CN212870113U - 无附壁气流的空气加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无附壁气流的空气加热装置，包括方风管，所述方风管内依次设有高效变频风机、高温电加热段、温度分层导流装置和高温水加热段,所述温度分层导流装置用于实现上、下层气流的位置置换，以消除附壁气流并强化换热，避免部分气流未受到加热而影响消杀效果。本实用新型通过在电加热段和水加热段之间设置温度分层导流装置，可彻底清除附壁气流，避免了附壁气流通过加热装置与方风管之间的缝隙流过而未被有效消毒处理的情况。

Description

无附壁气流的空气加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种无附壁气流的空气加热装置，属于室内环境处理领域。

背景技术

2020年，全球新冠病毒肆虐，需要对大量感染病毒人员曾经活动的场所进行消杀，以避免病毒的进一步扩散。病毒极易在湿冷环境中长期存活，尤其是在密不透风的地下空间或外窗无法开启的地上空间。如何对密闭建筑空间进行通风换气，并且避免病毒外泄造成二次污染，成为业内需要解决的难题。

如某批发市场的地下交易大厅，在感染病毒的商户紧急撤离后成为高风险区域，其空间密闭，遗留的大量肉类已在高温天气下腐烂、变质，腐败空气成分复杂且浓度很高，其中不排除有病毒和甲烷的可能。同时，由于担心病毒外泄造成二次污染，地下交易大厅的空调和排风系统处于停用状态，由人直接进入地下交易大厅进行消杀难度大，危险性高。如何在最短时间内对密闭空间进行通风换气，以清除病毒及受污染气体，为消杀人员的进入创造相对安全的工作条件，成为“战疫”的当务之急。

研究表明，病毒可以以气溶胶的形式传播，新冠病毒的直径为60nm-220nm，在潮湿低温环境中生存能力极强，要想通过现有的高效过滤器完全过滤新冠病毒难度大、成本高，且无法对新冠病毒进行消杀，易于导致过滤不彻底或二次传播。并且，过滤器前的处于未被污染区的风管被病毒污染后也缺乏有效的消杀手段。

鉴于此，有必要开发一种无附壁气流的空气加热装置。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种无附壁气流的空气加热装置，通过在电加热段和水加热段之间设置温度分层导流装置，可彻底清除附壁气流，避免了附壁气流通过加热装置与方风管之间的缝隙流过而未被有效消毒处理的情况。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种无附壁气流的空气加热装置，包括方风管，所述方风管内依次设有高效变频风机、高温电加热段、温度分层导流装置和高温水加热段,所述温度分层导流装置用于实现上、下层气流的位置置换，以消除附壁气流并强化换热，避免部分气流未受到加热而影响消杀效果。

进一步地，所述高温电加热段内设有气流电加热器，所述气流电加热器适于将气流加热至65℃以上。

进一步地，所述高温水加热段内设有交错排布的高温水盘管，所述高温水盘管的两个端口分别连通至两根热水管，以形成热水循环管路。

进一步地，所述温度分层导流装置包括上层高温导风管、下层低温导风管和中心压缩风道；通过所述下层低温导风管将风道下部的附壁气流通过风道断面缩小而压缩后引到下游高位，通过所述上层高温导风管将风道上部的附壁气流压缩加速后引到下游低位，两侧的附壁气流受到所述上层高温导风管和下层低温导风管的斜向段的阻隔及压缩后进入中心压缩风道，以消除附壁气流并强化换热。

通过上述技术方案，本实用新型至少可实现以下有益效果：

1、设有温度分层导流装置，下层低温气流进入下层低温导风管后从上部流出温度分层导流装置，上层高温气流通过上层高温导风管后从下部流出温度分层导流装置，这样就实现了上、下层气流在温度分层导流装置内置换位置后进入高温水加热段加热，避免温度分层、下层气流温度不达标的情况。此外，风道中心的气流受到上层高温导风管和下层低温导风管的斜向段的阻隔、压缩后，形成涡流，之后进入狭小的中心压缩风道，风速提高，进一步加剧涡流，气流的涡流可加剧风道中心的气流通过导风管壁面与上层高温导风管和下层低温导风管的换热，使得风道内下层气流、上层气流和中心气流的温度更加接近。并且，带有涡流的气流流向高温水加热段时换热效果相较层流效果更好。由于安装工艺问题，加热装置与方风管之间不可避免存在缝隙。空气是一种流体，具有一定粘度，空气在和风管壁接触的位置有贴附风管壁面的附壁气流，附壁气流流速慢的而且易于从加热装置与方风管壁面之间的缝隙中通过。这样使得附壁气流易于不经过加热装置，就从缝隙进入下一个处理段。这在处理高危病毒的系统中是不能接受的。通过下层低温导风管将风道下部附壁气流通过风道断面缩小而压缩后引到下游高位，通过上层高温导风管将风道上部附壁气流压缩加速后引到下游低位，两侧的附壁气流受到上层高温导风管和下层低温导风管的斜向段的阻隔、压缩后进入中心压缩风道。这样，方风管四个边的附壁气流均被引流、压缩后形成无附壁气流的气流后送往下游，避免了附壁气流通过加热装置与方风管之间的缝隙流过而未被有效消毒处理的情况。由于上层高温导风管和下层低温导风管以及中心压缩风道均有风管截面突然缩小的构造，所以流经上层高温导风管和下层低温导风管以及中心压缩风道的气流会被压缩、加速后从截面最小处高速喷出，这样就消除了附壁气流。高速气流喷射到密布盘管的高温水加热段时受交错排布的盘管阻隔会形成严重的涡流，强化换热效果。

2、本实用新型设有高温水加热段与温度分层导流装置配合后相当于对高温电加热段进行有效补充，确保所有气流都得到充分加热。具体而言，高温水加热段对高温水加热段对高温电加热段来的气流进一步加热，可将气流温度进一步提升到75℃。高温水加热段进水温度95℃，出水温度85℃。通过高温水加热段时，密集的高温水盘管表面积很大，与气流接触的面积较大，气流受到充分加热，避免气流内温度不均的情况(比如，风管断面尺寸很大，在电加热后，可能出现上部的气流超过70℃，风管下部的气流刚刚达到70℃的情况)。

附图说明

图1为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例的平面布置图。

图2为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的断面右视图；

图3为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的侧视剖切图；

图4为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的顶视剖切图；

图5为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的上层高温导风管的断面右视图；

图6为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的上层高温导风管的侧视剖切图；

图7为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的上层高温导风管的顶视剖切图；

图8为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的下层低温导风管的断面右视图；

图9为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的下层低温导风管的侧视剖切图；

图10为本实用新型无附壁气流的空气加热装置一个实施例中温度分层导流装置的下层低温导风管的顶视剖切图。

图中，高效变频风机10；高温电加热段13；高温水加热段14；方风管30；温度分层导流装置32；上层高温导风管32-1；下层低温导风管32-2；斜向段32-2-1；中心压缩风道32-3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的实施方案进行详细说明，以便本领域的技术人员能够实施本实用新型。

如图1所示，本实用新型的无附壁气流的空气加热装置的一个实施例，包括方风管30，所述方风管30内依次设有高效变频风机10、高温电加热段13、温度分层导流装置32和高温水加热段14,所述温度分层导流装置32用于实现上、下层气流的位置置换，以消除附壁气流并强化换热，避免部分气流未受到加热而影响消杀效果。

在本实用新型无附壁气流的空气加热装置的一个实施例中，所述高温电加热段13内设有气流电加热器，所述气流电加热器适于将气流加热至65℃以上。气流受热后，相对湿度大大降低。且在高温下，气流当中的含氯消毒液微小液滴进一步受热气化。此外，气流相对湿度大大降低利于下一步的过滤处理。同时，由于病毒在65℃以上的高温下，存活时间显著缩短，因此，经过高温电加热段13加热后，气流当中残存病毒的风险进一步降低。并且，高温电加热段13内的气流电加热器的电加热棒表面的温度可高达数百摄氏度，对与其直接接触的气流内的病毒具有瞬间消杀作用。

在本实用新型无附壁气流的空气加热装置的一个实施例中，所述高温水加热段14内设有交错排布的高温水盘管，所述高温水盘管的两个端口分别连通至两根热水管24，以形成热水循环管路。高温水加热段14对来自高温电加热段13的气流进一步加热，可将气流温度进一步提升到75℃。高温水加热段14的进水温度可达95℃，出水温度85℃。气流通过高温水加热段14时，密集的高温水盘管表面积很大，与气流接触的面积较大，气流受到充分加热，可避免出现气流内温度不均的情况(比如，方风管30的断面尺寸很大，在电加热后，可能出现方风管30上部的气流超过70℃，而下部的气流刚刚达到70℃的情况)，进一步降低气流内残存病毒的风险。

在本实用新型无附壁气流的空气加热装置的一个实施例中，如图2-图10所示，图中箭头表示气流的流动方向，所述温度分层导流装置32包括上层高温导风管32-1、下层低温导风管32-2和中心压缩风道32-3；下层低温气流进入下层低温导风管32-2后从上部流出，上层高温气流通过上层高温导风管32-1后从下部流出，这样就实现了上、下层气流在温度分层导流装置32内置换位置后进入高温水加热段14进行加热，避免气流内存在温度分层使下层气流温度不达标的情况。

风道中心的气流受到上层高温导风管32-1和下层低温导风管32-2的斜向段32-2-1的阻隔、压缩后，形成涡流，之后进入狭小的中心压缩风道32-3，风速提高，进一步加剧涡流，涡流可加剧风道中心的气流通过导风管壁面与上层高温导风管32-1及下层低温导风管32-2的换热，使得风道内下层气流、上层气流和中心气流的温度更加接近。并且，带有涡流的气流流向高温水加热段14时换热效果相较层流效果更好。

由于安装工艺问题，高温电加热段13及高温水加热段14中的加热装置与方风管30之间不可避免存在缝隙。空气是一种流体，具有一定粘度，空气在和方风管30的内壁接触的位置有贴附壁面的附壁气流，附壁气流流速慢，而且易于从加热装置与方风管30之间的缝隙中通过。这样使得附壁气流易于不经过加热装置处理，就从缝隙进入下一个处理段。这在处理高危病毒的系统中是不能接受的。通过下层低温导风管32-2将风道下部附壁气流通过风道缩小的断面压缩后引到下游高位，通过上层高温导风管32-1将风道上部附壁气流压缩加速后引到下游低位，两侧的附壁气流受到上层高温导风管32-1和下层低温导风管32-2的斜向段32-2-1的阻隔、压缩后进入中心压缩风道32-3。这样，方风管30的四个壁的附壁气流均被引流、压缩后形成无附壁气流的气流后送往下游，避免了附壁气流通过加热装置与方风管30之间的缝隙流过而未被有效消毒处理的情况。

由于上层高温导风管32-1和下层低温导风管32-2以及中心压缩风道32-3均有风管截面突然缩小的构造，所以流经上层高温导风管32-1和下层低温导风管32-2以及中心压缩风道32-3的气流会被压缩、加速后从截面最小处高速喷出，这样就消除了附壁气流。高速气流喷射到密布盘管的高温水加热段14时会形成强烈的涡流，强化换热效果。温度分层导流装置32将方风管30的四个壁的附壁气流都消除，避免附壁气流以及附壁气流中可能存在的病毒通过缝隙进入下一分段具有重要意义。

本实用新型涉及到的控制软件采用现有技术。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明书限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容改动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.无附壁气流的空气加热装置，其特征在于，包括方风管(30)，所述方风管(30)内依次设有高效变频风机(10)、高温电加热段(13)、温度分层导流装置(32)和高温水加热段(14),所述温度分层导流装置(32)用于实现上、下层气流的位置置换，以消除附壁气流并强化换热，避免部分气流未受到加热而影响消杀效果。

2.根据权利要求1所述的无附壁气流的空气加热装置，其特征在于，所述高温电加热段(13)内设有气流电加热器，所述气流电加热器适于将气流加热至65℃以上。

3.根据权利要求1所述的无附壁气流的空气加热装置，其特征在于，所述高温水加热段(14)内设有交错排布的高温水盘管，所述高温水盘管的两个端口分别连通至两根热水管(24)，以形成热水循环管路。

4.根据权利要求1所述的无附壁气流的空气加热装置，其特征在于，所述温度分层导流装置(32)包括上层高温导风管(32-1)、下层低温导风管(32-2)和中心压缩风道(32-3)；通过所述下层低温导风管(32-2)将风道下部的附壁气流通过风道断面缩小而压缩后引到下游高位，通过所述上层高温导风管(32-1)将风道上部的附壁气流压缩加速后引到下游低位，两侧的附壁气流受到所述上层高温导风管(32-1)和下层低温导风管(32-2)的斜向段(32-2-1)的阻隔及压缩后进入中心压缩风道(32-3)，以消除附壁气流并强化换热。

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