CN107588487A

CN107588487A - 一种高效杀菌的空调系统

Info

Publication number: CN107588487A
Application number: CN201710980278.3A
Authority: CN
Inventors: 彭茜; 陆晨; 廖东明; 汪楠; 张海波; 刘翠玲; 陈璐; 熊金强; 罗慧红; 韩涛; 郭涛; 张怀东; 庄文德
Original assignee: Tianjin Fog Purification Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Tianjin Fog Purification Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-01-16

Abstract

本发明创造提供了一种高效杀菌的空调系统，包括雾化单元，其设置在本空调系统的杀菌室内，用于将杀菌液雾化后对经过杀菌室的空气杀菌；送风单元，其与杀菌室连通，用于将空气送入杀菌室，并将洁净的空气排出杀菌室；仿生过滤单元，在杀菌室的空气出口处设置一组，用于过滤净化空气；温控单元，安装在仿生过滤单元出风方向的一侧，用于控制本空调系统所排出空气的温度。本发明创造构思独特，具有极佳的杀菌净化能力，本系统中雾化的药液与气体充分反应净化，并且是持续进行的，对各种病原体都可以有效的杀灭，并且光子气，芥子气，氯气，沙林毒气等有毒有害气体，也可以实现高效的反应灭活。

Description

一种高效杀菌的空调系统

技术领域

本发明创造属于空调及空气净化设备技术领域，尤其是涉及一种高效杀菌的空调系统。

背景技术

传统常用的杀菌技术有紫外线杀菌，化学试剂杀菌和加热杀菌。但紫外线杀菌需要一定的时间，达到一定的辐射当量，对于大量流动气体它无法杀菌消毒，只能做表面消毒。臭氧是需要一定的浓度，但是本身带来的二次污染，对环境，设备和对工人的身体损伤非常大。化学熏蒸是高浓度的一次性杀菌过程，不能持续进行，并且熏蒸使用的药物都是有毒有害的。过滤除菌，可以比较有效，但是对于病毒，和孢子，以及有害气体等细小颗粒，表现的就无能为力了。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服上述现有技术中的缺陷，提出一种高效杀菌的空调系统，利用杀菌液雾化杀菌，杀菌效率高，无二次污染。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种高效杀菌的空调系统，包括

雾化单元，其设置在本空调系统的杀菌室内，用于将杀菌液雾化后对经过杀菌室的空气杀菌；

送风单元，其与杀菌室连通，用于将空气送入杀菌室，并将洁净的空气排出杀菌室；

仿生过滤单元，设置在杀菌室的空气出口处，用于过滤净化空气；

温控单元，安装在仿生过滤单元出风方向的一侧，用于控制本空调系统所排出空气的温度。

进一步，所述雾化单元包括设置在杀菌室内的至少一组喷头组件，喷头组件包括支架以及支架上安装的若干个方向各异的雾化喷头，各所述雾化喷头均通过支管与一主供液管连通，该主供液管与杀菌室外部的储液容器连通，在主供液管上设有供液泵。

进一步，送风单元包括风机，其设置在杀菌室的进风口处或排风口处。

进一步，所述仿生过滤单元包括肺仿生过滤结构，所述的肺仿生过滤结构包括载体、以及载体内设置的若干层导流隔板；每两所述导流隔板之间都设有螺旋形填料件；导流隔板上设有若干气孔，且气孔的数量由处于所述载体上部的导流隔板向中部的导流隔板逐级递增，并由载体中部的导流隔板向下部的导流隔板逐级递减；所述螺旋形填料件的朝向沿三维空间随机分布。

进一步，所述气孔随机布置成与重力方向呈0-359度的任意角度。

进一步，所述导流隔板为瓦楞板结构或弯折成波纹状结构。

进一步，温控单元包括设置在仿生过滤单元出风一侧的表冷器和加热器。

进一步，本空调系统还包括换热单元，该换热单元包括用于调节杀菌液温度的板式换热器，其对应雾化单元设置。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造构思独特，具有极佳的杀菌净化能力，通过雾化单元喷射出大的比表面积的杀菌液，使雾化微液滴可以与气体高效换能和高频触碰，在换能加湿的同时实现杀菌液滴与空气中的颗粒(细菌或病毒)高频多次触碰，进而实现杀菌的效果。同时，利用肺仿生过滤结构的除雾和自清洗功能，使系统运行时能够提供无菌且温湿度适宜的新风。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的结构示意图；

图2为本发明创造中雾化单元的结构示意图；

图3为本发明创造实施例所述的设有两组雾化单元时的结构示意图；

图4为本发明创造实施例中雾化单元间设有换热单元时的结构示意图；

图5为本发明创造中肺仿生过滤结构的示意图；

图6为图5中A处结构的放大示意图。

附图标记说明：

1-雾化单元；2-杀菌室；3-送风单元；4-仿生过滤单元；5-温控单元；6-支架；7-雾化喷头；8-支管；9-主供液管；10-供液泵；11-载体；12-导流隔板；13-螺旋形填料件；14-气孔；15-换热单元；16-杀菌液回收管路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种高效杀菌的空调系统，如图1至6所示，包括

雾化单元1，其设置在本空调系统的杀菌室2内，用于将杀菌液雾化后对经过杀菌室的空气杀菌；

送风单元3，其与杀菌室2连通，用于将空气送入杀菌室，并将洁净的空气排出杀菌室；

仿生过滤单元4，通常在杀菌室2的空气出口处设置一组仿生过滤单元，用于过滤净化空气，保证排出空调系统的空气洁净；

温控单元5，安装在仿生过滤单元出风方向的一侧，用于控制本空调系统所排出空气的温度。

如图2所示，上述雾化单元1包括设置在杀菌室内的至少一组喷头组件，喷头组件包括支架6以及支架上安装的若干个方向各异的雾化喷头7，各所述雾化喷头7均通过支管8与一主供液管9连通，该主供液管9与杀菌室外部的储液容器连通，在主供液管上设有供液泵10。

雾化单元可以设置两组或三组，在相同的压力下，每一组雾化单元的喷雾液滴直径都不同，比如，从气流流经的方向，其第一级雾液滴直径为30--50μm，第二级雾液滴直径为30--100μm，第三级雾液滴直径为70--300μm。

通过多级喷雾，细颗粒与微液滴逐级混合、浸润、凝聚，细颗粒凝聚净化效率更高，净化和杀菌效果极佳。如图3所示，为两组雾化单元时的结构示意图。

在一个可选的实施例中，在每两组雾化单元之间均可拆卸的设置一组仿生过滤单元4，另外，在入风口处可以再设一初粗滤单元(粗滤过滤器)，这样的结构设计，几乎可以保证在任何工况下，经本空调系统排出的气体都具有极高的洁净度。

上述送风单元3包括风机，其设置在杀菌室的进风口处或排风口处，设置在排风口处是作为引风机使用的，设置在进风口处是作为送风机使用。

如图5和图6所示，上述仿生过滤单元4包括肺仿生过滤结构，肺仿生过滤结构可以设置在杀菌室内部，也可以设置在其外部。所述的肺仿生过滤结构包括载体11、以及载体内设置的若干层导流隔板12；每两所述导流隔板之间都设有螺旋形填料件13；所述导流隔板12上设有若干气孔14，且所述气孔14的数量由处于所述载体11上部的导流隔板向中部的导流隔板逐级递增，并由所述载体中部的导流隔板向下部的导流隔板逐级递减；所述螺旋形填料件13的朝向沿三维空间随机分布。

通过在载体11内的导流隔板12之间设置螺旋形填料件13，模拟肺小囊内肺泡的螺旋式分布，填充断面为网状结构，气流分布到小腔体后随螺旋体流动，与填充物表面发生多次碰撞，实现气-液、气-固、气-液-固相互传质作用。由于流体分散，气体流速减慢，气流携带的飞沫和微雾被有效减少。因此，本气体反应装置易于冲洗排出污物，避免了细颗粒物的沉积堵塞。

上述导流隔板12为瓦楞板结构或弯折成波纹状结构。加工制造容易，同时，导流隔板12上的气孔14与重力方向呈0-359度随机布置，气体经过的气道弯角为锐角，避免了直角等大角度，减少气道阻力。

在一个可选的实施例中，仿生过滤单元设有两组，其中一组设置在杀菌室的空气出口处，与上述方案相同，另一组设置在杀菌室内，以最大限度的提高过滤净化效果。需要指出的是，仿生过滤单元均为可拆式安装方式，可以根据需要，方便的装配和拆卸，不会妨碍杀菌室内其它结构件的安装。具体的，可以是将肺仿生过滤结构安装在一框架内部，通过螺钉等连接件将框架固定在杀菌室的内壁，此为肺仿生过滤结构安装方式的一个举例，在实际使用中，不局限于这种方式，只要实现方便的拆卸即可。

需要说明的是，所述螺旋形填料件上端大、下端小，其螺距为2mm-20mm。不同孔径的螺旋体随机变化使得反应介质体系处于一种自适应平衡状态，当局部螺旋体界面由于催化反应进行过快产生反应产物堆积(气溶胶凝结水基聚合物、反应产物水溶液)，那么，短时的反应物堆积会改变流道截面，使流速改变，加速堆积物的移动，避免堵塞，类似于人体肺部结构的工作原理，易于冲洗排出污物，避免了细颗粒物的沉积堵塞。由于气体反应时，对载体的持久蠕变强度有不同的影响，因此要实现在线自清洗功能，则需保证对填充空间留有冗余。通常，螺旋形填料件不规则的交叉填塞在所述导流隔板之间，填充密实度为20％-60％。

利用肺仿生结构的除雾和自清洗体系，气体在螺旋和非规则的气道空间内运动，微颗粒会发生多次碰撞，微液滴在肺仿生结构上形成水膜，各微液滴相互碰撞，凝聚成更大的液滴。经过雾化杀菌的气体，在杀菌室出口处的相对湿度为75％～100％，因此，需要在仿生过滤单元出风方向的一侧设置温控单元，温控单元包括设置在仿生过滤单元出风一侧的表冷器和加热器。

本空调系统能实现大流量空气的高效杀菌，与传统的紫外灭菌法，臭氧灭菌法化学熏蒸法，有显著的不同。本系统中无挥发、无二次污染的生态药液雾化后，与气体形成气溶胶，充分接触发挥杀菌，作用时间充分。本系统中，雾化的药液与气体充分反应净化，且是持续进行的，对各种病原体都可以有效的杀灭，并且光子气，芥子气，氯气，沙林毒气等有毒有害气体，也可以实现高效的反应灭活。作为医院和大型公共场所以及特殊场所的空气供应净化系统是非常稳定和高效的。

在一个可选的实施例中，如图4所示，本空调系统还包括换热单元15，该换热单元15包括用于调节杀菌液温度的板式换热器，其对应雾化单元设置，此板式换热器在液体与液体之间可实现较高的换热效率，通过板式换热器调节杀菌液体的温度，雾化微液滴由于巨大的比表面积可以与气体高效换能，在换能的同时实现加湿，大大提高了净化杀菌效果。

在一个可选的实施例中，如图3所示，组喷头组件设有两组，此两组喷头组件的主供液管所供应的杀菌液不同，其中一主供液管向其喷头组件中的各喷头供应碱性杀菌液，另一主供液管向其喷头组件中的各喷头供应酸性杀菌液。需要指出的是，可以在仿生过滤单元上连接杀菌液回收管路16，将杀菌液经过滤后再循环使用，节能环保。另外，杀菌液回收管路也同时作为肺仿生结构过滤结构的杂质排出通道使用。正是因为基于具有肺仿生结构的仿生过滤单元的基础上，才使得本空调系统具有极佳的净化能力，本发明创造在空调净化和杀菌方向，取得了重大的突破。

通常，上述的碱性杀菌液选用PH>9的次氯酸钠与NaOH、Na2CO3、KOH或Ca(OH)2的混合溶液；酸性杀菌液选用PH<4的高锰酸钾与硫酸、磷酸或盐酸的混合溶液。由于能够在杀菌腔内实现了极端酸、碱环境，杀菌效果极佳。选用的杀菌液，不产生二次污染，性质稳定作用时间长，通常，有效作用时间大于168小时。

通过控制风机转速，来调整进入杀菌室空气量。通过控制供液泵，使变量泵泵送杀菌液的量(按L或mL计)与本空调系统排风量匹配，以达到最佳的杀菌效果的同时，还节能环保，并且不会因过量的杀菌液，对仿生过滤单元造成负担，通常，杀菌液供应量与被杀菌气体的体积之比为1:100-1:150。

下面对换热比表面积的计算：

(1)V＝1m³总体积的水变成半径为d＝1mm的液滴球时

一个液滴的体积

一立方水总小球个数为个

一立方水的液滴表面积

s＝n×4×π×r²＝1.91×10¹⁰×4×π×(5×10^-4)²＝6000m²

(2)V＝1m³总体积的水变成半径为d＝0.1mm的液滴球时

一个液滴的体积

一立方水总小球个数为个

一立方水的液滴表面积

s'＝n×4×π×r²＝1.91×10¹²×4×π×(5×10^-5)²m²＝6×10⁴m²

经以上计算，可以得出，随着加湿水滴小球的直径的减小，其换热比面积增大，换热效率高。每立方米空间杀菌液体雾化的分布密度(粒径在0.1--200μm，按照100μm计)，细颗粒与微液滴不发生碰撞的概率小于千万分之一，所以99％以上的病原颗粒可以与杀菌药液发生浸润和反应,在药物作用下可以被灭活，99.99％以上的细颗粒(包括病原颗粒)可以通过喷雾凝聚净化。

需要说明的是，为了保证气-雾反应充分，防止气体侧流逃逸，在杀菌室的空气入口处设置有导流结构，具体的，导流结构可以为开口由大变小的(变径的)气道，通过对空气导流后，再经过多级的雾化单元，由于各喷头方向各异，使得顺流和逆流喷雾配合，极大的提高了杀菌效果，是普通杀菌方式无法达到的。

本发明创造构思独特，具有极佳的杀菌净化能力，本系统中雾化的药液与气体充分反应净化，并且是持续进行的，对各种病原体都可以有效的杀灭，并且光子气，芥子气，氯气，沙林毒气等有毒有害气体，也可以实现高效的反应灭活。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims

1.一种高效杀菌的空调系统，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的一种高效杀菌的空调系统，其特征在于：所述雾化单元包括设置在杀菌室内的至少一组喷头组件，喷头组件包括支架以及支架上安装的若干个方向各异的雾化喷头，各所述雾化喷头均通过支管与一主供液管连通，该主供液管与杀菌室外部的储液容器连通，在主供液管上设有供液泵。

3.根据权利要求1所述的一种高效杀菌的空调系统，其特征在于：所述送风单元包括风机，其设置在杀菌室的进风口处或排风口处。

4.根据权利要求1所述的一种高效杀菌的空调系统，其特征在于：所述仿生过滤单元包括肺仿生过滤结构，所述的肺仿生过滤结构包括载体、以及载体内设置的若干层导流隔板；每两所述导流隔板之间都设有螺旋形填料件；所述导流隔板上设有若干气孔，且所述气孔的数量由处于所述载体上部的导流隔板向中部的导流隔板逐级递增，并由所述载体中部的导流隔板向下部的导流隔板逐级递减；所述螺旋形填料件的朝向沿三维空间随机分布。

5.根据权利要求4所述的一种高效杀菌的空调系统，其特征在于：所述气孔随机布置成与重力方向呈0-359度的任意角度。

6.根据权利要求4所述的一种高效杀菌的空调系统，其特征在于：所述导流隔板为瓦楞板结构或弯折成波纹状结构。

7.根据权利要求1所述的一种高效杀菌的空调系统，其特征在于：所述温控单元包括设置在仿生过滤单元出风一侧的表冷器和加热器。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种高效杀菌的空调系统，其特征在于：还包括换热单元，该换热单元包括用于调节杀菌液温度的板式换热器，其对应雾化单元设置。