CN211011714U - 防气溶胶病毒中央空调杀菌装置及空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防气溶胶病毒中央空调杀菌装置及空调系统，防气溶胶病毒中央空调杀菌装置包括光学腔、紫外线灯及空气换能器，光学腔内部为中空结构，且光学腔的两端分别设有进风口和出风口，紫外线灯及空气换能器共同设置于光学腔中，且位于进风口与出风口之间，紫外线灯为UVC波段的深紫外LED，空气换能器产生超声波，并与紫外线灯共同作用，对流经光学腔的空气消毒。本实用新型通过利用超声波与紫外光在光学腔中的联合作用，实现全空间、全方位高效耦合，能有效阻断中央空调运行时气溶胶病毒的传播，使中央空调在气溶胶病毒传播下发挥效能，既保证高效杀毒，又不影响空调通风运行，同时保证动态杀毒时空调人群的安全。

Description

防气溶胶病毒中央空调杀菌装置及空调系统

技术领域

本实用新型属于空调设备技术领域，特别是涉及一种防气溶胶病毒中央空调杀菌装置及空调系统。

背景技术

现有中央空调采用集中送风和回风的管路结构，各空调区(房间)通过同一个送风和回风管路并联在管路中，气溶胶病毒可以通过管路实现空调区的相互扩散，因此存在着病毒传播的风险。现有中央空调系统无法阻断新冠状病毒的气溶胶传播，使中央空调不能通过调节温度、湿度和通风方式降低人群的感染风险，为公众提供舒适的环境，影响了中央空调的市场前景。虽然，现有的灭菌的方法原则上都可用于空调出入口的病毒灭活，但这些方法会受到出入口靠近空调人群和出入口的风速很低这两个条件的限制。例如：光催化消毒是一种广谱的杀灭病菌，但出入口气流太小会影响它的工作效率，且杀毒剂吸附的残留物质会影响杀毒效能；微波杀菌也有很好的杀菌效能，但难以在保证通风的情况下，解决电磁辐射对人群的伤害；等离子杀毒也是广谱的高效杀毒手段，但它需要利用高压，且防止NOx对人群的伤害也是一个难题；物理吸附只对0.65μm到4.7μm的病毒颗粒有效，且吸附物质上易于产生细菌；紫外光杀菌是一种具有悠久历史的广光谱杀菌方法，利用深紫外光UV-C杀毒特别有效，它直接破坏DNA或RNA而实现病毒灭活，由于成本低、杀毒效率高、使用方便已被广泛的应用于家庭、医院、工业等需要杀毒的环境。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种防气溶胶病毒中央空调杀菌装置及空调系统，用于解决现有技术中空调系统对于空气中的气溶胶病毒杀菌困难的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，包括光学腔、紫外线灯及空气换能器，所述光学腔内部为中空结构，且所述光学腔的两端分别设有进风口和出风口，所述紫外线灯及所述空气换能器共同设置于所述光学腔中，且位于所述进风口与所述出风口之间，所述紫外线灯为UVC波段的深紫外LED，所述空气换能器产生超声波，并与所述紫外线灯发出的紫外光共同作用，对流经所述光学腔的空气消毒。

进一步，所述光学腔为圆柱形。

进一步，所述光学腔的内壁包覆有紫外光反射膜。

进一步，所述紫外线灯及所述空气换能器设置于所述光学腔的内部侧壁上。

进一步，所述紫外线灯及所述空气换能器位于同一水平面。

进一步，所述紫外线灯及所述空气换能器位于所述光学腔的中部。

进一步，所述紫外线灯及所述空气换能器为多个，并沿所述光学腔的周向布置。

进一步，所述紫外线灯发出的紫外光波长介于200nm～280nm之间。

进一步，所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置还包括供电电路，与中央空调的电源连接；以及控制电路，分别同所述紫外线灯及所述空气换能器连接，且所述控制电路与所述供电电路连接，所述控制电路用于控制所述空气换能器的开关和所述紫外线灯的开关和/或亮度。

本实用新型还提供了一种空调系统，所述空调系统安装有多个如上所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，且所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置设置于所述空调系统的各个空气出口及入口处，以及设置于所述空调系统的通风管道内。

如上所述，本实用新型的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置及空调系统，具有以下有益效果：

通过利用超声波与紫外光在光学腔中的联合作用,实现全空间、全方位的高效耦合，能够有效的阻断中央空调运行时气溶胶病毒的传播，使中央空调在气溶胶病毒传播下发挥效能，既保证高效的杀毒，又不影响空调的通风运行，同时保证动态杀毒时空调人群的安全，进而消除中央空调的市场危机，为公众提供一个安全、舒适的生活环境，具有较大的市场价值和社会效应。

附图说明

图1为现有中央空调系统的示意图；

图2为中央空调系统中气溶胶传播路径的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的空调系统的示意图。

零件标号说明

100-防气溶胶病毒中央空调杀菌装置；101-光学腔；101a-进风口；101b-出风口；102-紫外线灯；103-空气换能器；

1/2/3-房间；12/13/21/23/31/32-气溶胶传播路径；41-空调出风口；42-送风口；43-排风口；44-空调回风口；45-新风入口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

参阅图1和图2，现有中央空调采用集中送风和回风的管路结构，各空调区(房间)通过同一个送风和回风管路并联在管路中，即各个空调区(房间1、房间2、房间3等)的空气均通过同一管路流回空调回风口44，(外加新风入口45流入的新空气)，共同经过空气过滤器、空气混合室、送风机、加湿器、热交换器、空气分配室等集中处理后，从空调出风口41中流出，并流向各个空调区(房间1、房间2、房间3等)的送风口42，再从各个空调区的排风口43流回空调回风口44，这里，气溶胶病毒可以通过管路实现各空调区的相互扩散，因此存在着病毒传播的风险。现有的可杀毒中央空调系统都是在空调系统的某一地方(进入空调主机前或进入主机后)进行集中杀毒方式。这种方式的设计思路认为只要病毒沿风流方向传播(弹道传播方式)，所有病毒必然进入杀毒区，从而防止病毒和细菌通过空调系统感染。然而，气溶胶传播对这种系统带来新的问题，因为气溶胶是扩散传播，它不必沿通风方向通过杀毒区。只要空调区(房间1、房间2、房间3等)之间有连通口，就可通过连通口之间的通道实现相互传播，从而无法阻挡气溶胶在各个空调区通过管道传播，如房间1与房间2之间的传播路径12和21，房间2与房间3之间的传播路径23和32，房间1与房间3之间的传播路径13和31。现有的空调杀毒装置一般内置于空调机内，而阻断中央空调需要将杀毒装置设置在出入口，且气溶胶病毒的杀灭条件与普通细菌、病毒有较大不同，因此，对杀菌装置的设计要求不同。

对于紫外光杀毒，当病毒暴露于深紫外光下，病毒很容易被紫外光瞬间灭活，对分散在空气中的病毒应该有很高的效率。然而气溶胶病毒在空气中与粉尘、水液滴或其他胶状物质包裹在一起悬浮在空气中，对这种病毒颗粒，当紫外光照射时，由于颗粒物质对紫外光的吸收、反射、散射，会使紫外光的杀毒效率降低。

基于此，本实用新型提供了一种防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，参阅图3，所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置100包括光学腔101、紫外线灯102及空气换能器103，所述光学腔101内部为中空结构，且所述光学腔101的两端分别设有进风口101a和出风口101b，所述紫外线灯102及所述空气换能器103共同设置于所述光学腔101中，且位于所述进风口101a与所述出风口101b之间，所述紫外线灯102为UVC波段的深紫外LED，所述空气换能器103产生超声波，并与所述紫外线灯102发出的紫外光共同作用，对流经所述光学腔101的空气消毒。

具体的，UVC LED也被称为深紫外LED，所述紫外线灯102发出的紫外光波长介于200nm～280nm之间。深紫外LED通过发射200～280nm之间的短波射线，能够破坏细菌DNA并产生化学反应。这里采用LED灯作为UVC的光源，具有能耗小、寿命长、光源强度稳定的优点。

由于气溶胶病毒在空气中与粉尘、水液滴或其他胶状物质会形成包裹层，使紫外光的杀菌效果受到影响，通过空气超声波可破坏此种包裹层，从而增强紫外光对气溶胶病毒的杀菌效果。所述空气换能器103的工作频率可选择20000Hz以上，以减小工作噪声。

通过采用超声波与紫外光的联合作用，提高杀毒效率，通过将UV-C LED(深紫外灯)和空气超声换能器设置在光学腔101表面，使超声波和紫外光波都局限在同一光学腔101内，从而实现全空间、全方位的高效耦合，即保证高效的杀毒，又不影响空调的通风运行，同时保证动态杀毒时空调人群的安全。

其中，所述光学腔101为圆柱形。具体的，所述进风口101a和出风口101b分别位于所述圆柱形的两端。图3中的箭头A表示空气气流进入所述光学腔的进风方向，箭头B表示空气气流从所述光学腔流出的出风方向。并且，所述光学腔101的内壁包覆有紫外光反射膜。这样，有利于紫外线灯102发出的紫外光在照射到光学腔101内壁上时，由其表面包覆的紫外光反射膜进行反射，从而扩大所述紫外光的照射范围，使其覆盖整个所述光学腔101，并且，所述紫外线灯102在与所述空气换能器103的共同作用下，对流经所述光学腔101中的气体进行全空间、全方位的消毒。

另外，可以通过在所述紫外线灯102外部罩设密封结构，密封结构采用石英玻璃层，以保护紫外线灯102。由于光学腔101中容易进入杂物，如灰尘、水渍等，都可能会对紫外线灯102产生损害，石英玻璃层可隔绝这些杂物，使紫外线灯102处于干净无尘的环境中，在保证杀菌效果的同时，延长紫外线灯102的使用寿命。并且，密封结构也可采用透镜，紫外线灯102发出的紫外光穿过透镜之后，可以起到发散发射光的作用，从而增大紫外光的照射范围，所述透镜采用石英材质制成。

所述紫外线灯102为UVC-LED封装件，封装件对于UVC-LED芯片的保护性更佳，使用寿命更长。

所述紫外线灯102及所述空气换能器103设置于所述光学腔101的内部侧壁上。具体的，所述紫外线灯102及所述空气换能器103位于同一水平面。这样，有利于使紫外光与超声波的耦合作用更佳，提高耦合效率。

较佳的，所述紫外线灯102及所述空气换能器103位于所述光学腔101的中部。

所述紫外线灯102及所述空气换能器103可以设置为多个，并沿所述光学腔101的周向布置。具体根据设计需求选择设定数量。

另外，所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置100还包括供电电路，与中央空调的电源连接；以及控制电路，分别同所述紫外线灯102及所述空气换能器103连接，且所述控制电路与所述供电电路连接，所述控制电路用于控制所述空气换能器103的开关和所述紫外线灯102的开关和/或亮度。

本实用新型还提供了一种空调系统，所述空调系统安装有多个如上所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置100，且所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置100设置于所述空调系统的各个空气出口及入口处，以及设置于所述空调系统的通风管道内。

具体的，为了防止气溶胶病毒经过中央空调系统扩散，必须对空调区域内的所有空气出口及入口处，设置所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置100，才能在动态情况下，有效的防止气溶胶通过空调系统进行传播。参阅图4，所述空调系统对于各个房间的空气入口(送风口42)和出口(排风口43)处，均应设置所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置100，从而保证对空气中的气溶胶病毒进行全面高效的杀毒。如有必要，也可将所述空调系统的通风管道内放置所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置100，以增强杀毒效果。

所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，除了可以应用于中央空调系统中以外，也可以作为单体空调附加的灭毒装置使用。

综上，在本实用新型实施例提供的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置及空调系统中，通过利用超声波与紫外光在光学腔中的联合作用,实现全空间、全方位的高效耦合，能够有效的阻断中央空调运行时气溶胶病毒的传播，使中央空调在气溶胶病毒传播下发挥效能，既保证高效的杀毒，又不影响空调的通风运行，同时保证动态杀毒时空调人群的安全，进而消除中央空调的市场危机，为公众提供一个安全、舒适的生活环境，具有较大的市场价值和社会效应。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：包括光学腔、紫外线灯及空气换能器，所述光学腔内部为中空结构，且所述光学腔的两端分别设有进风口和出风口，所述紫外线灯及所述空气换能器共同设置于所述光学腔中，且位于所述进风口与所述出风口之间，所述紫外线灯为UVC波段的深紫外LED，所述空气换能器产生超声波，并与所述紫外线灯发出的紫外光共同作用，对流经所述光学腔的空气消毒。

2.根据权利要求1所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：所述光学腔为圆柱形。

3.根据权利要求1所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：所述光学腔的内壁包覆有紫外光反射膜。

4.根据权利要求3所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：所述紫外线灯及所述空气换能器设置于所述光学腔的内壁上。

5.根据权利要求4所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：所述紫外线灯及所述空气换能器位于同一水平面。

6.根据权利要求5所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：所述紫外线灯及所述空气换能器位于所述光学腔的中部。

7.根据权利要求5所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：所述紫外线灯及所述空气换能器为多个，并沿所述光学腔的周向布置。

8.根据权利要求1所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：所述紫外线灯发出的紫外光波长介于200nm～280nm之间。

9.根据权利要求1所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，其特征在于：所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置还包括供电电路，与中央空调的电源连接；以及控制电路，分别同所述紫外线灯及所述空气换能器连接，且所述控制电路与所述供电电路连接，所述控制电路用于控制所述空气换能器的开关和所述紫外线灯的开关和/或亮度。

10.一种空调系统，其特征在于：所述空调系统安装有多个如权利要求1-9中任一项所述的防气溶胶病毒中央空调杀菌装置，且所述防气溶胶病毒中央空调杀菌装置设置于所述空调系统的各个空气出口及入口处，以及设置于所述空调系统的通风管道内。

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