CN115540147A - 一种高温空气消毒装置 - Google Patents

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周俊屹
胡桂林
夏玉珍
李国能
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/20—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation
    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

本发明涉及一种高温空气消毒装置，属于换热技术设备领域，包括进气百叶窗、出气百叶窗、风机、加热消毒单元和隔热单元；进气百叶窗设置在高温空气消毒装置的前侧靠近底部；出气百叶窗设置在高温空气消毒装置的顶部；风机设置在高温空气消毒装置内部且与进气百叶窗联通；加热消毒单元设置在高温空气消毒装置内部且其底部与风机联通，其顶部与出气百叶窗联通。本申请实施例有效解决了现有技术能耗大、加热温度低、消毒强度不高等技术问题，并提供一种流动空气的加热方案。

Description

一种高温空气消毒装置
技术领域
本发明涉及一种高温空气消毒装置，属于换热技术设备领域。
背景技术
空气消毒，以物理方法为主，基于以下原理：一是过滤，过滤材料以物理阻留等原理，阻留下空气的微生物，该方法仅能将病原体拦截，但不能杀灭，需要定时清洗过滤器或更换过滤网，成本高；二是静电吸附，空气中的颗粒物和微生物在强静电场中带正电，被捕集网吸附，可以起到除尘除菌的作用，但无法使微生物灭活，且高压静电场工作的同时，通常会产生较大量的臭氧，对人体造成危害；三是紫外线消毒，但紫外线会对人体的皮肤、眼睛造成一定伤害，大面积的空气消毒时需要大量的紫外灯管，功耗大；四是电离辐射方法，高能量的X射线或γ射线可以直接破坏微生物DNA，实现微生物灭活，但该方法仅适用于无人的条件，且需严格控制辐射剂量。
高温加热空气消毒，可以在短时间内使空气内的微生物失去活性，热能通过破坏细胞代谢系统(包括酶)，导致微生物的最终死亡。大部分冠状病毒难以在大于75℃的高温下存活超过15分钟；高温空气在150-200℃，5秒内能达到有效的消毒杀菌效果。加热消毒法，具有简单、经济的优点，但尚有许多技术问题亟待解决，例如缺少有效的热交换装置，存在升温速率低、热量损耗大、功率密度低等问题。本发明拟在实现快速升温、减少热量损失等方面作些创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高换热效率的高温空气消毒装置，以解决目前高温空气消毒能耗大、加热温度低、消毒强度不高的问题，并提供一种流动空气的加热方案。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明公开了一种高温空气消毒装置，包括进气百叶窗、出气百叶窗、风机、加热消毒单元和隔热单元；进气百叶窗设置在高温空气消毒装置的前侧靠近底部；出气百叶窗设置在高温空气消毒装置的顶部；风机设置在高温空气消毒装置内部且与进气百叶窗联通；加热消毒单元设置在高温空气消毒装置内部且其底部与风机联通，其顶部与出气百叶窗联通。
作为进一步地改进，本发明所述的加热消毒单元，包括热交换器，加热区，导热肋柱；热交换器为回转结构；导热肋柱设置在热交换器隔板之间，为直径8-20mm,长100-400mm金属柱。
作为进一步地改进，本发明所述的加热区包括低温加热区和高温加热区：低温加热区设置在热交换器顶部拐角处，由10-30个加热管组成，加热管材料包括不锈钢、铜、银等，温度为100-180℃；高温加热区设置在热交换器底部拐角处，由10-30个加热管组成，加热管材料包括不锈钢、铜、银等，温度为180-250℃。
作为进一步地改进，本发明所述的隔热单元位于机箱和加热消毒单位之间，填充材料包括隔热棉，陶瓷纤维，气凝胶等。
本发明的有益效果在于，通过加热消毒单元换热的功能，能充分利用加热区产热，减少热能损耗；热交换器成回转结构，分布导热肋柱，增加热交换面积，提升换热效率，减少热能的损耗；加热区内加热管生产工艺成熟，价格便宜，升温速度快，安全性强；高温消毒有灭活细菌、病毒，碳化花粉的能力，可大大降低室内空气中微生物对人的影响，适用于多种环境和各类人群。
总之，该结构具有在实现空气快速升温、减少热量损失的同时，有效降低成本，灭活各类微生物，提高空气消毒效率的特性。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构图；
图2为本发明装置的俯视图；
图3为本发明装置的前视图；
图4为本发明装置的剖面图；
图5为本发明装置的加热消毒单元剖面图；
图6为本发明装置的热交换器立体图；
图7为本发明装置的气体流动图；
图中1-高温空气消毒装置，2-进气口百叶窗，3-出气口百叶窗，4-风机，5-隔热单元，6-导热肋柱，7-低温加热区，8-高温加热区，9-热交换器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开了一种高温空气消毒装置(1)，图1为装置的整体结构图，包括进气百叶窗(2)、出气百叶窗(3)、风机(4)、加热消毒单元和隔热单元(5)；进气百叶窗(2)设置在高温空气消毒装置(1)的前侧靠近底部，用于阻拦杂物进入机箱；出气百叶窗(3)设置在高温空气消毒装置(1)的顶部，用于阻拦杂物进入机箱；风机(4)设置在高温空气消毒装置(1)内部且与进气百叶窗(2)联通，用于提供气体流动所需动力；加热消毒单元设置在高温空气消毒装置(1)内部且其底部与风机(4)联通，其顶部与出气百叶窗(3)联通，用于高温消毒气体。
加热消毒单元，图5为加热消毒单元剖面图，包括热交换器(9)，加热区，导热肋柱(6)；热交换器(9)为回转结构，导热肋柱(6)设置在热交换器(9)隔板之间；导热肋柱(6)用于提升换热效率；图7为加热消毒单元的气体流动图，加热消毒单元分为预热区、高温区、散热区，温度较低的预热区向下连接进气百叶窗(2)，向上连接低温加热区(7)，温度较低的预热区与高温区用一层特殊导热金属材料隔开并通过导热肋柱(6)完成高温区向预热区传热，实现待消毒气体的预加热；高温区向上连接低温加热区(7)，向下连接高温加热区(8)，高温区主要通过低温加热区(7)和高温加热区(8)的稳定加热完成气体的消毒，且高温区与散热区用一层特殊导热金属材料隔开并通过导热肋柱(6)完成散热区向高温区传热；散热区向下连接高温加热区(8)，向上连接出气百叶窗(3)，散热区通过金属换热隔板和导热肋柱(6)实现热量向高温区的回收和散热。
加热区包括低温加热区(7)和高温加热区(8)，低温加热区(7)设置在热交换器(9)顶部拐角处；高温加热区(8)设置在热交换器(9)底部拐角处。
隔热单元(5)设置在加热消毒单元与高温消毒装置的空腔处，用于保护外部设备不被内部高温损坏。
实施例：将高温消毒装置放置在待消毒空间内，开始消毒前，低温加热区(7)和高温加热区(8)内加热管开始预热达到指定温度；开始消毒时，风机(4)启动，从进气百叶窗(2)向加热消毒单元内鼓入环境内未消毒空气，在热交换器(9)内流经预热区，通过导热肋柱(6)时，在导热肋柱(6)换热作用下吸收高温区的部分热量，完成预加热，向上进入低温加热区(7)；气体从低温加热区(7)流出，向下流经热交换器(9)内高温区，通过导热肋柱(6)时，在导热肋柱(6)换热作用下吸收散热区的部分热量，并在导热肋柱(6)换热作用向下预热区传递部分热量，向下流向高温加热区(8)；气体从高温加热区(8)流出，流经散热区，在通过导热肋片时，在导热肋柱(6)换热作用下向高温区传递部分热量，降低气体温度至室温后，流向出气百叶窗(3)排出。
导热肋柱(6)为直径14mm,长120mm金属柱；低温加热区(7)由20个加热管组成，加热管材料为不锈钢，温度为150℃；高温加热区(8)由20个加热管组成，加热管材料为不锈钢，温度为200℃；隔热单元(5)填充材料为隔热棉。
设置进气空气流速为2m/s，温度为25℃，每分钟处理的空气量是0.29m3，计算得到，60m3空气消毒时间为207分钟，基本可满足实际使用效果。可通过修改进气空气流速和导热肋柱数量调整处理空气的时间。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高温空气消毒装置(1)，其特征在于：包括进气百叶窗(2)、出气百叶窗(3)、风机(4)、加热消毒单元和隔热单元(5)；所述进气百叶窗(2)设置在高温空气消毒装置(1)的前侧靠近底部；所述出气百叶窗(3)设置在高温空气消毒装置(1)的顶部；所述风机(4)设置在高温空气消毒装置(1)内部且与进气百叶窗(2)联通；所述加热消毒单元设置在高温空气消毒装置(1)内部且其底部与风机(4)联通，其顶部与出气百叶窗(3)联通。
2.根据权利要求1所述的一种高温空气消毒装置(1)，其特征在于：所述加热消毒单元，包括热交换器(9)，加热区，导热肋柱(6)；所述热交换器(9)为回转结构，所述导热肋柱(6)设置在热交换器(9)隔板之间；所述导热肋柱(6)为直径8-20mm,长100-400mm金属柱。
3.根据权利要求1所述的一种高温空气消毒装置(1)，其特征在于；所述加热区包括低温加热区(7)和高温加热区(8)，所述的低温加热区(7)设置在热交换器(9)顶部拐角处，由10-30个加热管组成，加热管材料包括不锈钢、铜、银等，温度为100-180℃；所述的高温加热区(8)设置在热交换器(9)底部拐角处，由10-30个加热管组成，加热管材料包括不锈钢、铜、银等，温度为180-250℃。
4.根据权利要求1所述的一种高温空气消毒装置(1)，其特征在于：所述隔热单元(5)位于机箱和加热消毒单位之间，填充材料包括隔热棉，陶瓷纤维，气凝胶等。
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