CN108375187A - 一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，属于空气调节和净化领域。系统设置在中央空调空调箱入口处，使用由太阳能和流入冷却塔的热水作为热源的热水作为军团菌的一级过滤装置，使用氯化锂作为军团菌的二级过滤装置和空气的除湿装置，使用冷却塔流出的冷水作为空气的冷却装置。本系统集成度高、过滤效果好，可有效防止细菌和微生物在中央空调系统中的扩散，在冬季还可防止空调箱内盘管冻裂。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，属空气调节及净化领域。
背景技术
随着科技的发展和人员热舒适要求的提高，中央空调系统在办公、住宅、酒店、宾馆等领域应用越来越普遍。随着中央空调数目的增加，其维护时间往往不是很及时，会导致细菌滋生，对人体健康造成威胁。中央空调滋生细菌中危害较大的是军团菌。军团菌又名“嗜肺军团菌”，是一种容易造成呼吸系统特别是肺部疾病的病原体。空调水系统中滋生的军团菌随空调出风口冷风吹出浮游在空气中，人吸入后会引发上呼吸道感染，感染后多引起咳嗽、发热等症状，导致肺炎，严重者可致呼吸衰竭和肾衰竭，甚至死亡。近年来，因中央空调污染患上军团菌肺炎的案例数见不鲜。
由于目前国家法规对酒店、宾馆、写字楼等公共场所空气质量的验收，在执行方面还缺乏有力措施，中央空调系统军团菌的处理仍是空白，处理手段仅仅是拆卸清洗空调管路和过滤器，此种手段对于空气中的军团菌过滤是远远不够的。必须在中央空调送风管路上安装专业军团菌消除设备，确保空气洁净度，方可保障室内人员健康。
关于军团菌处理，专利201410131250.9提出了一种抑制空调冷却水军团菌的装置和方法，通过在空调冷却水系统中添加微生物消除冷却水中的军团菌。但该方法只针对于空调冷却水系统，若军团菌交叉传递至送风管路则无法消除。专利201410307604.0提出了一种杀灭流体介质中军团菌的装置及杀灭军团菌的方法，通过改变流体物性改变军团菌的生存环境，从而杀灭军团菌。改变军团菌载体的物性确实可以杀灭军团菌，但改变物性所需设备复杂，成本较高，不适用于中央空调系统的普及安装。
本发明将热水除菌、化学除菌和物理过滤相结合，提供一种操作简便、可靠性高的中央空调军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，直接对中央空调空调箱前的送风进行净化，确保进入空调箱的空气洁净，从源头杀灭送风管路的军团菌等微生物。本发明利用中央空调冷却塔提供部分热量和冷量，提高了冷却塔内冷却水的利用效率。此外，冬季使用本发明时，还可节约空调制热所需能源，并防止空调箱内盘管冻裂。
发明内容
本发明提供了一种结合热水除菌、化学除菌和物理过滤的中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，该系统操作简便，可有效消除风道内的军团菌等微生物。
其特征在于包括风道(1)、风道入口温度传感器(2)、风道入口湿度传感器(3)、热水储水箱(4)、水幕喷淋装置(5)、挡水板(6)、氯化锂过滤板(7)、过滤板后温度传感器(8)、过滤板后湿度传感器(9)、水冷换热器(10)、初效过滤器(11)、中效过滤器(12)、空调箱前温度传感器(13)、空调箱前湿度传感器(14)、空调箱(15)、第一循环泵(16)、第一截止阀(17)、第二循环泵(18)、第二截止阀(19)、太阳能板(20)、储能箱(21)、第三循环泵(22)、水箱温度传感器(23)、第三截止阀(24)、冷却塔(25)和导水板(26)。
其中水幕喷淋装置(5)、挡水板(6)、氯化锂过滤板(7)、水冷换热器(10)、初效过滤器(11)、中效过滤器(12)设置在风道(1)内，风道(1)的入口空气依次流过水幕喷淋装置(5)、氯化锂过滤板(7)、水冷换热器(10)、初效过滤器(11)和中效过滤器(12)。风道(1)的出口与空调箱(15)的入口相连。
风道入口温度传感器(2)、风道入口湿度传感器(3)设置在风道(1)的入口处；过滤板后温度传感器(8)、过滤板后湿度传感器(9)设置在风道(1)中氯化锂过滤板(7)的空气出口处；空调箱前温度传感器(13)、空调箱前湿度传感器(14)设置在空调箱(15)的入口处。
热水储水箱(4)具有三个入口、一个出口和两个连接端口。第一入口为夏季水入口，第二入口为冬季水入口，第三入口为循环水入口；出口为循环水出口；第一连接端口为储能箱连接端口，第二连接端口为水箱温度传感器连接端口。
水幕喷淋装置(5)具有一个入口和两个出口，第一出口为夏季循环水出口，第二出口为冬季循环水出口。
冷却塔(25)具有一个入口和两个出口，第一出口为夏季热水出口，第二出口为夏季冷水出口。
热水储水箱(4)的出口与水幕喷淋装置(5)的入口相连，水幕喷淋装置(5)的第一出口与第三截止阀(24)的入口相连，第三截止阀(24)的出口与冷却塔(25)的入口相连，冷却塔(25)的第二出口与水冷换热器(10)的入口相连，水冷换热器(10)的出口与第三循环泵(22)的入口相连，第三循环泵(22)的出口与热水储水箱(4)的第三入口相连。
太阳能板(20)与储能箱(21)的入口相连，储能箱(21)的出口与热水储水箱(4)的第一连接端口相连，为热水储水箱(4)提供热量。热水储水箱(4)的第二连接端口与水箱温度传感器(23)相连。
冷却塔(25)的第一出口与第一截止阀(17)的入口相连，第一截止阀(17)的出口与第一循环泵(16)的入口相连，第一循环泵(16)的出口与热水储水箱(4)的第一入口相连。
水幕喷淋装置(5)的第二出口与第二截止阀(19)的入口相连，第二截止阀(19)的出口与第二循环泵(18)的入口相连，第二循环泵(18)的出口与热水储水箱(4)的第二入口相连。
导水板(26)安装在水幕喷淋装置(5)与风道(1)底部连接处，以防止水流流入风道(1)的其余区域。
本发明所述的过滤方法的特征在于包括以下过程：
夏季供水过程：夏季供水过程中，关闭第二截止阀(19)和第三截止阀(24)，打开第一截止阀(17)，从冷却塔(25)引入未经冷却塔(25)处理的热水，经第一循环泵(16)送入储水箱(4)内，储水箱(4)内水量充满后，关闭第一截止阀(17)，经由太阳能板(20)提供热量的储能箱(21)加热后，水箱温度传感器(23)的温度达到70℃或以上，打开第三截止阀(24)，开始喷淋水循环过程。
冬季供水过程：冬季供水过程中，由于冷却塔在冬季不使用，直接外接入自来水系统供水，经由太阳能板(20)提供热量的储能箱(21)加热后，水箱温度传感器(23)的温度达到70℃或以上，打开第三截止阀(24)，开始喷淋水循环过程。
夏季喷淋水循环过程：水箱温度传感器(23)的温度达到70℃或以上后，打开第三截止阀(24)，关闭第一截止阀(17)和第二截止阀(19)，储水箱(4)内的热水经水幕喷淋装置喷入风道(1)内，喷淋完成后流入冷却塔(25)，经冷却塔(25)冷却后送入水冷换热器(10)，与风道(1)内完成过滤过程的空气换热，换热完成后经第三循环泵(22)送入热水储水箱(4)中完成整个循环过程。
冬季喷淋水循环过程：水箱温度传感器(23)的温度达到70℃或以上后，关闭第一截止阀(17)和第三截止阀(24)，打开第二截止阀(19)，储水箱(4)内的热水经水幕喷淋装置喷入风道(1)内，喷淋完成后直接由第二循环泵(18)送入热水储水箱(4)中完成整个循环过程。
过滤军团菌等微生物过程：空气由风道(1)的入口流入风道(1)内，经水幕喷淋装置(5)喷淋实现初步的军团菌和微生物过滤过程，流出水幕喷淋装置(5)后，空气首先进入挡水板(6)过滤掉空气携带的大颗粒水滴，再进入氯化锂过滤板(7)实现军团菌和微生物的二次过滤及除湿过程。此时空气温度升高，夏季工况下经过水冷换热器(10)预冷后流入初效过滤器(11)和中效过滤器(12)，再次过滤微生物及颗粒物后送入空调箱(15)内。冬季工况下温度升高后的空气直接流入初效过滤器(11)和中效过滤器(12)，再次过滤微生物及颗粒物后送入空调箱(15)内。
空气参数及水温监测过程：风道(1)入口处的温度传感器(2)和湿度传感器(3)监测入口空气的温度和湿度，氯化锂过滤板(7)后的温度传感器(7)和湿度传感器(8)监测完成过滤和除湿和过程后的空气温湿度，空调箱(15)前的温度传感器(12)和湿度传感器(13)监测进入空调箱(15)前的空气温湿度。
所述的水幕喷淋装置(5)的形式多样，可以为喷嘴型、也可为孔板型或喷管型，只要能够覆盖风道(1)的截面即可；水幕喷淋装置(5)可包含多道水幕，以保证热水与空气充分接触。
所述的氯化锂过滤板(7)可以以药帘悬挂或药盒模块化差入的方式放入风道(1)内。
所述的水冷换热器(10)以模块化的形式放入风道(1)中，当氯化锂过滤板(7)后的温度传感器(7)和湿度传感器(8)显示的数值符合送风要求时，水冷换热器(10)模块可从风道(1)内取出。
附图说明
图1是中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统结构示意图；
图中的标号名称：1、风道，2、风道入口温度传感器，3、风道入口湿度传感器，4、热水储水箱，5、水幕喷淋装置，6、挡水板，7、氯化锂过滤板，8、过滤板后温度传感器，9、过滤板后湿度传感器，10、水冷换热器，11、初效过滤器，12、中效过滤器，13、空调箱前温度传感器，14、空调箱前湿度传感器，15、空调箱，16、第一循环泵，17、第一截止阀，18、第二循环泵，19、第二截止阀，20、太阳能板，21、储能箱，22、第三循环泵，23、水箱温度传感器，24、第三截止阀，25、冷却塔，26、导水板。
具体实施方式
如图1所示，本发明中所述的中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统包括风道1、风道入口温度传感器2、风道入口湿度传感器3、热水储水箱4、水幕喷淋装置5、挡水板6、氯化锂过滤板7、过滤板后温度传感器8、过滤板后湿度传感器9、水冷换热器10、初效过滤器11、中效过滤器12、空调箱前温度传感器13、空调箱前湿度传感器14、空调箱15、第一循环泵16、第一截止阀17、第二循环泵18、第二截止阀19、太阳能板20、储能箱21、第三循环泵22、水箱温度传感器23、第三截止阀24、冷却塔25和导水板26。
系统夏季运行时，首先关闭第二截止阀19和第三截止阀24，打开第一截止阀17，从冷却塔25引入未经风冷处理的热水，经第一循环泵16送入储水箱4内，储水箱4内水量充满后，关闭第一截止阀17，经由太阳能板20提供热量的储能箱21加热后，水箱温度传感器23的温度达到70℃或以上，打开第三截止阀24，开始喷淋水循环过程。此时储水箱4内的热水经水幕喷淋装置喷入风道1内，喷淋完成后流入冷却塔25，经冷却塔25冷却后送入水冷换热器10，与风道1内完成过滤过程的空气换热，换热完成后经第三循环泵22送入热水储水箱4中完成整个循环过程。
与此同时，空气由风道1的入口流入风道1内，经水幕喷淋装置5喷淋实现初步的军团菌和微生物过滤过程，流出水幕喷淋装置5后，空气进入氯化锂过滤板7实现军团菌和微生物的二次过滤及除湿过程。此时由于与喷淋水换热及氯化锂吸湿放热，空气温度升高，夏季工况下经过水冷换热器10预冷后流入初效过滤器11和中效过滤器12，再次过滤微生物及颗粒物后送入空调箱15内。
系统冬季运行时，由于冷却塔在冬季不使用，直接外接入自来水系统供水，经由太阳能板20提供热量的储能箱21加热后，水箱温度传感器23的温度达到70℃或以上，打开第三截止阀24，开始喷淋水循环过程。储水箱4内的热水经水幕喷淋装置喷入风道1内，喷淋完成后直接由第二循环泵18送入热水储水箱4中完成整个循环过程。与此同时，空气由风道1的入口流入风道1内，经水幕喷淋装置5喷淋实现初步的军团菌和微生物过滤过程，流出水幕喷淋装置5后，空气进入氯化锂过滤板7实现军团菌和微生物的二次过滤及除湿过程。温度升高后的空气直接流入初效过滤器11和中效过滤器12，再次过滤微生物及颗粒物后送入空调箱15内。
系统运行过程中，风道1入口处的温度传感器2和湿度传感器3监测入口空气的温度和湿度，氯化锂过滤板7后的温度传感器7和湿度传感器8监测完成过滤和除湿和过程后的空气温湿度，空调箱15前的温度传感器12和湿度传感器13监测进入空调箱15前的空气温湿度。水冷换热器10以模块化的形式放入风道1中，夏季当氯化锂过滤板7后的温度传感器7和湿度传感器8显示的数值符合送风要求时，水冷换热器10模块可从风道1内取出。
所述的水幕喷淋装置5的形式多样，可以为喷嘴型、也可为孔板型或喷管型，只要能够覆盖风道1的截面即可；水幕喷淋装置5可包含多道水幕，以保证热水与空气充分接触。
所述的氯化锂过滤板7可以以药帘悬挂或药盒模块化差入的方式放入风道1内。
本系统通过将风道内的热水喷淋、化学材料过滤和过滤器物理过滤相结合的方式消除了中央空调风道内可能存在的军团菌等微生物，过滤效率高；且使用氯化锂材料既可实现过滤效果还可对空气进行除湿，确保了空气进入空调箱前的洁净度和干燥性；此外，冬季使用本系统还可提升进入空调箱的空气温度，防止空调箱内盘管冻裂。
Claims (7)
1.一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，其特征在于包括风道(1)、风道入口温度传感器(2)、风道入口湿度传感器(3)、热水储水箱(4)、水幕喷淋装置(5)、挡水板(6)、氯化锂过滤板(7)、过滤板后温度传感器(8)、过滤板后湿度传感器(9)、水冷换热器(10)、初效过滤器(11)、中效过滤器(12)、空调箱前温度传感器(13)、空调箱前湿度传感器(14)、空调箱(15)、第一循环泵(16)、第一截止阀(17)、第二循环泵(18)、第二截止阀(19)、太阳能板(20)、储能箱(21)、第三循环泵(22)、水箱温度传感器(23)、第三截止阀(24)、冷却塔(25)和导水板(26)。
其中水幕喷淋装置(5)、挡水板(6)、氯化锂过滤板(7)、水冷换热器(10)、初效过滤器(11)、中效过滤器(12)设置在风道(1)内，风道(1)的入口空气依次流过水幕喷淋装置(5)、挡水板(6)、氯化锂过滤板(7)、水冷换热器(10)、初效过滤器(11)和中效过滤器(12)。风道(1)的出口与空调箱(15)的入口相连。
风道入口温度传感器(2)、风道入口湿度传感器(3)设置在风道(1)的入口处；过滤板后温度传感器(8)、过滤板后湿度传感器(9)设置在风道(1)中氯化锂过滤板(7)的空气出口处；空调箱前温度传感器(13)、空调箱前湿度传感器(14)设置在空调箱(15)的入口处。
热水储水箱(4)具有三个入口、一个出口和两个连接端口。第一入口为夏季水入口，第二入口为冬季水入口，第三入口为循环水入口；出口为循环水出口；第一连接端口为储能箱连接端口，第二连接端口为水箱温度传感器连接端口。
水幕喷淋装置(5)具有一个入口和两个出口，第一出口为夏季循环水出口，第二出口为冬季循环水出口。
冷却塔(25)具有一个入口和两个出口，第一出口为夏季热水出口，第二出口为夏季冷水出口。
热水储水箱(4)的出口与水幕喷淋装置(5)的入口相连，水幕喷淋装置(5)的第一出口与第三截止阀(24)的入口相连，第三截止阀(24)的出口与冷却塔(25)的入口相连，冷却塔(25)的第二出口与水冷换热器(10)的入口相连，水冷换热器(10)的出口与第三循环泵(22)的入口相连，第三循环泵(22)的出口与热水储水箱(4)的第三入口相连。
太阳能板(20)与储能箱(21)的入口相连，储能箱(21)的出口与热水储水箱(4)的第一连接端口相连，为热水储水箱(4)提供热量。热水储水箱(4)的第二连接端口与水箱温度传感器(23)相连。
冷却塔(25)的第一出口与第一截止阀(17)的入口相连，第一截止阀(17)的出口与第一循环泵(16)的入口相连，第一循环泵(16)的出口与热水储水箱(4)的第一入口相连。
水幕喷淋装置(5)的第二出口与第二截止阀(19)的入口相连，第二截止阀(19)的出口与第二循环泵(18)的入口相连，第二循环泵(18)的出口与热水储水箱(4)的第二入口相连。
导水板(26)安装在水幕喷淋装置(5)与风道(1)底部连接处，以防止水流流入风道(1)的其余区域。
2.根据权利要求1所述的一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统的过滤方法，其特征在于包括以下过程：
夏季供水过程：夏季供水过程中，关闭第二截止阀(19)和第三截止阀(24)，打开第一截止阀(17)，从冷却塔(25)引入未经冷却塔(25)处理的热水，经第一循环泵(16)送入储水箱(4)内，储水箱(4)内水量充满后，关闭第一截止阀(17)，经由太阳能板(20)提供热量的储能箱(21)加热后，水箱温度传感器(23)的温度达到70℃或以上，打开第三截止阀(24)，开始喷淋水循环过程。
冬季供水过程：冬季供水过程中，由于冷却塔在冬季不使用，直接外接入自来水系统供水，经由太阳能板(20)提供热量的储能箱(21)加热后，水箱温度传感器(23)的温度达到70℃或以上，打开第三截止阀(24)，开始喷淋水循环过程。
夏季喷淋水循环过程：水箱温度传感器(23)的温度达到70℃或以上后，打开第三截止阀(24)，关闭第一截止阀(17)和第二截止阀(19)，储水箱(4)内的热水经水幕喷淋装置喷入风道(1)内，喷淋完成后流入冷却塔(25)，经冷却塔(25)冷却后送入水冷换热器(10)，与风道(1)内完成过滤过程的空气换热，换热完成后经第三循环泵(22)送入热水储水箱(4)中完成整个循环过程。
冬季喷淋水循环过程：水箱温度传感器(23)的温度达到70℃或以上后，关闭第一截止阀(17)和第三截止阀(24)，打开第二截止阀(19)，储水箱(4)内的热水经水幕喷淋装置喷入风道(1)内，喷淋完成后直接由第二循环泵(18)送入热水储水箱(4)中完成整个循环过程。
过滤军团菌等微生物过程：空气由风道(1)的入口流入风道(1)内，经水幕喷淋装置(5)喷淋实现初步的军团菌和微生物过滤过程，流出水幕喷淋装置(5)后，空气进入挡水板(6)过滤掉空气携带的大颗粒水滴，再经过氯化锂过滤板(7)实现军团菌和微生物的二次过滤及除湿过程。此时空气温度升高，夏季工况下经过水冷换热器(10)预冷后流入初效过滤器(11)和中效过滤器(12)，再次过滤微生物及颗粒物后送入空调箱(15)内。冬季工况下温度升高后的空气直接流入初效过滤器(11)和中效过滤器(12)，再次过滤微生物及颗粒物后送入空调箱(15)内。
空气参数及水温监测过程：风道(1)入口处的温度传感器(2)和湿度传感器(3)监测入口空气的温度和湿度，氯化锂过滤板(7)后的温度传感器(7)和湿度传感器(8)监测完成过滤和除湿和过程后的空气温湿度，空调箱(15)前的温度传感器(12)和湿度传感器(13)监测进入空调箱(15)前的空气温湿度。
3.根据权利要求1所述的一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，其特征在于：
所述的水幕喷淋装置(5)的形式多样，可以为喷嘴型、也可为孔板型或喷管型，只要能够覆盖风道(1)的截面即可；水幕喷淋装置(5)可包含多道水幕，以保证热水与空气充分接触。
4.根据权利要求1所述的一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，其特征在于：
所述的氯化锂过滤板(7)可以以药帘悬挂或药盒模块化差入的方式放入风道(1)内。
5.根据权利要求1所述的一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，其特征在于：
所述的水冷换热器(10)以模块化的形式放入风道(1)中，当氯化锂过滤板(7)后的温度传感器(7)和湿度传感器(8)显示的数值符合送风要求时，水冷换热器(10)模块可从风道(1)内取出。
6.根据权利要求1所述的一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，其特征在于：
所述的储能箱(21)主要功能为储存太阳能热量，形式可使用蓄电池或石蜡等蓄能材料。
7.根据权利要求1所述的一种中央空调风道内军团菌等微生物过滤系统及其过滤方法，其特征在于：
所述的冷却塔(25)为中央空调系统冷却塔，夏季利用冷却塔流出的冷水预冷过滤完毕的空气。
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