IT202000019054A1 - Dispositivo di sanificazione dell’aria, sistema per il trattamento di aria comprendente tale dispositivo e metodo di sanificazione dell’aria attuabile mediante tale dispositivo - Google Patents

Dispositivo di sanificazione dell’aria, sistema per il trattamento di aria comprendente tale dispositivo e metodo di sanificazione dell’aria attuabile mediante tale dispositivo Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
annessa a domanda di brevetto Italiano per BREVETTO D?INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:
?DISPOSITIVO DI SANIFICAZIONE DELL?ARIA, SISTEMA PER IL
TRATTAMENTO DI ARIA COMPRENDENTE TALE DISPOSITIVO E METODO DI SANIFICAZIONE DELL?ARIA ATTUABILE MEDIANTE TALE DISPOSITIVO?
Campo dell?invenzione
Le presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in particolare per l?abbattimento di uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati. Ulteriormente, la presente invenzione ha per oggetto un sistema per il trattamento di aria che comprende tale dispositivo, nonch? un impianto di condizionamento e/o di riscaldamento che incorpora tale sistema. Infine, la presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria che utilizza tale dispositivo.
Stato dell?arte
Nell?attuale scenario contraddistinto dalla pandemia che sta affliggendo la popolazione mondiale, gli impianti di condizionamento e gli impianti di riscaldamento (conosciuti anche con l?acronimo ?HVAC?, Heating, Ventilation, and Air Conditioning) sono comprensibilmente oggetto di un?estrema attenzione, in quanto, se da una parte consentono di arieggiare periodicamente gli ambienti e di ridurre cos? la concentrazione di inquinanti di natura biologica, dall?altra parte possono essere visti quali potenziali fattori di diffusione del virus SARS-CoV-2. Infatti gli impianti HVAC movimentano masse d?aria tra ambienti distinti, per cui possono far circolare gli inquinanti di natura biologica qualora in uno tra tali ambienti vi siano persone contagiate. In Italia, tale attenzione ? testimoniata dal fatto che l?Istituto Superiore di Sanit? ha voluto dedicare proprio a questo tema uno dei suoi Rapporti (precisamente, il Rapporto n. 33/2020 del 25 maggio 2020 intitolato appunto ?Indicazioni sugli impianti di ventilazione/climatizzazione in strutture comunitarie non sanitarie e in ambienti domestici in relazione alla diffusione del virus SARS-CoV-2?).
Tra le possibili vie di trasmissione del virus SARS-CoV-2 (come del resto di ulteriori agenti patogeni, quali virus, batteri, funghi e spore) vi sono goccioline (droplet) di vario diametro dovute ad emissioni respiratorie. Tali goccioline sono in grado di rimanere in sospensione a lungo e pertanto costituiscono una concreta fonte di contagio.
Qualora l?ambiente in cui tali goccioline si manifestano ? servito da un impianto HVAC, esse possono essere aspirate ed essere cos? veicolate dalla massa d?aria circolante nell?impianto HVAC. Per contenere il convogliamento di tali goccioline (come del resto di tutti gli agenti patogeni aerotrasportati) verso altri ambienti serviti dallo stesso impianto HVAC, gli impianti HVAC sono, come noto, dotati di elementi filtranti di tipo meccanico (con grado di filtrazione da grossolano a fine), i quali tuttavia presentano una scarsa efficacia, soprattutto perch?, al fine di operare in sicurezza, dovrebbero essere sottoposti a frequenti ed accurate operazioni di pulizia, che invece sono solo di rado eseguite.
Al fine di ridurre sensibilmente la suscettibilit? degli impianti HVAC a favorire la diffusione di agenti patogeni, sono vantaggiosamente associati agli impianti HVAC dispositivi di abbattimento che possono impiegare ozono, vapore, plasma atmosferico non termico, ioni negativi, perossido di idrogeno allo stato vapore o di plasma oppure radiazioni UV, ovvero radiazioni nello spettro dell?ultravioletto.
I dispositivi di abbattimento di tale ultima tipologia (ovvero i dispositivi di abbattimento che operano tramite emissione di radiazione UV) comprendono in genere una o pi? sorgenti (ad esempio lampade a bassa pressione di amalgama di mercurio) che irradiano le masse d?aria circolanti negli impianti HVAC.
Analizzando tali dispositivi di abbattimento con sorgenti UV, la Richiedente ha notato come essi (nonostante la conclamata capacit? della radiazione UV di inattivare agenti patogeni) siano da un punto di vista pratico non sufficientemente affidabili a salvaguardare gli impianti HVAC da fenomeni di diffusione di agenti patogeni. La Richiedente ha in particolare osservato, per quanto concerne i dispositivi di abbattimento con sorgenti UV ad oggi noti, che le masse d?aria trattate sono esposte ad una radiazione UV troppo poco potente e che l?esposizione perdura per un tempo insufficiente. Essendo l?energia trasferita alle masse d?aria il prodotto della potenza per il tempo ed essendo l?energia trasferita ci? che determina l?inattivazione degli agenti patogeni, si ? purtroppo riscontrato che i dispositivi di abbattimento noti con sorgente UV (proprio a causa della scarsa potenza e della veloce esposizione) non sono idonei a consentire una significativa riduzione della suscettibilit? degli impianti HVAC a diffondere agenti patogeni tra gli ambienti da essi serviti.
Obiettivi dell?invenzione
Un primo obiettivo della presente invenzione ? superare gli inconvenienti sopra lamentati in relazione allo stato dell?arte dei dispositivi di abbattimento predisposti per un utilizzo in impianti HVAC, in particolare dei dispositivi di abbattimento che comprendono una o pi? sorgenti UV.
Un secondo obiettivo della presente invenzione ? mettere a disposizione un dispositivo di sanificazione dell?aria (segnatamente per impianti HVAC) con sorgente UV, che permetta sostanzialmente a tutta la massa d?aria trattata di essere esposta ad una radiazione UV di potenza sufficiente a determinare l?inattivazione degli eventuali agenti patogeni aerotrasportati.
Un terzo obiettivo della presente invenzione ? mettere a disposizione un dispositivo di sanificazione dell?aria (segnatamente per impianti HVAC) con sorgente UV, che permetta alle masse d?aria trattate di essere esposte alla radiazione UV per un tempo relativamente lungo, cos? da incrementare sensibilmente l?energia trasferita dalla sorgente UV alle masse d?aria.
Un quarto obiettivo della presente invenzione ? mettere a disposizione un dispositivo di sanificazione dell?aria (segnatamente per impianti HVAC) con sorgente UV, che sia energeticamente molto efficiente, essendo una parte largamente preponderante della radiazione UV emessa assorbita dalle masse d?aria ed essendo soltanto una parte minoritaria di tale radiazione UV persa per fenomeni di dispersione e/o di mancato assorbimento.
Un quinto obiettivo della presente invenzione ? mettere a disposizione un dispositivo di sanificazione dell?aria (segnatamente per impianti HVAC) con sorgente UV, che sia di dimensioni relativamente contenute, in modo da permetterne l?installazione anche nei casi di necessit? di limitato ingombro.
Un sesto obiettivo della presente invenzione ? mettere a disposizione un dispositivo di sanificazione dell?aria (segnatamente per impianti HVAC) con sorgente UV, che possa essere installato con flessibilit? in impianti HVAC, potendo in particolare essere agevolmente adattato ai parametri dimensionali degli impianti HVAC, in particolare alle sezioni dei condotti delle linee di tali impianti HVAC.
Un settimo obiettivo della presente invenzione ? proporre un metodo di sanificazione dell?aria (utilizzabile in impianti HVAC che si avvalgono di sorgenti UV), che sia funzionale ad instaurare parametri di flusso dell?aria ottimali per ottenere l?inattivazione degli eventuali agenti patogeni aerotrasportati.
Sommario dell?invenzione
Gli obiettivi dell?invenzione sopra menzionati, nonch? ulteriori effetti vantaggiosi, sono conseguiti per mezzo di un dispositivo di sanificazione dell?aria (in particolare per l?abbattimento di uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati) di un sistema per il trattamento di aria e di un metodo di sanificazione dell?aria secondo uno o pi? degli aspetti che sono qui di seguito riportati.
Un primo aspetto indipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in particolare per l?abbattimento di uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati, comprendente:
- un?interfaccia di testa configurata per consentire a detto dispositivo di essere collegato ad un condotto di alimentazione;
- almeno un involucro tubolare sviluppantesi a partire da detta interfaccia di testa; ed
- una sorgente di radiazione ultravioletta alloggiata in detto involucro tubolare; in cui una cavit? ? definita tra detto involucro e detta sorgente onde consentire ad un flusso d?aria di percorrere detto dispositivo essendo nel contempo esposto alla radiazione emessa da detta sorgente.
Un secondo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, comprendente ulteriormente almeno un deflettore di flusso disposto in prossimit? di detta interfaccia di testa ed a monte di detta sorgente, detto deflettore essendo configurato per conferire una componente tangenziale ad un flusso d?aria idealmente rettilineo in ingresso a detto dispositivo e per conseguentemente ridurre una componente assiale dello stesso flusso d?aria in ingresso.
Un terzo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detto involucro, detta cavit? e detta sorgente sono configurati quali elementi longitudinalmente estesi a simmetria assiale, in particolare in cui detta sorgente ? sostanzialmente coassiale rispetto a detto involucro ed a detta cavit?.
Un quarto aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui una superficie interna di detto involucro presenta forma sostanzialmente cilindrica, e/o in cui detta sorgente presenta una superficie irradiante di forma sostanzialmente cilindrica.
Un quinto aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui:
- il rapporto tra il diametro della superficie irradiante di detta sorgente ed il diametro interno di detto involucro ? compreso tra 600/12, preferibilmente compreso tra 250/25 e 100/16;
in particolare in cui:
- il diametro interno di detto involucro ? compreso tra 50 e 1600, preferibilmente compreso tra 100 e 300,
- il diametro di detta superficie irradiante ? compreso tra 10 e 40, preferibilmente compreso tra 16 e 25.
Un sesto aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detto almeno un deflettore ? configurato per convertire detto flusso d?aria in ingresso al dispositivo da flusso idealmente rettilineo a flusso idealmente elicoidale.
Un settimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detto almeno un deflettore ? configurato per instaurare un flusso di aria di conformazione idealmente elicoidale lungo detta cavit?, ciascuna particella fluida in tale flusso di aria idealmente elicoidale presentando velocit? avente una componente in direzione tangenziale ed una componente in direzione assiale.
Un ottavo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui il rapporto tra detta componente in direzione tangenziale e detta componente in direzione assiale essendo compreso tra 0.2 e 20, preferibilmente compreso tra 0.5 e 10, ancora pi? preferibilmente compreso tra 1 e 5.
Un nono aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detto almeno un deflettore comprende una corona di palette statoriche, dette palette statoriche essendo disposte equi-spaziate angolarmente tra loro ed estendentisi preferibilmente da un?ogiva posta in posizione centrale;
opzionalmente in cui la corona di palette comprende un numero di palette compreso tra 2 e 100 preferibilmente compreso tra 6 e 24, ancora pi? preferibilmente uguale a 12.
Un decimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui le palette di detta corona di palette statoriche sono configurate in modo da impedire ad almeno il 70%, preferibilmente ad almeno l?80%, ancor pi? preferibilmente ad almeno il 90%, della radiazione UV emessa dalla sorgente di radiazione attraversi il deflettore di flusso fuoriuscendo da detto involucro tubolare.
Un undicesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui le palette sono configurate e disposte in modo tale da creare, dalla radice alla periferia esterna di palette contigue, un ricoprimento ottico che impedisca la visibilit? della luce UV emessa dalla sorgente ad un osservatore che si posizioni esternamente all?involucro tubolare ed osservi il deflettore di flusso; opzionalmente in cui ciascuna paletta presenta angolo di svergolamento compreso tra 10? e 75?, preferibilmente tra 30 e 65?, ancora pi? preferibilmente compreso tra 45 e 55? sessagesimali.
Un dodicesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detta interfaccia di testa comprende un adattatore di testa configurato per operare una transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso a detto dispositivo da sezione poligonale, in particolare sezione quadrangolare, a sezione circolare.
Un tredicesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detto adattatore di testa comprende: - una paratia di testa configurata per ottenere in modo repentino la transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso a detto dispositivo, detta paratia di testa comprendendo una piastra poligonale, in particolare quadrangolare, un foro circolare sostanzialmente coassiale rispetto a detto involucro essendo definito centralmente a detta piastra, oppure
- un raccordo di testa configurato per ottenere in modo graduale la transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso a detto dispositivo, detto raccordo di testa comprendendo un tratto di tubazione sviluppantesi tra una prima sezione adiacente a detto condotto di alimentazione ed una seconda sezione adiacente a detto involucro, detta prima sezione e detta seconda sezione presentando rispettivamente forma poligonale, in particolare quadrangolare, e forma circolare, detta seconda sezione essendo sostanzialmente coassiale rispetto a detto involucro.
Un quattordicesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, comprendente ulteriormente un?interfaccia di fondo configurata per consentire a detto dispositivo di essere collegato ad un condotto di scarico, detto involucro sviluppantesi tra detta interfaccia di testa e detta interfaccia di fondo.
Un quindicesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, comprendente ulteriormente un raddrizzatore di flusso disposto in prossimit? di detta interfaccia di fondo ed a valle di detta sorgente, detto raddrizzatore essendo configurato per operare una conversione del flusso d?aria in uscita da detto dispositivo da flusso idealmente elicoidale a flusso idealmente rettilineo.
Un sedicesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detto raddrizzatore di flusso comprende una corona di palette statoriche, il numero di palette della corona di detto raddrizzatore essendo preferibilmente uguale al numero di palette della corona di detto deflettore, le palette statoriche della corona di detto raddrizzatore essendo disposte in modo speculare rispetto alle palette della corona di detto deflettore di flusso.
Un diciassettesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detta interfaccia di fondo comprende un adattatore di fondo configurato per operare una transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in uscita da detto dispositivo da sezione circolare a sezione poligonale, in particolare sezione quadrangolare.
Un diciottesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detto adattatore di fondo presenta una geometria specularmente opposta alla geometria di detto adattatore di testa.
Un diciannovesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, comprendente un deflettore elicoidale alloggiato in detta cavit? e configurato per mantenere idealmente elicoidale il flusso d?aria all?interno di detto dispositivo.
Un ventesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui il deflettore elicoidale si estende lungo una parte, opzionalmente una parte preponderante superiore al 50%, dell?estensione assiale di detta cavit?, opzionalmente in cui il passo del deflettore elicoidale ? compreso 0.2 e 5 volte il diametro interno dell?involucro tubolare.
Un ventunesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui:
- detto involucro ? in materiale metallico oppure
- detto involucro ? in materiale plastico, un rivestimento metallico essendo applicato alla superficie interna di detto involucro.
Un ventiduesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui la superficie interna di detto involucro tubolare realizzata con un materiale la cui riflettanza ? superiore a 0.6, in particolare superiore a 0.7 ancor pi? in particolare superiore a 0.8, per una lunghezza d?onda della luce della sorgente UVC compresa tra 100 e 300 nanometri, in particolare tra 245 e 255 nanometri.
Un ventitreesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detta sorgente ? una lampada configurata per emettere una radiazione ultravioletta di lunghezza d?onda compresa tra 100 nm e 300 nm preferibilmente compresa tra 240 e 260 ancora pi? preferibilmente di circa 254 nanometri.
Un ventiquattresimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, comprendente una pluralit? di involucri tubolari, ciascuno di detti involucri tubolari sviluppantesi a partire da detta interfaccia di testa ed alloggiando una rispettiva sorgente di radiazione ultravioletta;
ed in cui una superficie interna di ciascuno di detti involucri presenta forma sostanzialmente cilindrica, e/o in cui detta sorgente all?interno di ciascuno di detti involucri presenta una superficie irradiante di forma sostanzialmente cilindrica. Un venticinquesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detti involucri sono sostanzialmente paralleli tra loro.
Un ventiseiesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui sussiste una sostanziale identit? dimensionale, in particolare una sostanziale identit? di diametro, tra detti involucri. Un ventisettesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, detti involucri essendo in numero compreso tra 1 e 64, preferibilmente compreso tra 1 e 24 ancora pi? preferibilmente compreso tra 1 e 10.
Un ventottesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui detti involucri sono posizionati secondo una distribuzione a matrice che contempla un numero predeterminato di righe ed un numero predeterminato di colonne.
Un ventinovesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di sanificazione dell?aria, in cui in ciascuno di detti involucri tubolari il rapporto tra la lunghezza in direzione assiale di detta sorgente e la lunghezza in direzione assiale di detto involucro ? compreso tra 1 e 200, preferibilmente compreso tra 1 e 3;
in particolare in cui la lunghezza in direzione assiale di detto involucro ? compresa tra 200 e 2000 mm, preferibilmente compreso tra 350 mm e 1500 mm.
Un trentesimo aspetto della presente invenzione ha per oggetto un sistema per il trattamento di aria comprendente:
- un?unit? premente, ad esempio comprendente uno o pi? compressori e/o uno o pi? ventilatori; ed
- almeno una linea di mandata disposta a valle di detta unit? premente;
in cui almeno un dispositivo secondo uno qualsiasi degli aspetti dal primo aspetto al ventinovesimo aspetto ? installato lungo detta linea di mandata.
Un trentunesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un sistema per il trattamento di aria, in cui detta sorgente ? configurata per emettere una radiazione UV e detta unit? premente ? configurata per instaurare nella cavit? di ciascun dispositivo un tempo di percorrenza per aria attraversante il dispositivo stesso tali per cui venga applicata all?aria in transito nel dispositivo una dose di UV superiore a 1.000 ?W?s/cm2, opzionalmente compresa nel range tra 2.000?8.000 ?W?s/cm2,
dove la dose di UV ? espressa come intensit? della radiazione UV intensity (?W/cm2) ? tempo di esposizione.
Un trentaduesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un sistema per il trattamento di aria, in cui l?unit? premente ? configurata per conferire all?aria attraversante ciascun dispositivo una velocit? media in direzione assiale non superiore ai 25m/s.
Un trentatreesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un sistema per il trattamento di aria, in cui un primo dispositivo ed un secondo dispositivo sono installati in serie tra loro lungo detta linea di mandata.
Un trentaquattresimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un sistema per il trattamento di aria, comprendente una prima linea di mandata ed una seconda linea di mandata disposte in parallelo tra loro, in cui un primo dispositivo ? installato lungo detta prima linea di mandata ed un secondo dispositivo ? installato lungo detta seconda linea di mandata.
Un trentacinquesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un sistema per il trattamento di aria, comprendente una pluralit? di dispositivi, detti dispositivi essendo installati lungo una singola linea di mandata oppure lungo distinte linee di mandata.
Un trentaseiesimo aspetto della presente invenzione ha per oggetto un impianto di condizionamento e/o riscaldamento comprendente un sistema in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal trentesimo aspetto al trentacinquesimo aspetto.
Un trentasettesimo aspetto indipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, in particolare per l?abbattimento di uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati, detto metodo utilizzando un dispositivo secondo uno qualsiasi degli aspetti dal primo aspetto al ventinovesimo aspetto, caratterizzato dal fatto che un flusso d?aria idealmente elicoidale ? instaurato lungo detta cavit?, detto flusso d?aria idealmente elicoidale essendo irradiato con una radiazione ultravioletta emessa da detta sorgente.
Un trentottesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, in cui ciascuna particella fluida in tale flusso di aria idealmente elicoidale presenta velocit? avente una componente in direzione tangenziale ed una componente in direzione assiale, opzionalmente in cui il rapporto tra detta componente in direzione tangenziale e detta componente in direzione assiale essendo compreso tra 0.2 e 20, preferibilmente compreso tra 0.5 e 10, ancora pi? preferibilmente compreso tra 1 e 5.
Un trentanovesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, in cui detto flusso d?aria idealmente elicoidale ? instaurato operando una conversione di un flusso d?aria idealmente rettilineo, mediante almeno il deflettore disposto a monte di detta sorgente.
Un quarantesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, detto dispositivo essendo collegato ad un condotto di alimentazione, in cui detto flusso d?aria idealmente rettilineo ? ottenuto a seguito di una ripartizione del flusso d?aria convogliato in detto condotto di alimentazione. Un quarantunesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, detto dispositivo essendo ulteriormente collegato ad un condotto di scarico, in cui detto flusso d?aria idealmente rettilineo ? successivamente ripristinato in detto condotto di scarico, per mezzo di almeno un raddrizzatore disposto a valle di detta sorgente.
Un quarantaduesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, detto dispositivo essendo collegato ad un condotto di alimentazione, in cui la radiazione ultravioletta emessa da detta sorgente presenta una lunghezza d?onda compresa tra 100 e 300 preferibilmente compresa tra 240 nm e 260 nm ancora pi? preferibilmente di circa 254 nanometri.
Un quarantatreesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, detto dispositivo essendo collegato ad un condotto di alimentazione, in cui detto flusso d?aria idealmente elicoidale ? ulteriormente irradiato con una radiazione ultravioletta riflessa dalla superficie interna di detto involucro.
Un quarantaquattresimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, detto dispositivo essendo collegato ad un condotto di alimentazione, in cui il metodo prevede di applicare all?aria in transito nel dispositivo una dose di UV superiore a 1.000 ?W?s/cm2, opzionalmente compresa nel range tra 2.000?8.000 ?W?s/cm2,
dove la dose di UV ? espressa come intensit? della radiazione UV intensity (?W/cm2) ? tempo di esposizione.
Un quarantacinquesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, detto dispositivo essendo collegato ad un condotto di alimentazione, in cui l?aria attraversante ciascun dispositivo presenta una velocit? media in direzione assiale non superiore ai 25m/s.
Un quarantaseiesimo aspetto dipendente della presente invenzione ha per oggetto un metodo di sanificazione dell?aria, detto dispositivo essendo collegato ad un condotto di alimentazione, in cui l?aria attraversante ciascun dispositivo ? illuminata dalla sorgente per un tempo non inferiore a 0.1 s.
Presentazione dei disegni
La materia di cui agli aspetti dell?invenzione pocanzi elencati nella precedente sezione di sommario, nonch? la materia di cui alle annesse rivendicazioni, risulteranno pi? chiare alla luce della successiva descrizione dettagliata, in combinazione con la figure ad essa annesse, che illustrano firme realizzative della presente invenzione ed in cui:
- la Figura 1 rappresenta un sistema per il trattamento di aria secondo la presente invenzione;
- la Figura 2 rappresenta un dispositivo di sanificazione dell?aria secondo una forma di attuazione della presente invenzione;
- le Figure da 3 a 5 rappresentano (rispettivamente mediante una vista assonometrica, mediante una vista in sezione longitudinale e mediante una vista in sezione trasversale) un dispositivo di sanificazione dell?aria secondo un?ulteriore forma di attuazione della presente invenzione.
Descrizione dettagliata
Un sistema 1 per il trattamento di aria ? rappresentato in forma schematica in Figura 1. Tale sistema 1 ? parte integrante di un impianto HVAC. Nella rappresentazione di cui alla Figura 1, il sistema 1 ? provvisto di mezzi di raffreddamento configurati per generare potenza refrigerante, per cui risulta predisposto per essere parte integrante di un impianto di condizionamento. In particolare, i mezzi di raffreddamento implementano un circuito frigorifero, comprendendo quindi, nell?ordine, un evaporatore 2 idoneo a prelevare calore (e dunque a fornire la potenza refrigerante richiesta), un compressore 3, un condensatore 4 ed un organo di laminazione 5. Tale associazione del sistema 1 ad un impianto di condizionamento ? per? da interpretarsi quale un?associazione preferita e non limitativa. Nulla preclude infatti che il sistema 1 possa essere associato, in aggiunta o in alternativa, ad un impianto di riscaldamento (in tal caso, i mezzi di raffreddamento sono affiancati oppure sostituiti da mezzi di riscaldamento, ad esempio da una pompa di calore) o ad un impianto di climatizzazione o anche pi? semplicemente ad un impianto di ventilazione.
Il sistema 1, cos? come rappresentato in Figura 1, comprende un collettore 6, ovvero una camera che, essendo in contatto termico con l?evaporatore 2, ? sottoposta a raffreddamento. Ad esempio, l?evaporatore 2 pu? comprendere rami che transitano nel collettore 6 e che possono pertanto prelevare calore all?aria all?interno del collettore 6. Oltre all?evaporatore 2, al collettore 6 pu? essere associata anche un?unit? premente, quale ad esempio un ventilatore 7, configurata per provvedere alla distribuzione dell?aria a partire dal collettore 6. Un motore (tipicamente elettrico) ? calettato alla girante del ventilatore 7 e provvede quindi all?azionamento dell?unit? premente.
Vantaggiosamente, il sistema 1 comprende ulteriormente un controllore di tipo elettronico (non rappresentato in Figura 1) che ? operativamente collegato ai carichi del sistema 1 e che ? configurato per controllare tali carichi in funzione dei parametri termo-igrometrici che si desiderano ottenere negli ambienti serviti dall?impianto HVAC. In particolare, nell?esempio di cui alla Figura 1, il controllore del sistema 1 pu? essere operativamente collegato ai mezzi di raffreddamento, in particolare al compressore 3, in modo da consentire la regolazione della potenza refrigerante generata dall?evaporatore 2, cos? come pu? essere operativamente collegato all?unit? premente, in particolare al motore del ventilatore 7, in modo da consentire la regolazione dei parametri di flusso (pressione, portata, velocit? dell?aria) in uscita dal collettore 6.
Dal collettore 6 si dipartono una o pi? linee di mandata 8 che convogliano l?aria movimentata dall?unit? premente (segnatamente dal ventilatore 7) fino agli ambienti serviti dall?impianto HVAC. Nell?esempio rappresentato a titolo esplicativo ma non limitativo in Figura 2, l?impianto 1 comprende una coppia di linee di mandata 8, realizzate per mezzo di canalizzazioni disposte tra loro in parallelo, tali canalizzazioni prevedendo, lungo il loro percorso, bocchette di uscita (non rappresentate) per consentire all?aria di lasciare le linee di mandata 8 e di raggiungere cos? gli ambienti serviti dall?impianto HVAC. Si precisa che la rappresentazione di cui alla Figura 1, essendo una rappresentazione schematica, omette, oltre alle bocchette di uscita, anche ulteriori componenti che possono essere associati alle linee di mandata 8 del sistema 1, quali ad esempio saracinesche per interrompere o parzializzare il flusso d?aria in ingresso alle canalizzazioni, botole per scaricare dalle canalizzazioni eventuale portata d?aria in eccesso, filtri per eseguire una filtrazione meccanica dell?aria nelle canalizzazioni e sensori per rilevare parametri di flusso e/o parametri termo-igrometrici lungo le canalizzazioni. Dovendo dagli ambienti serviti dall?impianto HVAC essere prelevata una portata d?aria uguale alla portata d?aria erogata attraverso le linee di mandata 8, il sistema 1 comprende, oltre alle linee di mandata 8 (disposte fluidodinamicamente a valle del collettore 6), anche una o pi? linee di ripresa 18 (disposte fluidodinamicamente a monte del collettore 6), che si sviluppano a partire dagli ambienti serviti dall?impianto HVAC fino a raggiungere il collettore 6 e che sono rappresentate schematicamente in Figura 1 per mezzo di una singola canalizzazione disegnata in tratteggio.
Lungo le linee di mandata 8 sono installati uno o pi? dispositivi 9 di sanificazione dell?aria, configurati per l?abbattimento di uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati. Come si pu? evincere dalla Figura 1, in cui sono rappresentati, per ogni linea di mandata 8, tre dispositivi 9 disposti tra loro in serie, il sistema 1 pu? esibire differenti configurazioni, a seconda del numero di dispositivi 9 e dalla loro collocazione lungo le linee di mandata 8, tra cui ad esempio:
- una prima configurazione in cui ? presente una sola linea di mandata 8 con un solo dispositivo 9 disposto lungo la linea di mandata 8;
- una seconda configurazione in cui ? presente una sola linea di mandata 8 con due o pi? dispositivi 9 disposti tra loro in serie lungo la linea di mandata 8;
- una terza configurazione in cui sono presenti due o pi? linee di mandata 8 disposte tra loro in parallelo, un solo dispositivo 9 essendo collocato lungo ciascuna linea di mandata 8, per cui i dispositivi 9 risultano disposti tra loro in parallelo;
- una quarta configurazione in cui sono presenti due o pi? linee di mandata 8 disposte tra loro in parallelo, due o pi? dispositivi 9 essendo collocati lungo ciascuna linea di mandata 8, sussistendo identit? di numero tra le linee di mandata 8 in quanto a dispositivi 9 collocati;
- una quinta configurazione in cui sono presenti due o pi? linee di mandata 8 disposte tra loro in parallelo, ciascuna linea di mandata 8 avendo un proprio numero di dispositivi 9 collocati lungo di essa.
I dispositivi 9 per la sanificazione dell?aria, in particolare per l?abbattimento di uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati, implementano caratteristiche peculiari dell?invenzione e possono essere declinati secondo distinte forme realizzative. La presente invenzione presenta infatti un?ampia flessibilit? ad essere adattata, al fine di ottimizzare l?azione abbattitrice degli inquinanti biologici, alle caratteristiche di forma e di dimensione delle canalizzazioni lungo cui tali dispositivi 9 sono installati, nonch? alle caratteristiche del flusso che si intende instaurare lungo le canalizzazioni (in particolare alla portata d?aria nominale oppure alla portata d?aria massima lungo le linee di mandata 8).
Esempi di due distinte forme realizzative del dispositivo 9 secondo la presente invenzione sono rappresentati, a titolo esplicativo ma non limitativo, in Figura 2 ed in Figura 3, gli esempi di cui alla Figura 2 ed alla Figura 3 essendo in particolare idonei ad un?installazione rispettivamente lungo una canalizzazione di forma rettangolare con una relativamente pi? estesa sezione trasversale ed una relativamente pi? alta portata nominale e lungo una canalizzazione di forma quadrata con una relativamente pi? contenuta sezione trasversale ed una relativamente pi? bassa portata nominale.
Come si pu? immediatamente evincere da un confronto tra la Figura 2 e la Figura 3, il dispositivo 9 pu? denotare una configurazione modulare secondo la quale un modulo di base pu? essere ripetuto un numero discreto di volte, nella forma realizzativa di cui alla Figura 3 il dispositivo 9 comprendendo un unico modulo di base, nella forma realizzativa di cui Figura 2 il modulo di base rappresentato in Figura 3 essendo esemplificativamente ripetuto un numero di volte pari a sei.
Il dispositivo 9 di cui alla Figura 3 (ulteriormente rappresentato nelle viste in sezione di cui alla Figure 4 e 5) comprende un involucro 28 a conformazione tubolare. L?involucro 28 ? segnatamente configurato quale un elemento assialsimmetrico longitudinalmente esteso. L?asse S di simmetria assiale del dispositivo 9 ? rappresentato in Figura 4. L?involucro 28 pu? essere un elemento sostanzialmente cilindrico, in particolare con un diametro interno compreso tra 50 mm e 1600 mm, preferibilmente tra 100 mm e 300 mm. La lunghezza in direzione assiale dell?involucro 28 pu? essere compresa tra 200 mm e 2000 mm, preferibilmente tra 350 mm e 1500 mm. L?involucro 28 definisce una superficie interna che presenta una forma sostanzialmente assialsimmetrica rispetto all?asse S, in particolare forma sostanzialmente cilindrica. L?involucro 28 pu? essere realizzato in materiale metallico oppure in materiale plastico.
Il dispositivo 9 di cui alle Figure da 3 a 5 comprende ulteriormente una sorgente 23 di radiazione UV (ovvero radiazione ultravioletta), in particolare di radiazione UVC (ovvero radiazione ultravioletta di categoria corta), alloggiata all?interno dell?involucro 28. La sorgente 23 ? configurata quale un elemento longitudinalmente esteso a simmetria assiale. In particolare la sorgente 23 ? sostanzialmente coassiale rispetto all?involucro 28, ovvero presenta una sostanziale simmetria assiale rispetto all?asse S. La sorgente 23 pu? presentare una superficie irradiante di forma sostanzialmente cilindrica, il diametro di tale superficie irradiante essendo vantaggiosamente compreso tra 10 mm e 40 mm, preferibilmente compreso tra 16 mm e 25 mm. In merito invece all?estensione longitudinale della sorgente 23, si pu? prevedere che il rapporto tra la lunghezza in direzione assiale della sorgente 23 e la lunghezza in direzione assiale dell?involucro 28 sia compreso tra 1 e 200, preferibilmente tra 1 e 3.
La sorgente 23 pu? essere fissata all?involucro 28 mediante mezzi meccanici che ne consentono vantaggiosamente la removibilit?, specialmente ai fini di operare una manutenzione oppure una sostituzione della sorgente 23. A titolo puramente esemplificativo dei mezzi meccanici di cui il dispositivo 1 pu? essere dotato per ottenere il fissaggio della sorgente 23, si pu? prevedere una coppia di staffe 48 le quali sono fissate all?involucro 28 in corrispondenza delle estremit? della sorgente 23 e sono sagomate in modo da definire una sorta di culla 49 per l?alloggiamento della sezione trasversale della sorgente 23. Le staffe 48 presentano vantaggiosamente un?elasticit? adeguata a supportare con stabilit? e sicurezza la sorgente 23 nella culla 49. La sorgente 23 pu? disporre di una propria alimentazione elettrica (ovvero essere del tipo a batteria), oppure pu? preferibilmente essere alimentata a partire da una rete esterna, alla quale la sorgente 23 ? collegata per mezzo di cavi elettrici. In tale secondo caso, come rappresentato nelle Figure 3 e 4, all?involucro 28 pu? essere associato un canale di servizio 15 mediante il quale ? consentito ai cavi elettrici di raggiungere la sorgente 23, preferibilmente in corrispondenza di una delle sue estremit?.
Secondo la presente invenzione, una cavit? 25 ? definita tra l?involucro 28 e la sorgente 23, per cui un flusso d?aria pu? percorrere il dispositivo 9, essendo nel contempo esposto alla radiazione UV emessa dalla sorgente 23. Date le configurazioni preferite di involucro 28 e la sorgente 23 (ovvero elementi longitudinalmente estesi sostanzialmente assialsimmetrici e sostanzialmente coassiali), si ha che la cavit? 25 ? a sua volta longitudinalmente estesa e sostanzialmente assialsimmetrica con asse di simmetria rappresentato dall?asse S. La sezione trasversale della cavit? 25 ? quindi segnatamente una sezione anulare che, avendo preferibilmente sia la superficie interna dell?involucro 28, sia la sorgente 23 forma sostanzialmente cilindrica, si mantiene sostanzialmente costante per tutta la propria estensione.
La Richiedente ha constatato, a seguito di numerose ed accurate prove sperimentali, che la configurazione della cavit? 25 pocanzi descritta (ovvero con conformazione sostanzialmente assialsimmetrica e sezione trasversale sostanzialmente anulare e sostanzialmente costante lungo l?estensione della sorgente 23) consente una sanificazione capillare del flusso d?aria all?interno del dispositivo 9. In particolare, un effetto tecnico sorprendente in termini di incremento dell?efficacia dell?abbattimento degli inquinanti biologici veicolati dal flusso d?aria che percorre il dispositivo 9 ? stato riscontrato dalla Richiedente quando la cavit? 25 presenta una sezione trasversale sostanzialmente anulare (ovvero una sezione trasversale delimitata internamente ed esternamente da circonferenze), rispetto a quando la cavit? 25 presenta una sezione trasversale delimitata da contorni poligonali. Infatti, la sezione sostanzialmente anulare non ? suscettibile a possibili perdite di efficacia che, invece, in una sezione poligonale possono verificarsi soprattutto in prossimit? degli spigoli.
La sorgente 23 pu? essere presente nel dispositivo 9 sotto forma di una lampada configurata per emettere una radiazione UV di lunghezza d?onda compresa tra 100 nm e 300 nm, preferibilmente tra 240 nm e 260 nm, ancora pi? preferibilmente tra 253.5 nm e 254 nm. La Richiedente ha infatti constatato che una radiazione di lunghezza d?onda di circa 254 nanometri ? la radiazione nel campo dell?ultravioletto che denota le pi? elevate propriet? di abbattimento di inquinanti biologici aerotrasportati (virus, batteri ed altri microrganismi). La sorgente 23 pu? invece presentare emissione sostanzialmente nulla a 185 nanometri.
Vantaggiosamente, il flusso d?aria che percorre la cavit? 25 del dispositivo 9 ? irradiato non soltanto dalla radiazione UV direttamente emessa dalla sorgente 23, ma anche dalla radiazione UV riflessa dalla superficie interna dell?involucro 28. In tal modo, si assiste ad un notevole incremento del rendimento del dispositivo 1, in quanto una parte considerevole della radiazione UV che andrebbe altrimenti persa (essendo assorbita dalla superficie interna dell?involucro 28) ? invece reintrodotta nella cavit? 25, laddove pu? fornire un importante contributo all?inattivazione degli inquinanti biologici veicolati dal flusso d?aria che percorre la cavit? 25.
Al fine di incrementare il pi? possibile il fenomeno della riflessione da parte della superficie interna dell?involucro 28 (e conseguentemente ottimizzare il rendimento del dispositivo 9), tale superficie presenta preferibilmente una riflettanza superiore a 0.6, in particolare superiore a 0.7, ancor pi? in particolare superiore a 0.8, per una lunghezza d?onda compresa tra 100 nm e 300 nm, in particolare tra 245 nm e 255 nm. Per conferire le caratteristiche di riflettanza desiderate, la superficie interna dell?involucro 28 ? vantaggiosamente sottoposta (preliminarmente alle operazioni di assemblaggio del dispositivo 9) ad operazioni di finitura volte a conferire appunto alla superficie interna dell?involucro 28 un?elevata capacit? di riflettere la radiazione incidente, in particolare la radiazione incidente nello spettro dell?ultravioletto. In particolare, le operazioni di finitura sono volte a conferire alla superficie interna dell?involucro 28 una rugosit? compresa tra Ra 0.04 e Ra 3.2. Qualora l?involucro 28 sia realizzato in materiale metallico, la superficie interna pu? essere sottoposta a lucidatura. Qualora invece l?involucro 28 sia realizzato in materiale plastico, un rivestimento metallico pu? essere applicato alla superficie interna dell?involucro 28 (ad esempio tramite deposizione elettrolitica).
La conformazione della cavit? 25, in combinazione con le caratteristiche riflettenti della superficie interna dell?involucro 28, ? in grado di supplire all?attenuazione della potenza della radiazione UV all?allontanarsi dalla sorgente 23 (attenuazione che, come noto, segue una legge quadratica inversa). Infatti, le prove sperimentali effettuate dalla Richiedente hanno evidenziato come l?efficacia della radiazione UV nell?abbattimento degli inquinanti biologici aerotrasportati si mantiene considerevole anche all?allontanarsi dalla sorgente 23. Di fatto, all?interno della cavit? 25 si possono macroscopicamente individuare tre zone tra loro concentriche:
- una zona interna adiacente alla sorgente 23, in cui il flusso d?aria ? investito dalla radiazione UV emessa dalla sorgente 23 sostanzialmente a piena potenza;
- una zona intermedia tra la sorgente 23 e la superficie interna dell?involucro 28, in cui il flusso d?aria riesce ad essere raggiunto da una parte della radiazione UV riflessa, la quale agisce a compensazione dell?attenuazione della potenza trasferita dalla radiazione UV emessa e
- una zona esterna adiacente alla superficie interna dell?involucro 28, in cui il flusso d?aria ? significativamente esposto alla radiazione UV riflessa, che va ad integrare in misura consistente la radiazione UV emessa.
La conformazione della cavit? 25 e le caratteristiche riflettenti della superficie interna dell?involucro 28, assicurando un elevato abbattimento degli inquinanti biologici per unit? di lunghezza della sorgente 23, consentono di installare nel dispositivo 9 lampade relativamente economiche, quali ad esempio lampade del tipo a bassa pressione di amalgama di mercurio.
Il controllore del sistema 1 ? vantaggiosamente configurato per pilotare l?unit? premente, in particolare del motore del ventilatore 7, in modo tale per cui all?interno del dispositivo 9, ovvero nella cavit? 25, si instaurano parametri di flusso ottimali, tali da contribuire all?abbattimento degli inquinanti biologici per mezzo della radiazione UV. In particolare, tali parametri di flusso comprendono una velocit? dell?aria nella cavit? 25 relativamente ridotta, in modo da garantire un tempo relativamente lungo di esposizione alla radiazione UV emessa dalla sorgente 23. Volendo fornire parametri numerici di riferimento, il pilotaggio dell?unit? premente pu? essere tale per cui l?aria nella cavit? 25 si muova con una velocit? media in direzione assiale non superiore a 25 m/s. In aggiunta oppure in alternativa, il pilotaggio dell?unit? premente pu? essere tale per cui il flusso d?aria (e quindi anche ogni inquinante biologico aerotrasportato da tale flusso d?aria) sia esposto alla radiazione UV emessa dalla sorgente 23 per un tempo non inferiore ad un decimo di secondo. In una logica di controllo del sistema 1 particolarmente raffinata, il pilotaggio dell?unit? premente pu? essere finalizzato ad instaurare nella cavit? 25 un flusso d?aria tale per cui sia applicata all?aria in transito nel dispositivo 9 una dose di radiazioni UV superiore a 1.000 ?W?s/cm<2>, opzionalmente compresa nel range tra 2.000 ?W?s/cm<2 >e 8.000 ?W?s/cm<2>, dove la dose di radiazioni UV ? espressa come intensit? della radiazione UV intensity (?W/cm<2>) ? tempo di esposizione. Pu? essere poi vantaggiosamente prevista una linea di comando tra il controllore del sistema 1 e la sorgente 23, atta a consentire al controllore del sistema 1 di determinare le accensioni e gli spegnimenti della sorgente 23, nonch? di operare regolazioni della potenza della radiazione UV emessa dalla sorgente 23. Ad esempio, tali regolazioni possono prevedere che la potenza della radiazione UV emessa dalla sorgente 23 aumenti all?aumentare della velocit? dell?aria nel dispositivo 9 e diminuisca al diminuire della velocit? dell?aria nel dispositivo 9.
Il dispositivo 9 secondo la presente invenzione prevede mezzi di collegamento ad un condotto di alimentazione 10, che appartiene ad una delle linee di mandata 8 del sistema 1 e dal quale il dispositivo 9 pu? ricevere il flusso d?aria movimentato dall?unit? premente. Nella rappresentazione esemplificativa di cui alla Figura 3, il condotto di alimentazione 10, disposto a monte rispetto al dispositivo 9 e rappresentato mediante linee tratteggiate, presenta una sezione trasversale quadrangolare, in particolare sostanzialmente quadrata. Ai fini di realizzare tale collegamento con il condotto di alimentazione 10, il dispositivo 9 comprende un?interfaccia di testa 77, la quale ? configurata per poterne eseguire uno stabile fissaggio (segnatamente a tenuta di fluido) al condotto di alimentazione 10 e a partire dalla quale poi si diparte l?involucro 28. Essendo pertanto presenti agli opposti capi dell?interfaccia di testa 77 elementi tra loro differenti in quanto a sezione trasversale (dato che il condotto di alimentazione 10 e l?involucro 28 hanno rispettivamente sezione trasversale quadrangolare e sezione trasversale circolare), l?interfaccia di testa 77 comprende un adattatore di testa 76 configurato per operare una transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso al dispositivo 9.
L?adattatore di testa 76 pu? essere declinato secondo differenti forme di attuazione, in funzione sia della sezione trasversale del condotto di alimentazione 10 (che pu? presentare, invece di una sezione trasversale quadrata, una sezione trasversale rettangolare oppure una sezione trasversale poligonale con un numero di lati diverso da quattro), sia dell?estensione longitudinale che si intende conferire all?adattatore di testa 76 e pi? in generale all?interfaccia di testa 77. Volendo giungere ad un?ottimizzazione dell?ingombro dell?interfaccia di testa 77, l?adattatore di testa 76 pu? essere configurato quale una paratia di testa con geometria tale da ottenere una repentina transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso al dispositivo 9. La paratia di testa pu? ad esempio comprendere una piastra di forma poligonale, in particolare quadrata oppure rettangolare. Un foro circolare sostanzialmente coassiale rispetto all?involucro 28 pu? essere definito centralmente a tale piastra. Volendo giungere invece ad un contenimento delle perdite di carico in concomitanza dell?interfaccia di testa 77, l?adattatore di testa 76 pu? essere configurato quale un raccordo di testa con geometria tale da ottenere una graduale transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso al dispositivo 9. Il raccordo di testa pu? ad esempio comprendere un tratto di tubazione sviluppantesi tra una prima sezione adiacente al condotto di alimentazione 10 ed una seconda sezione adiacente all?involucro 28. Tale prima sezione e tale seconda sezione possono presentare rispettivamente forma poligonale, in particolare quadrata oppure rettangolare, e forma circolare, la seconda sezione essendo sostanzialmente coassiale rispetto all?involucro 28.
Il flusso d?aria sanificato dal dispositivo 9 pu? essere rilasciato direttamente nell?ambiente soggetto a condizionamento, per cui il dispositivo 9 pu? terminare in un?estremit? libera di scarico (in tal caso sono comunque opportunamente implementati accorgimenti volti a precludere che da tale estremit? libera di scarico possano fuoriuscire radiazioni UV). Secondo una forma di attuazione alternativa preferita, il dispositivo 9 pu? invece prevedere mezzi di collegamento ad un condotto di scarico 20 che appartiene alla stessa tra le linee di mandata 8 del sistema 1 di cui fa parte il condotto di alimentazione 10. Vantaggiosamente, tra il condotto di alimentazione 10 ed il condotto di scarico 20, sussistono una sostanziale identit? di forma ed una sostanziale identit? dimensionale. Infatti, nella rappresentazione esemplificativa di cui alla Figura 3, il condotto di scarico 20, disposto a valle rispetto al dispositivo 9 e rappresentato sempre mediante tratteggio, presenta la stessa sezione trasversale del condotto di alimentazione 10, ovvero una sezione trasversale quadrangolare, in particolare sostanzialmente quadrata. Ai fini di realizzare tale collegamento con il condotto di scarico 20, il dispositivo 9 comprende un?interfaccia di fondo 79, la quale ? configurata per poterne eseguire uno stabile fissaggio (segnatamente a tenuta di fluido) al condotto di scarico 20. L?interfaccia di fondo 79 si diparte a partire dall?estremit? di valle dell?involucro 28, il quale pertanto si sviluppa tra l?interfaccia di testa 77 e l?interfaccia di fondo 79. L?interfaccia di fondo 79 comprende un adattatore di fondo 78 configurato per operare una transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in uscita dal dispositivo 9. Per quanto riguarda le forme di attuazione secondo le quali pu? essere declinato l?adattatore di fondo 78, valgono i medesimi insegnamenti sopra riportati in merito all?adattatore di testa 76. Pertanto, l?adattatore di fondo 78 ad esempio pu? essere configurato quale una paratia di fondo con geometria tale da ottenere una repentina transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in uscita dal dispositivo 9, qualora si volesse giungere ad un?ottimizzazione dell?ingombro dell?interfaccia di fondo 79, oppure quale un raccordo di fondo con geometria tale da ottenere una graduale transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in uscita dal dispositivo 9, qualora si volesse giungere ad un contenimento delle perdite di carico in concomitanza dell?interfaccia di fondo 79. Vantaggiosamente, l?interfaccia di fondo 79, in particolare l?adattatore di fondo 78, presenta una geometria specularmente opposta alla geometria dell?interfaccia di testa 77, in particolare dell?adattatore di testa 76. Ci? tuttavia non preclude affatto che per l?interfaccia di fondo 79 possa essere adottata una geometria differente rispetto alla geometria dell?interfaccia di testa 77. Il dispositivo 9 di sanificazione secondo la presente invenzione pu? essere configurato in modo da consentire l?attuazione di un metodo di sanificazione, in particolare per abbattere uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati, che presenta di per s? caratteristiche inventive e che ha quali proprie fasi peculiari la fase di instaurazione, lungo la cavit? 25, di un flusso d?aria idealmente elicoidale e la fase di irradiazione di tale flusso d?aria elicoidale mediante la radiazione UV emessa dalla sorgente 23. Con l?espressione ?flusso d?aria idealmente elicoidale?, si intende un flusso in cui ciascuna particella fluida, nel corso del proprio avanzamento lungo la cavit? 25, descrive una traiettoria elicoidale (rappresentata schematicamente in Figura 3 per mezzo della freccia a ricciolo disegnata all?interno del dispositivo 9), in quanto presenta una velocit? avente sia una componente in direzione tangenziale, sia una componente in direzione assiale (entrambe le componenti mantenendosi idealmente costanti lungo la cavit? 25). Il passo della traiettoria elicoidale di ciascuna particella fluida ? definito dal rapporto tra le componenti della velocit? della particella fluida rispettivamente in direzione tangenziale ed in direzione assiale, secondo una relazione di proporzionalit? inversa tale per cui, all?aumentare di tale rapporto, si assiste ad una riduzione del passo della traiettoria elicoidale. Il rapporto tra le componenti della velocit? della particella fluida rispettivamente in direzione tangenziale ed in direzione assiale pu? essere compreso tra 0.2 e 20, pi? preferibilmente tra 0.5 e 10, ancora pi? preferibilmente tra 1 e 5.
La Richiedente ha verificato che la fase di instaurazione del flusso d?aria idealmente elicoidale lungo la cavit? 25 ? notevolmente efficace nel contribuire ad ottenere un radicale abbattimento degli inquinanti biologici veicolati dal flusso d?aria per mezzo della radiazione UV emessa dalla sorgente 23. Infatti, l?instaurazione del flusso d?area idealmente elicoidale incrementa il tempo di permanenza delle particelle fluide (e conseguentemente anche degli inquinanti biologici aerotrasportati) all?interno della cavit? 25, e conseguentemente il tempo di esposizione alla radiazione UV emessa dalla sorgente 23. Essendo la carica energetica che determina l?inattivazione degli agenti patogeni data dal prodotto della potenza irradiata dalla sorgente 23 per il tempo di esposizione alla radiazione UV, si ha che un flusso d?aria idealmente elicoidale, incrementando il tempo di esposizione degli agenti patogeni alla radiazione UV emessa dalla sorgente 23, offre il vantaggio, rispetto ad un flusso d?aria idealmente rettilineo, di una pi? alta carica energetica assorbita dagli agenti patogeni (l?assorbimento della carica energetica essendo tanto maggiore quanto pi? ? breve il passo della traiettoria elicoidale descritta dalle particelle fluide, ovvero quanto pi? la componente tangenziale del flusso d?aria prevale, all?interno della cavit? 25, rispetto alla componente assiale).
La Richiedente ritiene opportuno sottolineare come un aumento del tempo di esposizione alla radiazione UV ottenuto per mezzo dell?instaurazione di un flusso idealmente elicoidale, rispetto ad un aumento del tempo di esposizione alla radiazione UV analogo ottenuto invece per mezzo della riduzione in termini assoluti della velocit? delle particelle fluide, permette di conservare in misura molto pi? significativa l?energia cinetica delle particelle fluide. Ci? determina importanti vantaggi. In primo luogo, viene a cadere la necessit? di prevedere perdite di carico a monte del dispositivo 9 intenzionalmente per rallentare il flusso d?aria, con conseguenti ripercussioni favorevoli sull?efficienza energetica dell?intero sistema 1. In secondo luogo, una relativamente pi? elevata energia cinetica delle particelle fluide all?interno del dispositivo 9 agisce nella direzione di promuovere un regime di moto turbolento all?interno della cavit? 25. Provocando tale regime di moto turbolento fenomeni di mescolamento delle particelle fluide, si ha che le particelle fluide (e con esse anche gli agenti patogeni aerotrasportati) possono vedere modificata, nel corso del passaggio attraverso la cavit? 25, la loro distanza radiale rispetto alla sorgente 23. Diviene quindi statisticamente molto pi? improbabile che le particelle fluide, nel corso del passaggio attraverso la cavit? 25, si mantengano costantemente ad eventuali distanze radiali rispetto alla sorgente 23 in corrispondenza delle quali sussiste una minore esposizione alla radiazione UV. Da un punto di vista costruttivo, l?instaurazione del flusso d?aria idealmente elicoidale equivale di fatto all?ottenimento, a partire da un condotto rettilineo quale appunto la cavit? 25 del dispositivo 9, di un condotto virtuale di maggiore lunghezza, per cui si possono agevolmente comprendere gli evidenti vantaggi della presente invenzione anche in termini di dimensionamento del dispositivo 9. Infatti, l?estensione longitudinale della sorgente 23 pu? essere significativamente minore e pertanto il dispositivo 9 si pu? presentare come notevolmente compatto. Il dispositivo 9 risulta quindi predisposto all?installazione nel sistema 1 anche nel caso in cui vi sia limitata disponibilit? di spazi per tale installazione.
Da un punto di vista progettuale, si fissa un dimensionamento di massima per il dispositivo 9 in funzione degli spazi disponibili ai fini dell?installazione dello stesso nel sistema 1 (in particolare si fissa un target di massima estensione longitudinale per la sorgente 23) e si stabilisce inoltre un rapporto ritenuto ottimale (in funzione dei parametri di flusso nominali nelle linee di mandata 8) tra le componenti tangenziale ed assiale della velocit? delle particelle fluide all?interno della cavit? 25. Si ricavano quindi i parametri di flusso all?interno della cavit? 25 (in modo particolare la velocit? dell?aria secondo le proprie componenti tangenziale ed assiale), nonch? il tempo di percorrenza della cavit? 25, che si assume essere corrispondente al tempo di esposizione del flusso d?aria alla radiazione UV emessa dalla sorgente 23. Sia i parametri di flusso, sia i parametri di esposizione possono essere soggetti a vincoli di progetto, onde garantire che il dispositivo 9 possa poi svolgere con efficacia la propria azione di abbattimento degli inquinanti biologici aerotrasportati, tali vincoli di progetto potendo essere ad esempio:
- una dose di radiazione UV applicata alle particelle fluide superiore a 1.000 ?W?s/cm<2>;
- una velocit? media delle particelle fluide in direzione assiale non superiore a 25 m/s;
- un tempo di esposizione delle particelle fluide alla radiazione UV non inferiore ad un decimo di secondo.
Fissata quindi la carica energetica che si intende trasferire alle particelle fluide al fine di ottenere il desiderato abbattimento degli inquinanti biologici aerotrasportati (ad esempio una carica energetica tra 20 mj e 300 mj), si ottiene infine la potenza radiante della sorgente 23. Nella progettazione del dispositivo 9, in particolare nella determinazione della potenza radiante della sorgente 23, si tengono vantaggiosamente in considerazione anche le ulteriori caratteristiche del dispositivo 9 secondo la presente invenzione che contribuiscono favorevolmente al trasferimento della carica energetica alle particelle aerotrasportate, in particolare le caratteristiche geometriche della sezione trasversale della cavit? 25 e le caratteristiche di riflettanza della superficie interna dell?involucro 28. Tali caratteristiche del dispositivo 9 rendono infatti possibile l?utilizzo di sorgenti 23 di minore potenza radiante.
La fase di instaurazione del flusso d?aria idealmente elicoidale ? vantaggiosamente implementata operando, a monte della cavit? 25, una conversione nella direzione del flusso d?aria. Vantaggiosamente, sussistendo nel condotto di alimentazione 10 un flusso d?aria idealmente rettilineo (come mostrato in Figura 3 per mezzo della freccia disegnata in corrispondenza dell?ingresso del dispositivo 9), tale conversione si attua conferendo una componente tangenziale a tale flusso d?aria idealmente rettilineo e riducendo conseguentemente la componente assiale dello stesso flusso d?aria.
La presente invenzione ha quindi per ulteriore oggetto una configurazione del dispositivo 9 finalizzata ad operare la suddetta conversione del flusso d?aria idealmente rettilineo a monte della sorgente 23 e ad instaurare cos? un flusso d?aria idealmente elicoidale lungo la cavit? 25, ovvero un flusso d?aria in cui ciascuna particella fluida presenta una velocit? avente una componente in direzione tangenziale ed una componente in direzione assiale. Tale configurazione del dispositivo 9 prevede un deflettore di flusso disposto in prossimit? dell?interfaccia di testa 77 ed a monte della sorgente 23.
Il deflettore di flusso secondo la presente invenzione, come si pu? evincere in particolare dalla Figura 3, presenta, quale proprio elemento peculiare, una corona 29 di palette statoriche. Tale corona 29 ? vantaggiosamente sostanzialmente coassiale all?involucro 28 ed alla sorgente 23. Tale corona 29 occupa preferibilmente l?intera sezione di ingresso del dispositivo 9, cosicch? l?intero flusso d?aria idealmente rettilineo proveniente dal condotto di alimentazione 10 ? deviato dalla corona 29, percorrendo i canali di passaggio ricavati tra le palette statoriche, ed ? cos? convertito in un flusso d?aria idealmente elicoidale lungo la cavit? 25. Le palette statoriche della corona 29 possono essere in numero compreso tra 2 e 10, preferibilmente tra 6 e 24 (nella forma di attuazione rappresentata ad esempio in Figura 3, le palette statoriche della corona 29 sono in numero pari a dodici). Le palette statoriche della corona 29 possono essere disposte equispaziate angolarmente tra loro.
Il deflettore di flusso secondo la presente invenzione pu? inoltre comprendere, in posizione centrale, un?ogiva 40, a partire dalla quale le palette statoriche della corona 29 si estendono radialmente. L?ogiva 40 ? configurata per convogliare il flusso d?aria nei canali di passaggio tra le palette statoriche. A tal fine, l?ogiva 40 presenta preferibilmente un profilo aerodinamico volto a contenere le perdite di carico dovute alla deviazione, verso i canali di passaggio tra le palette statoriche, del flusso d?aria che investe centralmente il deflettore di flusso.
Oltre che radialmente, le palette statoriche della corona 29 si estendono tangenzialmente ed assialmente, al fine di impartire al flusso d?aria idealmente elicoidale nella cavit? 25 le desiderate caratteristiche, in particolare il passo della traiettoria elicoidale descritta da ciascuna particella fluida all?interno della cavit? 25. Vantaggiosamente, l?estensione delle palette statoriche nelle direzioni tangenziale ed assiale ? funzionale ad instaurare un flusso d?aria idealmente elicoidale nella cavit? 25, in cui il rapporto tra le componenti della velocit? dell?aria rispettivamente in direzione tangenziale ed in direzione assiale ? compreso tra 0.2 e 20, preferibilmente tra 0.5 e 10, ancora pi? preferibilmente tra 1 e 5.
Ciascuna delle palette statoriche della corona 29 ? segnatamente configurata per guidare il flusso d?aria ad una conversione graduale verso la condizione di idealmente elicoidale. In particolare, ciascuna delle palette statoriche della corona 29 pu? prevedere un?inclinazione che ? variabile lungo la direzione radiale ed un angolo di svergolamento compreso tra 10? e 75?, preferibilmente tra 30? e 65?, ancora pi? preferibilmente compreso tra 45? e 55? sessagesimali.
Lo svergolamento delle palette statoriche della corona 29 ? inteso non soltanto a conferire il desiderato passo della traiettoria elicoidale descritta da ciascuna particella fluida all?interno della cavit? 25, ma anche a nascondere (in ci? cooperando con il numero e con la forma delle palette statoriche) la sorgente 23 dalla vista di un osservatore che si dispone frontalmente rispetto al dispositivo 9. Essendo, come noto, l?esposizione ad una radiazione UV (in particolare ad una radiazione UVC) potenzialmente nociva per l?uomo, il deflettore di flusso secondo la presente invenzione ? configurato per creare, dalla radice alla periferia esterna di palette statoriche contigue, un ricoprimento ottico che contiene quanto pi? possibile la visibilit? della radiazione UV da parte di un osservatore che si posizioni esternamente all?involucro 28 ed osservi il deflettore di flusso. Pertanto, il deflettore di flusso presenta caratteristiche di schermatura, tali per cui le palette statoriche della corona 29 sono configurate in modo da impedire ad almeno il 70%, preferibilmente ad almeno l?80%, ancor pi? preferibilmente ad almeno il 90%, della radiazione UV emessa dalla sorgente 23 di attraversare il deflettore di flusso e di fuoriuscire cos? dal dispositivo 9. Le caratteristiche di schermatura del deflettore di flusso sono vantaggiosamente tali da non interferire con le caratteristiche di conduzione del flusso d?aria attraverso la corona 29 di palette statoriche.
Vantaggiosamente, il metodo di sanificazione secondo la presente invenzione comprende ulteriormente la fase di ripristino, a valle della cavit? 25, di un flusso d?aria idealmente rettilineo che, dopo avere subito un significativo abbattimento degli inquinanti biologici ed essere quindi stato rilasciato dal dispositivo 9, ? convogliato nel condotto di scarico 20 (come mostrato in Figura 3 per mezzo della freccia disegnata in corrispondenza dell?uscita del dispositivo 9). Tale fase di ripristino ? preferibilmente attuata operando una conversione del flusso d?aria inversa rispetto a quella mediante la quale si ? precedentemente ottenuto il flusso idealmente elicoidale. ? pertanto portata ad un valore sostanzialmente nullo la componente in direzione tangenziale della velocit? delle particelle fluide, le particelle fluide subendo una deflessione a seguito della quale presentano una velocit? con sola componente in direzione assiale.
Ai fini di attuare la suddetta fase di ripristino, il dispositivo 9 prevede un raddrizzatore di flusso 51 disposto in prossimit? dell?interfaccia di fondo 79 ed a valle della sorgente 23. Vantaggiosamente, il raddrizzatore di flusso 51 comprende una configurazione speculare rispetto alla conformazione del deflettore di flusso. Pertanto, anche il raddrizzatore di flusso 51 pu? presentare, quale proprio elemento peculiare, una corona di palette statoriche, vantaggiosamente in numero uguale al numero delle palette statoriche della corona 29 del deflettore di flusso. Quanto sopra descritto in merito al deflettore di flusso ? applicabile anche al raddrizzatore di flusso 51 del dispositivo 9, fermo restando che per il raddrizzatore di flusso 51 deve essere adottata (ad esempio per il profilo delle palette statoriche) una configurazione speculare rispetto a quella descritta a proposito del deflettore di flusso.
Vantaggiosamente, nella cavit? 25 del dispositivo 9 (ovvero tra la sorgente 23 e la superficie interna dell?involucro 28) possono essere previsti elementi idonei a mantenere idealmente elicoidale il flusso d?aria che percorre il dispositivo 9, cos? contrastando eventuali modifiche alla direzione del flusso all?interno del dispositivo 9 che possano condurre ad un?accidentale ed indesiderata instaurazione di una condizione di flusso differente da quella idealmente elicoidale (ad esempio ad un incremento della componente assiale della velocit? assiale delle particelle fluide, a discapito della componente tangenziale) e pertanto potenzialmente ad un?inferiore efficacia del metodo di sanificazione secondo la presente invenzione.
Secondo una prima possibile forma di attuazione, nella cavit? 25 del dispositivo 9 ? alloggiato un deflettore elicoidale 85, configurato preferibilmente in modo da presentare un passo sostanzialmente coincidente al passo della traiettoria elicoidale che ciascuna particella fluida descrive, a seguito della conversione da flusso d?aria idealmente rettilineo a flusso d?aria idealmente elicoidale in corrispondenza del deflettore di flusso all?ingresso del dispositivo 9. Operativamente, tale deflettore elicoidale 85 crea un canale elicoidale all?interno della cavit? 29, che agisce favorevolmente ai fini del mantenimento del flusso d?aria idealmente elicoidale nel dispositivo 9. Secondo una seconda possibile forma di attuazione, nella cavit? 25 del dispositivo 9 sono alloggiati due o pi? deflettori elicoidali (ciascuno presentante configurazione analoga al deflettore elicoidale 85 rappresentato in Figura 4), tali deflettori elicoidali essendo vantaggiosamente tra loro angolarmente equispaziati ed avendo sostanzialmente il medesimo passo. Il deflettore elicoidale 85 di cui alla prima possibile forma di attuazione e i deflettori elicoidali di cui alla seconda possibile forma di attuazione possono presentare un?estensione longitudinale superiore al 50% dell?estensione della cavit? 25 ed un passo compreso tra 0.2 e 5 volte il diametro interno dell?involucro 28.
Il dispositivo 9 di cui alla Figura 2 ? particolarmente idoneo ad essere installato lungo le linee di mandata 8 del sistema 1, quando la portata d?aria nominale lungo tali linee di mandata 8 ? elevata al punto da rendere piuttosto difficoltoso ottenere un soddisfacente abbattimento degli inquinanti biologici aerotrasportati, se tutto il flusso d?aria ? irradiato mediante un?unica sorgente 23. In aggiunta o in alternativa, il dispositivo 9 di cui alla Figura 2 ? particolarmente idoneo ad essere installato lungo le linee di mandata 8 del sistema 1, quando la sezione del condotto di alimentazione 10 presenta una sezione trasversale (ad esempio una sezione trasversale rettangolare le cui diagonali definiscono angoli significativamente differenti da 90?) per cui operare una transizione in una sezione circolare sarebbe disagevole da un punto di vista costruttivo e comunque piuttosto penalizzante da un punto di vista energetico.
Il dispositivo 9 di cui alla Figura 2 si distingue dal dispositivo 9 di cui alla Figura 3 per il fatto di comprendere una pluralit? di involucri 28 tubolari ed una pluralit? di sorgenti 23 di radiazione UV, alloggiate ciascuna in un rispettivo involucro. Gli involucri 28 possono essere tra loro sostanzialmente paralleli ed esibire una sostanziale identit? dimensionale. In particolare, gli involucri 28 possono presentare una sostanziale identit? di diametro, cos? come una sostanziale identit? di estensione longitudinale.
Nell?esempio raffigurato a titolo esplicativo, ma non limitativo, in Figura 2, gli involucri 28 sono in numero pari a sei e sono disposti secondo una distribuzione a matrice che contempla due righe e tre colonne. Pi? in generale, il dispositivo 9 pu? comprendere un numero di involucri 28 in numero compreso tra 1 e 64, preferibilmente compreso tra 1 e 24, ancora pi? preferibilmente compreso tra 1 e 10. Anche ai fini di un contenimento dell?ingombro complessivo del dispositivo 9, una distribuzione a matrice che contempla un numero predeterminato di righe ed un numero predeterminato di colonne ? da ritenersi la distribuzione degli involucri 28 preferita. Tuttavia, differenti distribuzioni degli involucri 28 nel dispositivo 9 possono essere contemplate nell?ambito della presente invenzione.
Per quanto riguarda gli involucri 28 e le sorgenti 23, le stesse caratteristiche sopra descritte con particolare riferimento all?involucro 28 ed alla sorgente 23 di cui al dispositivo 9 rappresentato in Figura 3 possono essere applicate sostanzialmente inalterate a ciascuno tra gli involucri 28 ed a ciascuna tra le sorgenti 23 di cui al dispositivo 9 rappresentato in Figura 2. Analogamente, le stesse caratteristiche sopra descritte con particolare riferimento al deflettore di flusso, al raddrizzatore di flusso 51 ed al deflettore elicoidale 85 di cui al dispositivo 9 rappresentato in Figura 3 possono essere applicate sostanzialmente inalterate a ciascuno tra i deflettori di flusso, a ciascuno tra i raddrizzatori di flusso 51 ed a ciascuno tra i deflettori elicoidali 85 di cui al dispositivo 9 rappresentato in Figura 2.
Per quanto riguarda invece le caratteristiche dell?interfaccia di testa 77 di cui al dispositivo 9 rappresentato in Figura 2 (a partire dalla quale si sviluppano gli involucri 28), si ritiene sufficiente precisare, in aggiunta a quanto precedentemente descritto con riferimento all?interfaccia di testa 77 di cui al dispositivo 9 rappresentato in Figura 3, che l?interfaccia di testa 77 ? ulteriormente configurata per ripartire, a monte dei deflettori di flussi (in particolare a monte delle corone 29 di palette statoriche), il flusso idealmente rettilineo all?interno del condotto di alimentazione 10 in una pluralit? di flussi idealmente rettilinei, in numero corrispondente al numero degli involucri 28 e delle sorgenti 23 (come mostrato in Figura 2 per mezzo delle sei frecce disegnate in corrispondenza dell?ingresso del dispositivo 9). Ognuno tra i flussi idealmente rettilinei ottenuti a seguito della ripartizione ? poi convertito in un flusso idealmente elicoidale da un rispettivo tra i deflettori di flusso. Analogamente, l?interfaccia di fondo 79 di cui al dispositivo 9 rappresentato in Figura 2, rispetto all?interfaccia di fondo 79 di cui al dispositivo 9 rappresentato in Figura 3, ? ulteriormente configurata per riunire, a valle dei raddrizzatori di flusso 51, la pluralit? di flussi idealmente rettilinei generati a seguito della conversione dei flussi idealmente elicoidali in uscita dalle cavit? 25 nel flusso idealmente rettilineo all?interno del condotto di scarico 20.
Alla luce di quanto sopra, si pu? facilmente evincere che il metodo di sanificazione secondo la presente invenzione, quando attuato per mezzo di un dispositivo 9 di sanificazione comprendente una pluralit? di involucri 28 ed una pluralit? di sorgenti 23 (ad esempio mediante il dispositivo 9 rappresentato in Figura 2), si distingue dallo stesso metodo quando attuato per mezzo di un dispositivo 9 di sanificazione comprendente un unico involucro 28 ed un?unica sorgente 23 (ad esempio mediante il dispositivo 9 rappresentato in Figura 3) per il fatto che le fasi di instaurazione, lungo la cavit? 25, di un flusso d?aria idealmente elicoidale e di irradiazione di tale flusso d?aria elicoidale mediante la radiazione UV emessa dalla sorgente 23 sono precedute da una fase di ripartizione di un flusso d?aria di alimentazione (in particolare di un flusso d?aria idealmente rettilineo) in una pluralit? di flussi d?aria in ingresso al dispositivo 9 (anch?essi in particolare idealmente rettilinei). Ciascuno tra tali flussi d?aria in ingresso al dispositivo 9 ? poi individualmente sottoposto dapprima alla fase di instaurazione di un corrispondente flusso d?aria idealmente elicoidale e quindi alla fase di irradiazione di tale flusso d?aria idealmente elicoidale, mediante la radiazione UV emessa dalla sorgente 23.
Vantaggi dell?invenzione
Alla luce della soprastante descrizione dettagliata, in combinazione con le figure che la arredano, si evince come la presente invenzione ? palesemente in grado di superare gli inconvenienti sopra lamentati in relazione allo stato dell?arte dei dispositivi di abbattimento predisposti per un utilizzo in impianti HVAC, in particolare dei dispositivi di abbattimento che comprendono una o pi? sorgenti UV. Allo stesso modo, la presente invenzione ? in grado di raggiungere pienamente tutti gli obiettivi che sono alla base della stessa e che sono stati precedentemente enunciati.
Alla luce della soprastante descrizione dettagliata, in combinazione con le figure che la arredano, si evincono altrettanto palesemente gli effetti tecnici vantaggiosi che la presente invenzione ? in grado di conseguire. In particolare, si fa notare come il dispositivo secondo l?invenzione ? capace di assicurare un?ottimale sanificazione dei flussi d?aria che lo percorrono, con un assai significativo abbattimento degli agenti patogeni aerotrasportati, ad esempio virus, batteri, funghi e/o spore. Si sottolineano, inoltre, l?alto rendimento del dispositivo secondo l?invenzione, l?adattabilit? ai parametri dimensionali degli impianti HVAC in cui tale dispositivo ? destinato ad essere installato e la relativa economicit? della produzione e della messa in opera. Specialmente, si evidenzia la flessibilit? con cui il dispositivo di sanificazione pu? essere versionato tra forme di implementazione pi? performanti (in grado di ottenere i massimi risultati in termini di abbattimento degli agenti patogeni aerotrasportati) e forme di realizzazione pi? compatte (in grado comunque di garantire un?azione di sanificazione affidabile ed efficace).

Claims (20)

RIVENDICAZIONI
1. Dispositivo (9) di sanificazione dell?aria, in particolare per l?abbattimento di uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati, comprendente:
- un?interfaccia di testa (77) configurata per consentire a detto dispositivo (9) di essere collegato ad un condotto di alimentazione (10);
- almeno un involucro (28) tubolare sviluppantesi a partire da detta interfaccia di testa (77); ed
- una sorgente (23) di radiazione ultravioletta alloggiata in detto involucro (28) tubolare;
in cui una cavit? (25) ? definita tra detto involucro (28) e detta sorgente (23) onde consentire ad un flusso d?aria di percorrere detto dispositivo (9) essendo nel contempo esposto alla radiazione emessa da detta sorgente (23).
2. Dispositivo (9) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto involucro (28), detta cavit? (25) e detta sorgente (23) sono configurati quali elementi longitudinalmente estesi a simmetria assiale,
in particolare in cui:
- detta sorgente (23) ? sostanzialmente coassiale rispetto a detto involucro (28) ed a detta cavit? (25) e/o
- una superficie interna di detto involucro (28) presenta forma sostanzialmente cilindrica e/o
- detta sorgente (23) presenta una superficie irradiante di forma sostanzialmente cilindrica.
3. Dispositivo (9) secondo la rivendicazione precedente, in cui:
- il rapporto tra il diametro della superficie irradiante di detta sorgente (23) ed il diametro interno di detto involucro (28) ? compreso tra 600/12, preferibilmente compreso tra 250/25 e 100/16, e/o
- il diametro interno di detto involucro (28) ? compreso tra 50 mm e 1600 mm, preferibilmente compreso tra 100 mm e 300 mm, e/o
- il diametro di detta superficie irradiante ? compreso tra 10 mm e 40 mm, preferibilmente compreso tra 16 mm e 25 mm.
4. Dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente ulteriormente almeno un deflettore di flusso disposto in prossimit? di detta interfaccia di testa (77) ed a monte di detta sorgente (23), detto deflettore essendo configurato per conferire una componente tangenziale ad un flusso d?aria idealmente rettilineo in ingresso a detto dispositivo (9) e per conseguentemente ridurre una componente assiale dello stesso flusso d?aria in ingresso,
in particolare in cui detto almeno un deflettore ? configurato per:
- convertire detto flusso d?aria in ingresso al dispositivo (9) da flusso idealmente rettilineo a flusso idealmente elicoidale e/o
- instaurare un flusso di aria di conformazione idealmente elicoidale lungo detta cavit? (25), ciascuna particella fluida in tale flusso di aria idealmente elicoidale presentando velocit? avente una componente in direzione tangenziale ed una componente in direzione assiale, segnatamente in cui il rapporto tra detta componente in direzione tangenziale e detta componente in direzione assiale ? compreso tra 0.2 e 20, preferibilmente compreso tra 0.5 e 10, ancora pi? preferibilmente compreso tra 1 e 5.
5. Dispositivo (9) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto almeno un deflettore comprende una corona (29) di palette statoriche, dette palette statoriche essendo disposte equi-spaziate angolarmente tra loro;
in cui:
- opzionalmente dette palette statoriche si estendono da un?ogiva (40) posta in posizione centrale e/o
- la corona (29) di palette comprende un numero di palette compreso tra 2 e 100, preferibilmente compreso tra 6 e 24, ancora pi? preferibilmente uguale a 12, e/o
- le palette di detta corona (29) di palette statoriche sono configurate in modo da impedire ad almeno il 70%, preferibilmente ad almeno l?80%, ancor pi? preferibilmente ad almeno il 90%, della radiazione UV emessa dalla sorgente (23) di radiazione attraversi il deflettore di flusso fuoriuscendo da detto involucro (28) tubolare e/o
- opzionalmente le palette sono configurate e disposte in modo tale da creare, dalla radice alla periferia esterna di palette contigue, un ricoprimento ottico che impedisca la visibilit? della luce UV emessa dalla sorgente (23) ad un osservatore che si posizioni esternamente all?involucro (28) tubolare ed osservi il deflettore di flusso e/o
- opzionalmente ciascuna paletta presenta angolo di svergolamento compreso tra 10? e 75?, preferibilmente tra 30? e 65?, ancora pi? preferibilmente compreso tra 45? e 55? sessagesimali.
6. Dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta interfaccia di testa (77) comprende un adattatore di testa (76) configurato per operare una transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso a detto dispositivo (9) da sezione poligonale, in particolare sezione quadrangolare, a sezione circolare;
in cui detto adattatore di testa (76) comprende:
- una paratia di testa configurata per ottenere in modo repentino la transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso a detto dispositivo (9), detta paratia di testa comprendendo una piastra poligonale, in particolare quadrangolare, un foro circolare sostanzialmente coassiale rispetto a detto involucro (28) essendo definito centralmente a detta piastra, oppure
- un raccordo di testa configurato per ottenere in modo graduale la transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in ingresso a detto dispositivo (9), detto raccordo di testa comprendendo un tratto di tubazione sviluppantesi tra una prima sezione adiacente a detto condotto di alimentazione (10) ed una seconda sezione adiacente a detto involucro (28), detta prima sezione e detta seconda sezione presentando rispettivamente forma poligonale, in particolare quadrangolare, e forma circolare, detta seconda sezione essendo sostanzialmente coassiale rispetto a detto involucro (28).
7. Dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente ulteriormente un?interfaccia di fondo (79) configurata per consentire a detto dispositivo (9) di essere collegato ad un condotto di scarico (20), detto involucro (28) sviluppantesi tra detta interfaccia di testa (77) e detta interfaccia di fondo (79);
in cui:
- detto dispositivo (9) comprende ulteriormente un raddrizzatore (51) di flusso disposto in prossimit? di detta interfaccia di fondo (79) ed a valle di detta sorgente (23), detto raddrizzatore (51) essendo configurato per operare una conversione del flusso d?aria in uscita da detto dispositivo (9) da flusso idealmente elicoidale a flusso idealmente rettilineo, segnatamente in cui detto raddrizzatore (51) di flusso comprende una corona di palette statoriche, il numero di palette della corona di detto raddrizzatore (51) essendo preferibilmente uguale al numero di palette della corona (29) di detto deflettore, le palette statoriche della corona di detto raddrizzatore (51) essendo disposte in modo speculare rispetto alle palette della corona (29) di detto deflettore di flusso, e/o
- detta interfaccia di fondo (79) comprende un adattatore di fondo (78) configurato per operare una transizione della sezione di passaggio per il flusso d?aria in uscita da detto dispositivo (9) da sezione circolare a sezione poligonale, in particolare sezione quadrangolare, segnatamente in cui detto adattatore di fondo (78) presenta una geometria specularmente opposta alla geometria di detto adattatore di testa (76).
8. Dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un deflettore elicoidale (85) alloggiato in detta cavit? (25) e configurato per mantenere idealmente elicoidale il flusso d?aria all?interno di detto dispositivo (9);
in cui:
- detto deflettore elicoidale (85) si estende lungo una parte, opzionalmente una parte preponderante superiore al 50%, dell?estensione assiale di detta cavit? (25), e/o
- il passo di detto deflettore elicoidale (85) ? compreso 0.2 e 5 volte il diametro interno di detto involucro (28) tubolare.
9. Dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la superficie interna di detto involucro (28) tubolare realizzata con un materiale la cui riflettanza ? superiore a 0.6, in particolare superiore a 0.7, ancor pi? in particolare superiore a 0.8, per una lunghezza d?onda della luce della sorgente (23) UVC compresa tra 100 nm e 300 nm, in particolare tra 245 nm e 255 nm,
in particolare in cui:
- detto involucro (28) ? in materiale metallico oppure
- detto involucro (28) ? in materiale plastico, un rivestimento metallico essendo applicato alla superficie interna di detto involucro (28).
10. Dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta sorgente (23) ? una lampada configurata per emettere una radiazione ultravioletta di lunghezza d?onda compresa tra 100 nm e 300 nm preferibilmente compresa tra 240 nm e 260 nm, ancora pi? preferibilmente di circa 254 nanometri.
11. Dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui:
- il rapporto tra la lunghezza in direzione assiale di detta sorgente (23) e la lunghezza in direzione assiale di detto involucro (28) ? compreso tra 1 e 200, preferibilmente compreso tra 1 e 3, e/o
- la lunghezza in direzione assiale di detto involucro (28) ? compresa tra 200 mm e 2000 mm, preferibilmente compreso tra 350 mm e 1500 mm.
12. Dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una pluralit? di involucri (28) tubolari, ciascuno di detti involucri (28) tubolari sviluppantesi a partire da detta interfaccia di testa (77) ed alloggiando una rispettiva sorgente (23) di radiazione ultravioletta.
13. Dispositivo (9) secondo la rivendicazione precedente, in cui:
- una superficie interna di ciascuno di detti involucri (28) presenta forma sostanzialmente cilindrica e/o
- detta sorgente (23) all?interno di ciascuno di detti involucri (28) presenta una superficie irradiante di forma sostanzialmente cilindrica.
14. Dispositivo (9) secondo la rivendicazione 12 oppure la rivendicazione 13, in cui:
- detti involucri (28) sono sostanzialmente paralleli tra loro e/o
- sussiste una sostanziale identit? dimensionale, in particolare una sostanziale identit? di diametro, tra detti involucri (28) e/o
- detti involucri (28) essendo in numero compreso tra 2 e 64, preferibilmente compreso tra 2 e 24, ancora pi? preferibilmente compreso tra 2 e 10, e/o - detti involucri (28) sono posizionati secondo una distribuzione a matrice che contempla un numero predeterminato di righe ed un numero predeterminato di colonne.
15. Sistema (1) per il trattamento di aria comprendente:
- un?unit? premente, ad esempio comprendente uno o pi? compressori (3) e/o uno o pi? ventilatori (7); ed
- almeno una linea di mandata (8) disposta a valle di detta unit? premente; in cui almeno un dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti ? installato lungo detta linea di mandata (8).
16. Sistema (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui:
- detta sorgente (23) ? configurata per emettere una radiazione UV e detta unit? premente ? configurata per instaurare nella cavit? (25) di ciascun dispositivo (9) un tempo di percorrenza per aria attraversante il dispositivo (9) stesso tali per cui venga applicata all?aria in transito nel dispositivo (9) una dose di UV superiore a 1.000 ?W?s/cm<2>, opzionalmente compresa nel range tra 2.000?8.000 ?W?s/cm<2>, dove la dose di UV ? espressa come intensit? della radiazione UV intensity (?W/cm<2>) ? tempo di esposizione, e/o
- detta unit? premente ? configurata per conferire all?aria attraversante ciascun dispositivo (9) una velocit? media in direzione assiale non superiore a 25 m/s.
17. Sistema (1) secondo la rivendicazione 15 oppure la rivendicazione 16, in cui:
- un primo dispositivo ed un secondo dispositivo sono installati in serie tra loro lungo detta linea di mandata (8) e/o
- detto sistema (1) comprende una prima linea di mandata ed una seconda linea di mandata disposte in parallelo tra loro, un primo dispositivo essendo installato lungo detta prima linea di mandata ed un secondo dispositivo essendo installato lungo detta seconda linea di mandata e/o
- detto sistema (1) comprende una pluralit? di dispositivi (9), detti dispositivi (9) essendo installati lungo una singola linea di mandata (8) oppure lungo distinte linee di mandata (8).
18. Impianto di condizionamento e/o riscaldamento comprendente un sistema (1) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 17.
19. Metodo di sanificazione dell?aria, in particolare per l?abbattimento di uno o pi? tra virus, batteri, funghi e/o spore aerotrasportati, detto metodo utilizzando un dispositivo (9) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, caratterizzato dal fatto che un flusso d?aria idealmente elicoidale ? instaurato lungo detta cavit? (25), detto flusso d?aria idealmente elicoidale essendo irradiato con una radiazione ultravioletta emessa da detta sorgente (23).
20. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui:
- ciascuna particella fluida in tale flusso di aria idealmente elicoidale presenta velocit? avente una componente in direzione tangenziale ed una componente in direzione assiale, opzionalmente in cui il rapporto tra detta componente in direzione tangenziale e detta componente in direzione assiale ? compreso tra 0.2 e 20, preferibilmente compreso tra 0.5 e 10, ancora pi? preferibilmente compreso tra 1 e 5, e/o
- detto flusso d?aria idealmente elicoidale ? instaurato operando una conversione di un flusso d?aria idealmente rettilineo, per mezzo di almeno un deflettore disposto a monte di detta sorgente (23), e/o
- detto dispositivo (9) ? collegato ad un condotto di alimentazione (10) e detto flusso d?aria idealmente rettilineo ? ottenuto a seguito di una ripartizione del flusso d?aria convogliato in detto condotto di alimentazione (10), segnatamente in cui detto dispositivo (9) ? ulteriormente collegato ad un condotto di scarico (20) e detto flusso d?aria idealmente rettilineo ? successivamente ripristinato in detto condotto di scarico (20), per mezzo di almeno un raddrizzatore (51) disposto a valle di detta sorgente (23) e/o - la radiazione ultravioletta emessa da detta sorgente (23) presenta una lunghezza d?onda compresa tra 100 nm e 300 nm, preferibilmente compresa tra 240 nm e 260 nm, ancora pi? preferibilmente di circa 254 nanometri, e/o - detto flusso d?aria idealmente elicoidale ? ulteriormente irradiato con una radiazione ultravioletta riflessa dalla superficie interna di detto involucro (28) e/o
- all?aria in transito nel dispositivo (9) ? applicata una dose di UV superiore a 1.000 ?W?s/cm<2>, opzionalmente compresa nel range tra 2.000?8.000 ?W?s/cm<2>, dove la dose di UV ? espressa come intensit? della radiazione UV intensity (?W/cm<2>) ? tempo di esposizione e/o
- l?aria attraversante detto dispositivo (9) presenta una velocit? media in direzione assiale non superiore a 25m/s e/o
- l?aria attraversante detto dispositivo (9) ? illuminata dalla sorgente (23) per un tempo non inferiore a 0.1 s.
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