行了一般性地描述，但不应认为是对本发明范围的限制。在整个说明书中公开的特定的整体技术方案被认为包括已知适当的等同物。
权利要求
1.一种改善密闭空间内空气质量的方法，其包括以下步骤从所述的密闭空间抽取空气；使所述抽取的空气通过至少第一过滤器以除去一些颗粒物；将经过滤的空气送往至少一个第一分子筛并将其保留在其中，所述的分子筛含有吸收氮气和/或二氧化碳和/或一氧化碳的材料；从所述的分子筛中抽取含氧量更高的空气并将其送往所述的密闭空间中的出口；和吹洗所述的分子筛以除去分子筛中的至少一些氮气及其它气体，同时保留或截留含碳气体中的碳。
2.权利要求1所要求的改善密闭空间中的空气质量的方法，其中至少一部分由吹洗分子筛得到的氮气返回并与含氧量更高的空气混合。
3.权利要求1所要求的改善密闭空间中的空气质量的方法，其中至少一个第一分子筛包含硅酸铝。
4.权利要求1所要求的改善密闭空间中的空气质量的方法，其中所述的分子筛包括沸石。
5.权利要求1所要求的改善密闭空间中的空气质量的方法，其中所述的方法包括提供至少两个交替运转的分子筛，以便当吹洗第一分子筛时，至少一种分子筛继续运转。
6.权利要求5所要求的改善密闭空间中的空气质量的方法，其中所述的方法包括使用三种分子筛，使得一种分子筛在被充满时，另一种分子筛将抽取的空气保留一段时间，以及吹洗第三种分子筛。
7.权利要求1所要求的改善密闭空间中的空气质量的方法，其中所述的方法包括从所述的密闭空间的空气循环系统中抽取空气，并将含氧量更高、污染物减少的所述的空气返回所述的循环系统。
8.权利要求1所要求的改善密闭空间中的空气质量的方法，其中所述的方法包括在建筑物的一个房间中提供一个独立式设备，该设备带有一个空气入口；一个出口，用于排出含氧量更高且污染物减少的空气；所述的排气管都安装在所述房间中的所述设备上。
9.一种用于改善密闭空间中的空气质量的设备，其包含一个空气入口，用于从所述的密闭空间抽取空气；至少一个第一过滤器，用于除去至少一些颗粒物；至少一个第一分子筛，其含有吸收氮气和/或二氧化碳和/或一氧化碳的材料，用于接收所述的经过滤的空气并使其与所述的吸收氮气和/或二氧化碳和/或一氧化碳的材料接触；一个出口，其位于所述的分子筛上，用于抽取具有更高可用氧气含量且污染物减少的空气并将其返回密闭空间；和用于吹洗所述的分子筛和出口排气管的装置。
10.权利要求9所要求的用于改善密闭空间中的空气质量的设备，其中至少一个第一分子筛包含硅酸铝。
11.权利要求9所要求的用于改善密闭空间中的空气质量的设备，其中所述的分子筛包括沸石。
12.权利要求9所要求的用于改善密闭空间中的空气质量的设备，其中所述的设备包含一个独立式设备，其具有一个空气入口；一个出口，所述的出口用于排出含氧量更高且污染物减少的空气；及一个排气管，入口、出口及排气管均处于室内环境中。
13.权利要求9所要求的用于改善密闭空间中的空气质量的设备，其中所述的设备包含一个与所述空间中的空气循环系统连接或可与其连接的设备，用于处理整个所述的密闭空间中的空气。
14.权利要求9所要求的用于改善密闭空间中的空气质量的设备，其中所述的至少一个第一分子筛在高于大气压的压力下运转。
15.权利要求9所要求的用于改善密闭空间中的空气质量的设备，其中所述的设备包含至少三种分子筛，使得一种分子筛可吸取空气，同时另一种分子筛保留先前被抽取的量的空气，且第三种分子筛被吹洗，这样完成其运转周期。
全文摘要
本发明提供了一种改善密闭空间内空气质量的方法和设备。该设备提供的分子筛优选包括沸石，以处理空气除去下列毒素如悬浮颗粒物、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮、细菌、甲醛、总挥发性有机化合物、氡及引起有机臭味的化合物。公开了具有多种分子筛并可顺序工作的设备，所述的设备可被包括在空调系统中，以适合新的或现有的安装位置，或者单独以自立式安装。
文档编号B01D53/047GK1396839SQ01803020
公开日2003年2月12日 申请日期2001年8月6日 优先权日2000年8月4日
发明者京特·拉恩, 利瑟·A·马森鲍尔－什特拉夫, 布赖恩·M·C·内瑞恩克, 于尔根·F·G·什特拉夫 申请人:京特·拉恩, 利瑟·A·马森鲍尔－什特拉夫, 布赖恩·M·C·内瑞恩克, 于尔根·F·G·什特拉夫