WO2023036629A1 - Arrangement for disinfecting air and method for disinfecting air - Google Patents

Arrangement for disinfecting air and method for disinfecting air Download PDF

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WO2023036629A1
WO2023036629A1 PCT/EP2022/073810 EP2022073810W WO2023036629A1 WO 2023036629 A1 WO2023036629 A1 WO 2023036629A1 EP 2022073810 W EP2022073810 W EP 2022073810W WO 2023036629 A1 WO2023036629 A1 WO 2023036629A1
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WO
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arrangement
semiconductor bodies
air
semiconductor
radiation
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PCT/EP2022/073810
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German (de)
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Inventor
Johannes Hoechtl
Günter HÖTZL
Alexander Wilm
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultra-violet radiation

Definitions

  • the first number N of semiconductor bodies is UV radiation-emitting semiconductor bodies, e.g. B. as UV-C, UV-B and/or UV-A radiation emitting semiconductor body realized. Since radiation from LEDs can have a certain wavelength range of 10 nm to 20 nm, z. B. Parts of the emitted radiation of the first number N of semiconductor bodies in the UV-C spectrum and other parts in the UV-B spectrum or parts of the emitted radiation in the UV-B spectrum and other parts in the UV-A spectrum.
  • UV radiation-emitting semiconductor bodies e.g. B. as UV-C, UV-B and/or UV-A radiation emitting semiconductor body realized. Since radiation from LEDs can have a certain wavelength range of 10 nm to 20 nm, z. B. Parts of the emitted radiation of the first number N of semiconductor bodies in the UV-C spectrum and other parts in the UV-B spectrum or parts of the emitted radiation in the UV-B spectrum and other parts in the UV-A spectrum.
  • the first number N of semiconductor bodies is implemented as light-emitting diodes, abbreviated as LEDs.
  • Light-emitting diodes advantageously have a small overall size and can be produced cost-effectively.
  • an active zone of a semiconductor body of the first number N of semiconductor bodies is produced from AlGaN.
  • AlGaN is advantageously suitable for producing UV-C emitting light-emitting diodes.
  • Radiation in the violet and/or blue spectrum can have a disinfecting effect on bacteria. Due to the properties of blue light, the first number N of semiconductor bodies can usually be active even while people are in the beam path of blue light (taking into account limits such as the distance from the radiation source to the person, intensity of the radiation, duration, etc. ) .
  • the air flow is brought about by a chimney effect.
  • the air speed is increased by the chimney effect.
  • the assembly has surfaces that direct airflow.
  • the air flow is mostly in a space between the surfaces.
  • the surfaces are characterized by walls, slabs, Cylinders, ribs or other body realized.
  • the surfaces are z. B. arranged perpendicular to a floor of a room.
  • the first number N of semiconductor bodies emits heat and radiation into the intermediate space.
  • the arrangement comprises one or more semiconductor body packages in which the first number N of semiconductor bodies is arranged.
  • a cover of the semiconductor body package or the plurality of semiconductor body packages is made of a radiation resistant material, such as a UV resistant material.
  • the material can e.g. B. be quartz glass.
  • the cover is optional.
  • the first number N of semiconductor bodies is arranged at the level of the upper half of the wall, alternatively at the level of the top third of the wall.
  • the first number N of semiconductor bodies are attached to the plate or to the wall, for example. This advantageously increases the chimney effect compared to an arrangement of the first number N of semiconductor bodies near the floor.
  • the arrangement includes a heater.
  • Air in an air flow along a radiator surface or between the radiator and a wall is in the beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies.
  • Many radiators are designed in such a way that there is a high air flow when the heating system is switched on.
  • the heat given off by the first number N of semiconductor bodies causes an air flow even when the heating system is switched off.
  • the vertical surfaces of the radiator are well suited to directing the air flow when the heating system is switched off. It is advantageous to have radiators in most living rooms, so that additional expenditure is kept to a minimum.
  • the heating element is designed as a panel heating element.
  • a panel radiator can also be called a panel radiator.
  • a panel radiator for example, has a ribbed construction made of cold-formed and roll-welded steel sheets.
  • the first number N of semiconductor bodies is arranged on a strip. In this way , heat can be generated and disinfected over the length of a radiator or wall .
  • the stripe is z . B. flexible or rigid .
  • the arrangement is designed in such a way that a person located under the lightweight construction ceiling is outside a beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies.
  • the arrangement additionally comprises at least one light-emitting semiconductor body, which is designed in such a way that it emits light for illumination.
  • the heat given off by the at least one light-emitting semiconductor body contributes to the generation of the air flow.
  • the light-emitting semiconductor body is z. B. implemented as a white light emitting diode.
  • the arrangement includes at least three light-emitting semiconductor bodies, which are implemented as red LEDs, green LEDs and blue LEDs. The three light-emitting semiconductor bodies form z. B. an RGB module.
  • a method for airborne infection includes:
  • the arrangement for air disinfection is z. B. self-acting, english sel f-operating .
  • the arrangement for air disinfection advantageously has a simple construction and constant disinfection and flow rate without additional components.
  • the omission of fans or mechanical cooling components leads to a cost-effective implementation.
  • a constant flow and disinfection rate can be achieved by the system design.
  • the chimney effect is used not only for cooling the first number N of semiconductor bodies, but also for generating the air flow.
  • the excess heat is efficiently used for convection and ventilation purposes. Illumination with UV-C radiation, violet or blue light leads to effective disinfection.
  • the first number N of semiconductor bodies emit radiation z. B. between 200nm and 500nm .
  • the arrangement for air disinfection and the method for air disinfection are z. B. applied in an office, public area, shop, home and/or consumer.
  • the arrangement for air disinfection uses the excess heat that occurs anyway during the operation of UV-C, violet or blue light-emitting components and exploits it through a corresponding system design.
  • This not only improves the cooling situation through the so-called chimney effect, but this effect is also used for the circulation of the material to be disinfected or used. used to be treated volume of air.
  • the different effects are combined (not separated) and used specifically for UV-C air disinfection.
  • the energy saving results in less effort.
  • Heat dissipation is used to create convection. This results in an air flow for air disinfection by UV-C radiation.
  • the intentionally created chimney effect is not only used for cooling, but also for controlled air flow and air disinfection. By realizing different application scenarios and system designs, the chimney effect can be used for multiple purposes.
  • existing systems can be reused and upgraded to an air disinfection arrangement (e.g. radiators, radiators, ).
  • the air disinfection arrangement can be applied in new system designs and use cases (e.g. fortified walls with ventilation shafts, invisible and safe to use as there is no human exposure).
  • the arrangement for air disinfection is automatic.
  • the arrangement for air disinfection works automatically. It is designed in such a way that no disinfecting radiation can leave the "treatment area", e.g thus allowing people to stay safely in the room.
  • the arrangement for air disinfection can thus advantageously be operated continuously, e.g. B. even when people are present.
  • FIGS. 1A to 1C exemplary embodiments of a radiation-emitting semiconductor body
  • the intermediate space 23 has an inlet opening 24 and an outlet opening 25 .
  • the inlet opening 24 is at the bottom and the outlet opening 25 is at the top.
  • the inlet opening 24 is achieved in that the plate 21 does not reach as far as a bottom 26 .
  • the inlet opening 24 can also be created by slots or holes in the plate 21.
  • the outlet opening 25 is produced in that the plate 21 does not reach up to a ceiling 27 .
  • the outlet opening 25 can be achieved through slots or holes in the plate 21.
  • the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is attached near the inlet opening 24 in the example shown in FIG. 2A.
  • the arrangement 20 is implemented in such a way that the heat is transferred from the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 - ie the UV LEDs or blue LEDs - to the air in the intermediate space 23 .
  • the arrangement 20 is implemented in such a way that the waste heat does not lead to any significant heating of the side of the plate 21 facing the space 23, since otherwise a convection flow would occur of the plate 21 is generated and thus the air flow in the intermediate space 23 is reduced or even comes to a complete standstill.
  • the plate 21 is suspended from the ceiling 27 .
  • the heat produces an air velocity of approximately 0.1 meters per second in FIG. 3A, 0.15 meters per second in FIG. 3B, and 0.2 meters per second in FIG. 3C in gap 23.
  • the air velocity is increased above all in the vicinity of the ceiling 27 and as the distance from the wall 22 increases. The air speed and thus the air circulation increase as the thermal output value increases.
  • FIGS. 4A to 4D show another example of simulations of the arrangement 20 shown in FIG. 2A.
  • the influence of the mounting location of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is simulated in FIGS. 4A to 4C.
  • Figure 4D gives the hatching for the various velocities of air.
  • the temperature of the room and the wall 22 is also assumed to be 18 degrees Celsius.
  • 50 watts are assumed in each case as the heat output in the three FIGS. 4A to 4G.
  • the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are arranged near the floor, in FIG. 4B in the lower third of the wall 22 and in FIG. 4G in the upper third of the wall 22.
  • FIG. 4A the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are arranged near the floor, in FIG. 4B in the lower third of the wall 22 and in FIG. 4G in the upper third of the wall 22.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of an arrangement 20 for air disinfection, which is a further development of the arrangements 20 shown above.
  • the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is attached to the ceiling 27 .
  • the ceiling 27 comprises a raw ceiling 56 and a lightweight ceiling 57 which is suspended from the raw ceiling 56 .
  • the lightweight ceiling 57 is fastened to the raw ceiling 56 via direct hangers (not shown).
  • the lightweight ceiling 57 includes an inlet opening 58 and an outlet opening 59 .
  • the lightweight ceiling 57 includes a further outlet opening 60 .
  • the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 and the light-emitting semiconductor body 68 are to be operated.

Abstract

An arrangement (20) for disinfecting air comprises a first number N of semiconductor bodies (10 to 13) realized as radiation-emitting semiconductor bodies. The arrangement (20) is configured such that air in a beam path (30) of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is disinfected and is moved by an air flow (29) generated by heat emitted by the first number N of semiconductor bodies (10 to 13). Furthermore, a method for disinfecting air is specified.

Description

Beschreibung Description
ANORDNUNG ZUR LUFTDES INFEKTION UND VERFAHREN ZUR LUFTDES INFEKTION INFECTION AIR ARRANGEMENT AND INFECTION METHOD
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 102021123368 . 2 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird . This patent application claims the priority of German patent application DE 102021123368. 2, the disclosure content of which is hereby incorporated by reference.
Es werden eine Anordnung zur Luftdesinfektion und ein Verfahren zur Luftdesinfektion angegeben . An arrangement for air disinfection and a method for air disinfection are specified.
Ultraviolettstrahlung, abgekürzt UV Strahlung, kann zur Realisierung ef fektiver Desinfektionslösungen für viele verschiedene Zwecke wie z . B . Oberflächen- oder Luftdesinfektion eingesetzt werden . Insbesondere bei der Luftdesinfektion ist eine ausreichende Luftaustauschrate erforderlich, um sicherzustellen, dass das gesamte Luftvolumen in einem Raum auf die richtige Weise behandelt und desinfi ziert wird . Um einen bestimmten Mindestluf tstrom zu gewährleisten, werden Ventilatoren benötigt , wie sie z . B . in Klimaanlagen eingesetzt werden . Dies erhöht die Systemkomplexität sowie die Gesamtkosten, Ef fi zienz und Wartung und verringert die Lebensdauer des Systems . Ultraviolet radiation, abbreviated to UV radiation, can be used to create effective disinfection solutions for many different purposes, e.g. B. Surface or air disinfection can be used. Air disinfection in particular requires a sufficient air exchange rate to ensure that the entire volume of air in a room is treated and disinfected in the right way. In order to guarantee a certain minimum air flow, fans are required, e.g. B. used in air conditioning systems. This increases system complexity as well as overall cost, ef fi ciency and maintenance, and reduces system life.
Eine Anordnung zur Luftdesinfektion dient dazu, in der Luft befindliche Bakterien oder Viren zu deaktivieren . Dabei wird beispielsweise UV-C Strahlung eingesetzt . Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von 280 Nanometern bewirkt bei Bakterien oder Viren, dass chemische Bindungen in der RNA oder DNA der Bakterien bzw . Viren aufbrechen . Aufgrund von auf gebrochenen Bindungen wird das Virus inaktiviert und ein Bakterium an der Reproduktion gehindert . Zum Generieren von Ultraviolett-Strahlung können Quecksilberdampflampen, Quarzlampen oder UV-Leuchtdioden eingesetzt werden . Die zum Erzeugen einer Luftströmung verwendeten Ventilatoren benötigen elektrische Energie und erzeugen zumindest einen geringen Geräuschpegel . An air disinfection arrangement serves to deactivate airborne bacteria or viruses. Here, for example, UV-C radiation is used. In bacteria or viruses, radiation with a wavelength below 280 nanometers causes chemical bonds in the RNA or DNA of the bacteria or viruses to break. break up viruses. Due to broken bonds, the virus is inactivated and a bacterium is prevented from reproducing. To generate For ultraviolet radiation, mercury vapor lamps, quartz lamps or UV light-emitting diodes can be used. The fans used to generate an air flow require electrical energy and generate at least a small level of noise.
Eine Aufgabe ist es , eine Anordnung zur Luftdesinfektion und ein Verfahren zur Luftdesinfektion anzugeben, die einen sehr geringen Energieverbrauch aufweist . One object is to specify an arrangement for air disinfection and a method for air disinfection that has very low energy consumption.
Diese Aufgaben werden durch die Anordnung zur Luftdesinfektion und das Verfahren zur Luftdesinfektion gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst . Weitere Ausgestaltungen der Anordnung zur Luftdesinfektion oder des Verfahrens zur Luftdesinfektion sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche . These objects are solved by the arrangement for air disinfection and the method for air disinfection according to the independent claims. Further configurations of the arrangement for air disinfection or the method for air disinfection are the subject matter of the dependent claims.
In zumindest einer Aus führungs form umfasst eine Anordnung zur Luftdesinfektion eine erste Anzahl N von Halbleiterkörpern, die als Strahlung emittierende Halbleiterkörper realisiert sind . Die Anordnung ist so ausgebildet , dass Luft im Strahlengang der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern durch eine Luftströmung bewegt wird, die durch eine von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern abgegebene Wärme erzeugt wird . In at least one embodiment, an arrangement for air disinfection includes a first number N of semiconductor bodies, which are implemented as radiation-emitting semiconductor bodies. The arrangement is designed in such a way that air is moved in the beam path of the first number N of semiconductor bodies by an air flow which is generated by heat emitted by the first number N of semiconductor bodies.
Mit Vorteil erzeugt die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern nicht nur Strahlung zur Desinfektion von Keimen in der Luft , sondern bewirkt durch die Wärmeabgabe einen Luftstrom, durch den desinfi zierte Luft abtransportiert wird und zu desinfi zierende Luft nachströmt . Advantageously, the first number N of semiconductor bodies not only generates radiation for disinfecting germs in the air, but also causes an air flow through the heat emission, through which disinfected air is transported away and air to be disinfected flows in afterwards.
In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern als UV Strahlung emittierende Halbleiterkörper, z . B . als UV-C, UV-B und/oder UV-A Strahlung emittierende Halbleiterkörper, realisiert . Da eine Strahlung von LEDs eine gewisse Wellenlängenbreite von 10 nm bis 20 nm aufweisen kann, können z . B . Teile der emittierten Strahlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern im UV-C Spektrum und andere Teile im UV-B Spektrum sein oder Teile der emittierten Strahlung im UV-B Spektrum und andere Teile im UV-A Spektrum sein . In at least one embodiment of the arrangement, the first number N of semiconductor bodies is UV radiation-emitting semiconductor bodies, e.g. B. as UV-C, UV-B and/or UV-A radiation emitting semiconductor body realized. Since radiation from LEDs can have a certain wavelength range of 10 nm to 20 nm, z. B. Parts of the emitted radiation of the first number N of semiconductor bodies in the UV-C spectrum and other parts in the UV-B spectrum or parts of the emitted radiation in the UV-B spectrum and other parts in the UV-A spectrum.
In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung ist eine Wellenlänge der von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern emittierten Strahlung in einem Bereich von 200 nm bis 280 nm, alternativ in einem Bereich von 265 nm bis 280 nm . Mit Vorteil ist in diesem Wellenlängenbereich die inaktivierende Wirkung auf DNA oder RNA von Bakterien und Viren sehr hoch . Somit emittiert die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern UV-C Strahlung . Das Optimum der Wirkung wird bei einer Wellenlänge von etwa 265 nm erzielt . In at least one embodiment of the arrangement, a wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies is in a range from 200 nm to 280 nm, alternatively in a range from 265 nm to 280 nm. The inactivating effect on DNA or RNA of bacteria and viruses is advantageously very high in this wavelength range. The first number N of semiconductor bodies thus emits UV-C radiation. The optimum effect is achieved at a wavelength of around 265 nm.
In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern als Leuchtioden, abgekürzt LED realisiert . Mit Vorteil weisen Leuchtdioden eine kleine Baugröße auf und können kostenef fi zient hergestellt werden . In at least one embodiment of the arrangement, the first number N of semiconductor bodies is implemented as light-emitting diodes, abbreviated as LEDs. Light-emitting diodes advantageously have a small overall size and can be produced cost-effectively.
In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung ist eine aktive Zone eines Halbleiterkörpers der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern aus AlGaN hergestellt . Mit Vorteil eignet sich AlGaN zur Herstellung UV-C emittierender Leuchtdioden . In at least one embodiment of the arrangement, an active zone of a semiconductor body of the first number N of semiconductor bodies is produced from AlGaN. AlGaN is advantageously suitable for producing UV-C emitting light-emitting diodes.
In zumindest einer alternativen Aus führungs form der Anordnung ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern als Strahlung im violetten oder blauen Spektrum emittierende Halbleiterkörper, also z . B . als violette oder blaue LED realisiert . In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung ist eine Wellenlänge der von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern emittierten Strahlung in einem Bereich von 380 nm bis 500 nm, von 390 nm bis 470 nm oder von 400 nm bis 420 nm . Die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern emittierte Strahlung kann somit aus dem violettem Spektrum, dem blauen Spektrum und/oder dem UV-A Spektrum sein . Da die Strahlung von LEDs eine gewisse Wellenlängenbreite aufweist , können Teile der emittierten Strahlung z . B . im violettem Spektrum und andere Teile im UV-A Spektrum sein . Strahlung im violetten und/oder blauen Spektrum kann desinfi zierende Wirkung auf Bakterien besitzen . Aufgrund der Eigenschaften von blauem Licht kann in der Regel die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern aktiv sein, auch während sich Personen im Strahlengang von blauem Licht aufhalten (unter Berücksichtigung von Grenzen wie des Abstands von der Strahlungsquelle zur Person, Intensität der Strahlung, Dauer etc . ) . In at least one alternative embodiment of the arrangement, the first number N of semiconductor bodies is semiconductor bodies emitting radiation in the violet or blue spectrum, ie z. B. implemented as a violet or blue LED. In at least one embodiment of the arrangement, a wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies is in a range from 380 nm to 500 nm, from 390 nm to 470 nm or from 400 nm to 420 nm. The radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies can thus be from the violet spectrum, the blue spectrum and/or the UV-A spectrum. Since the radiation from LEDs has a certain wavelength range, parts of the emitted radiation can e.g. B. in the violet spectrum and other parts in the UV-A spectrum. Radiation in the violet and/or blue spectrum can have a disinfecting effect on bacteria. Due to the properties of blue light, the first number N of semiconductor bodies can usually be active even while people are in the beam path of blue light (taking into account limits such as the distance from the radiation source to the person, intensity of the radiation, duration, etc. ) .
In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung ist eine aktive Zone eines Halbleiterkörpers der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern aus InGaN hergestellt . InGaN eignet sich zur Herstellung von Strahlung im blauen Spektrum emittierenden Leuchtdioden . In at least one embodiment of the arrangement, an active zone of a semiconductor body of the first number N of semiconductor bodies is produced from InGaN. InGaN is suitable for producing light-emitting diodes that emit radiation in the blue spectrum.
In zumindest einer Aus führungs form ist die Anordnung zur Luft-Desinfektion ausgelegt . In at least one embodiment, the arrangement is designed for air disinfection.
In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung wird die Luftströmung durch einen Kaminef fekt bewirkt . Durch den Kaminef fekt ist die Luftgeschwindigkeit erhöht . Die Anordnung weist Oberflächen auf , welche die Luftströmung leiten . Die Luftströmung erfolgt meist in einen Zwischenraum zwischen den Oberflächen . Die Oberflächen sind durch Wände , Platten, Zylinder, Rippen oder andere Körper realisiert . Die Oberflächen sind z . B . senkrecht zu einem Boden eines Raumes angeordnet . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern gibt Wärme und Strahlung in den Zwischenraum ab . In at least one embodiment of the arrangement, the air flow is brought about by a chimney effect. The air speed is increased by the chimney effect. The assembly has surfaces that direct airflow. The air flow is mostly in a space between the surfaces. The surfaces are characterized by walls, slabs, Cylinders, ribs or other body realized. The surfaces are z. B. arranged perpendicular to a floor of a room. The first number N of semiconductor bodies emits heat and radiation into the intermediate space.
In zumindest einer Aus führungs form ist die Anordnung frei von einem Lüfter . Mit Vorteil entsteht somit kein störendes Lüf tergeräusch . In at least one embodiment, the arrangement is free of a fan. Advantageously, no disturbing fan noise is produced.
In zumindest einer Aus führungs form ist die Anordnung frei von einem mechanischen Kühlelement . In at least one embodiment, the arrangement is free of a mechanical cooling element.
In zumindest einer Aus führungs form ist die Anordnung frei von einem Motor . Mit Vorteil sind ein Leistungsverbrauch und eine Geräuschentwicklung gering gehalten . In at least one embodiment, the arrangement is free of a motor. Power consumption and noise development are advantageously kept low.
In zumindest einer Aus führungs form umfasst die Anordnung ein oder mehrere Halbleiterkörpergehäuse , in der die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern angeordnet ist . Eine Abdeckung des Halbleiterkörpergehäuses oder der mehreren Halbleiterkörpergehäuse ist aus einem für die Strahlung beständigen Material , etwa einem UV beständigen Material . Das Material kann z . B . Quarzglas sein . Die Abdeckung ist optional . In at least one embodiment, the arrangement comprises one or more semiconductor body packages in which the first number N of semiconductor bodies is arranged. A cover of the semiconductor body package or the plurality of semiconductor body packages is made of a radiation resistant material, such as a UV resistant material. The material can e.g. B. be quartz glass. The cover is optional.
In zumindest einer Aus führungs form umfasst die Anordnung eine Platte , die vor einer Wand derart angeordnet ist , dass ein Zwischenraum zwischen der Wand und der Platte vorhanden ist . Die Platte ist so realisiert , dass eine Einlassöf fnung zum Zwischenraum und eine Auslassöf fnung vom Zwischenraum vorhanden sind . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern sind derart befestigt , dass die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern Wärme und Strahlung in den Zwischenraum abgibt . In at least one embodiment, the assembly includes a panel placed in front of a wall such that there is a gap between the wall and the panel. The plate is realized in such a way that there is an inlet opening to the intermediate space and an outlet opening from the intermediate space. The first number N of semiconductor bodies are attached such that the first number N of Semiconductor bodies emits heat and radiation in the gap.
In einem Beispiel ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern in der Höhe der oberen Hälfte der Wand, alternativ in der Höhe des obersten Drittels der Wand angeordnet. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern sind z.B. an der Platte oder an der Wand befestigt. Mit Vorteil ist dadurch der Kamineffekt verglichen mit einer Anordnung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern in Bodennähe erhöht . In one example, the first number N of semiconductor bodies is arranged at the level of the upper half of the wall, alternatively at the level of the top third of the wall. The first number N of semiconductor bodies are attached to the plate or to the wall, for example. This advantageously increases the chimney effect compared to an arrangement of the first number N of semiconductor bodies near the floor.
In zumindest einer Aus führungs form umfasst die Anordnung einen Heizkörper. Luft in einer Luftströmung entlang einer Heizkörperoberfläche oder zwischen dem Heizkörper und einer Wand befindet sich im Strahlengang der Strahlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern. Mit Vorteil sind viele Heizkörper so konstruiert, dass eine hohe Luftströmung bei eingeschalteter Heizungsanlage entsteht. Die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern abgegebene Wärme bewirkt einen Luftstrom auch bei ausgeschalteter Heizungsanlage. Die senkrecht stehenden Flächen des Heizkörpers eignen sich gut zur Lenkung des Luftstroms bei ausgeschalteter Heizungsanlage. Mit Vorteil befinden sich Heizkörper in den meisten Wohnräumen, so dass ein zusätzlicher Aufwand gering gehalten ist. In at least one embodiment, the arrangement includes a heater. Air in an air flow along a radiator surface or between the radiator and a wall is in the beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies. Many radiators are designed in such a way that there is a high air flow when the heating system is switched on. The heat given off by the first number N of semiconductor bodies causes an air flow even when the heating system is switched off. The vertical surfaces of the radiator are well suited to directing the air flow when the heating system is switched off. It is advantageous to have radiators in most living rooms, so that additional expenditure is kept to a minimum.
In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung ist der Heizkörper als Plattenheizkörper ausgebildet. Ein Plattenheizkörper kann auch Flachheizkörper genannt werden. Ein Plattenheizkörper weist z.B. eine gerippte Konstruktion aus kaltverformten und rollgeschweißten Stahlblechen auf. In zumindest einer Aus führungs form der Anordnung ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern auf einem Strei fen angeordnet . Somit können die Wärmeerzeugung und die Desinfektion auf der Länge eines Hei zkörpers oder einer Wand erfolgen . Der Strei fen ist z . B . flexibel oder starr . In at least one embodiment of the arrangement, the heating element is designed as a panel heating element. A panel radiator can also be called a panel radiator. A panel radiator, for example, has a ribbed construction made of cold-formed and roll-welded steel sheets. In at least one embodiment of the arrangement, the first number N of semiconductor bodies is arranged on a strip. In this way , heat can be generated and disinfected over the length of a radiator or wall . The stripe is z . B. flexible or rigid .
In zumindest einer Aus führungs form umfasst die Anordnung eine Leichtbaudecke , die von einer Rohdecke abgehängt ist . Die Leichtbaudecke weist mindestens eine Einlassöf fnung und mindestens eine Auslassöf fnung auf . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern ist derart in oder an der mindestens einen Einlassöf fnung befestigt , dass durch die Wärmeabgabe der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern eine Luftströmung entsteht . Die Decke ist somit als abgehängte Decke realisiert , welche die Rohdecke , die Leichtbaudecke und mehrere Direktabhänger umfasst , welche die Rohdecke und die Leichtbaudecke verbinden . In at least one embodiment, the arrangement includes a lightweight ceiling that is suspended from a raw ceiling. The lightweight ceiling has at least one inlet opening and at least one outlet opening. The first number N of semiconductor bodies is fastened in or on the at least one inlet opening in such a way that the heat dissipation of the first number N of semiconductor bodies results in an air flow. The ceiling is thus realized as a suspended ceiling, which includes the raw ceiling, the lightweight ceiling and several direct hangers, which connect the raw ceiling and the lightweight ceiling.
In zumindest einer Aus führungs form ist die Anordnung derart ausgelegt , dass sich eine unter der Leichtbaudecke befindende Person außerhalb eines Strahlengangs der Strahlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern ist . In at least one embodiment, the arrangement is designed in such a way that a person located under the lightweight construction ceiling is outside a beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies.
In zumindest einer Aus führungs form umfasst die Anordnung zusätzlich mindestens einen lichtemittierenden Halbleiterkörper, der derart ausgelegt ist , dass er Licht zur Beleuchtung emittiert . Die vom mindestens einen lichtemittierenden Halbleiterkörper abgegebene Wärme trägt zur Erzeugung der Luftströmung bei . Der lichtemittierende Halbleiterkörper ist z . B . als Weißlicht Leuchtdiode realisiert . In einem Beispiel umfasst die Anordnung mindestens drei lichtemittierende Halbleiterkörper, die als rote LED, grüne LED und blaue LED realisiert sind . Die drei lichtemittierenden Halbleiterkörper bilden z . B . ein RGB- Modul . In at least one embodiment, the arrangement additionally comprises at least one light-emitting semiconductor body, which is designed in such a way that it emits light for illumination. The heat given off by the at least one light-emitting semiconductor body contributes to the generation of the air flow. The light-emitting semiconductor body is z. B. implemented as a white light emitting diode. In one example, the arrangement includes at least three light-emitting semiconductor bodies, which are implemented as red LEDs, green LEDs and blue LEDs. The three light-emitting semiconductor bodies form z. B. an RGB module.
In zumindest einer Aus führungs form umfasst ein Verfahren zur Luf t des Infekt ion : In at least one embodiment, a method for airborne infection includes:
- Abgeben von Wärme durch Betreiben einer ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern, die als Strahlung emittierende Halbleiterkörper realisiert sind, und Erzeugen einer Luftströmung, sowie - Dissipating heat by operating a first number N of semiconductor bodies, which are implemented as radiation-emitting semiconductor bodies, and generating an air flow, and
- Bestrahlen der Luft in der Luftströmung zur Desinfektion durch die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern . - Irradiating the air in the airflow for disinfection through the first number N of semiconductor bodies.
Die Anordnung zur Luftdesinfektion ist z . B . selbsttätig, englisch sel f-operating . Mit Vorteil weist die Anordnung zur Luftdesinfektion eine einfache Konstruktion sowie eine konstante Desinfektion und Durchflussmenge ohne weitere Komponenten auf . Der Wegfall von Lüftern oder mechanischen Kühlkomponenten führt zu einer kostengünstigen Realisierung . Eine konstante Durchfluss- und Desinfektionsrate kann durch das Systemdesign erreicht werden . Der Kaminef fekt wird nicht nur zur Kühlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern, sondern auch für die Erzeugung des Luftstroms verwendet . Die überschüssige Wärme wird für Konvektions- und Lüftungs zwecke ef fi zient genutzt . Die Beleuchtung mit UV-C Strahlung, violettem oder blauem Licht führt zur einer ef fektiven Desinfektion . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern emittieren Strahlung z . B . zwischen 200 nm und 500 nm . The arrangement for air disinfection is z. B. self-acting, english sel f-operating . The arrangement for air disinfection advantageously has a simple construction and constant disinfection and flow rate without additional components. The omission of fans or mechanical cooling components leads to a cost-effective implementation. A constant flow and disinfection rate can be achieved by the system design. The chimney effect is used not only for cooling the first number N of semiconductor bodies, but also for generating the air flow. The excess heat is efficiently used for convection and ventilation purposes. Illumination with UV-C radiation, violet or blue light leads to effective disinfection. The first number N of semiconductor bodies emit radiation z. B. between 200nm and 500nm .
Das hier beschriebene Verfahren ist für den Betrieb der hier beschriebenen Anordnung besonders geeignet . Die im Zusammenhang mit der Anordnung beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt . The method described here is particularly suitable for operating the arrangement described here. the in Features described in connection with the arrangement can therefore also be used for the method and vice versa.
Die Anordnung zur Luftdesinfektion und das Verfahren zur Luftdesinfektion werden z . B . in einem Büro , einem öf fentliche Bereich, einem Geschäft , einer Wohnung und/oder bei einem Verbraucher angewendet . The arrangement for air disinfection and the method for air disinfection are z. B. applied in an office, public area, shop, home and/or consumer.
In einem Beispiel nutzt die Anordnung zur Luftdesinfektion die beim Betrieb von UV-C, violettem oder blauem Licht emittierenden Bauteilen ohnehin entstehende Überschusswärme und schöpft sie durch eine entsprechende Anlagenkonzeption aus . Dadurch wird nicht nur die Kühlsituation durch den so genannten Kaminef fekt verbessert , sondern dieser Ef fekt wird auch für die Umwäl zung des zu desinfi zierenden bzw . zu behandelnden Luftvolumens genutzt . Die unterschiedlichen Wirkungen werden kombiniert (nicht getrennt ) und speziell für die UV-C Luftdesinfektion genutzt . Die Energieeinsparung führt zu weniger Aufwand . Für die Erzeugung einer Konvektion wird die Wärmeableitung verwendet . Dies resultiert in einen Luftstrom für die Luftdesinfektion durch UV-C Strahlung . Der absichtlich erzeugte Kaminef fekt wird nicht nur zur Kühlung, sondern auch zur kontrollierten Luftströmung und Luftdesinfektion genutzt . Durch die Realisierung verschiedener Anwendungss zenarien und Systemdesigns kann der Kaminef fekt für mehrere Zwecke genutzt werden . In one example, the arrangement for air disinfection uses the excess heat that occurs anyway during the operation of UV-C, violet or blue light-emitting components and exploits it through a corresponding system design. This not only improves the cooling situation through the so-called chimney effect, but this effect is also used for the circulation of the material to be disinfected or used. used to be treated volume of air. The different effects are combined (not separated) and used specifically for UV-C air disinfection. The energy saving results in less effort. Heat dissipation is used to create convection. This results in an air flow for air disinfection by UV-C radiation. The intentionally created chimney effect is not only used for cooling, but also for controlled air flow and air disinfection. By realizing different application scenarios and system designs, the chimney effect can be used for multiple purposes.
Nachteile von Ventilatoren können dadurch überwunden werden, dass die ohnehin vorhandene Wärmeentwicklung der UV-C Bauteile zur Luf tstromerzeugung genutzt wird und nicht nur durch zusätzlichen Kühlaufwand, z . B . über Kühlkörper, abgeführt wird . Bei geeigneter Systemauslegung kann der Wärmestrom in eine bestimmte Betriebsart gezwungen werden (sogenannter Kamineffekt) , was sowohl die Kühlsituation derDisadvantages of fans can be overcome by using the already existing heat generation of the UV-C components to generate the air flow and not only by additional cooling effort, e.g. B. via heat sink, is dissipated. With a suitable system design, the Heat flow are forced into a certain operating mode (so-called chimney effect), which affects both the cooling situation of the
UV-C Strahlungsquelle selbst verbessert (weniger Systemkomplexität und -kosten) als auch zu einer konstanten Luftströmungsrate führt, die für eine kontrollierte Luftdesinfektion vorteilhaft ist. Es werden keine zusätzlichen mechanisch beweglichen Komponenten benötigt. Komponenten wie z.B. Ventilatoren können entfallen. UV-C radiation source improves itself (less system complexity and cost) as well as results in a constant air flow rate beneficial for controlled air disinfection. No additional mechanically moving components are required. Components such as fans can be omitted.
Durch den Kamineffekt wird unbehandelte Luft automatisch in die Desinfektionszone geleitet und kontinuierlich ausgetauscht. Der Aufwand für das Wärmemanagement ist geringer und gleichzeitig wird eine kontrollierte Due to the chimney effect, untreated air is automatically fed into the disinfection zone and continuously exchanged. The effort for heat management is lower and at the same time a controlled
Luf tkonvektion realisiert. Als Vorteile können z.B. je nach Aus führungs form erzielt werden: Geringere Systemkomplexität, geringere Systemkosten, geringerer Wartungsaufwand. Der Wirkungsgrad der Anordnung bleibt konstant. Die Licht- bzw. Strahlungsquellen werden durch den Luftstrom staubfrei gehalten. Eine Übertragung unerwünschter Wärmeverluste auf eine nutzbringende Anwendung (Luftkonvektion) wird durchgeführt . Air convection realized. Depending on the design, the following advantages can be achieved, for example: lower system complexity, lower system costs, lower maintenance costs. The efficiency of the arrangement remains constant. The light or radiation sources are kept dust-free by the air flow. A transfer of unwanted heat losses to a beneficial application (air convection) is performed.
In einem Beispiel ist eine Wiederverwendung und Aufrüstung bestehender Systeme zu einer Anordnung zur Luftdesinfektion möglich (z.B. Heizkörper, Strahler, ...) . Die Anordnung zur Luftdesinfektion kann in neuen Systemdesigns und Anwendungsfälle angewendet werden (z.B. befestigte Wände mit Lüftungsschächten, unsichtbar und sicher in der Anwendung, da keine Exposition für Menschen) . Die Anordnung zur Luftdesinfektion ist selbsttätig. Die Anordnung zur Luftdesinfektion arbeitet automatisch. Die Ausgestaltung erfolgt derart, dass keine desinfizierende Strahlung den „Behandlungsbereich", z.B. Vorbauwand, verlassen kann und somit einen sicheren Aufenthalt von Personen im Raum ermöglicht ist . Mit Vorteil kann somit die Anordnung zur Luftdesinfektion kontinuierlich betrieben werden, z . B . auch bei Anwesenheit von Personen . In one example, existing systems can be reused and upgraded to an air disinfection arrangement (e.g. radiators, radiators, ...). The air disinfection arrangement can be applied in new system designs and use cases (e.g. fortified walls with ventilation shafts, invisible and safe to use as there is no human exposure). The arrangement for air disinfection is automatic. The arrangement for air disinfection works automatically. It is designed in such a way that no disinfecting radiation can leave the "treatment area", e.g thus allowing people to stay safely in the room. The arrangement for air disinfection can thus advantageously be operated continuously, e.g. B. even when people are present.
Weitere Aus führungs formen und Weiterbildungen der Anordnung oder des Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit Figuren 1 bis 7C erläuterten Aus führungsbeispielen . Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Schaltungsteile und Bauelemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugs zeichen versehen . Es zeigen : Further embodiments and developments of the arrangement or the method result from the exemplary embodiments explained below in connection with FIGS. 1 to 7C. Identical, similar or equivalent circuit parts and components are provided with the same reference symbols in the figures. Show it :
Figuren 1A bis IC Aus führungsbeispiele eines Strahlung emittierenden Halbleiterkörpers ; FIGS. 1A to 1C exemplary embodiments of a radiation-emitting semiconductor body;
Figuren 2A und 2B ein Aus führungsbeispiel einerFigures 2A and 2B from an exemplary embodiment
Anordnung zur Luftdesinfektion; arrangement for air disinfection;
Figuren 3A-3D und 4A-4D Simulationsergebnisse einerFigures 3A-3D and 4A-4D simulation results of a
Anordnung zur Luftdesinfektion; arrangement for air disinfection;
Figuren 5 und 6 Aus führungsbeispiele von Anordnungen zur Luftdesinfektion; und FIGS. 5 and 6 show exemplary embodiments of arrangements for air disinfection; and
Figuren 7A bis 7C Simulationsergebnisse derFigures 7A to 7C simulation results
Luftströmung bei verschiedenen Körpern . Air flow in different bodies.
Figur 1A zeigt ein Aus führungsbeispiel eines Halbleiterkörper 10 und eines Halbleiterkörpergehäuses 14 . Der Halbleiterkörper 10 ist als UV-C Strahlung emittierender Halbleiterkörper realisiert . Der Halbleiterkörper 10 ist als UV-C Strahlung emittierende LED hergestellt . Der Halbleiterkörper 10 ist im Halbleiterkörpergehäuse 14 angeordnet . Das Halbleiterkörpergehäuse 14 umfasst einen Grundkörper 15 . Das Halbleiterkörpergehäuse 14 umfasst optional eine Abdeckung 16 . Auf der Rückseite des Grundkörpers 15 sind nicht gezeigte Anschlüsse realisiert . Die Abdeckung 16 ist aus UV-C beständigem Material hergestellt . Die Abdeckung 16 enthält z . B . Quarzglas . Die Abdeckung 16 ist als planer Körper realisiert . In einem Beispiel schließen die Abdeckung 16 und der Grundkörper 15 den Halbleiterkörper 10 hermetisch ein . Das Halbleiterkörpergehäuse 14 mit dem Halbleiterkörper 10 kann als LED-Modul bezeichnet werden . FIG. 1A shows an exemplary embodiment of a semiconductor body 10 and a semiconductor body package 14 . The semiconductor body 10 is realized as a semiconductor body emitting UV-C radiation. The semiconductor body 10 is produced as an LED emitting UV-C radiation. The Semiconductor body 10 is arranged in semiconductor body package 14 . The semiconductor body package 14 includes a base body 15 . The semiconductor body package 14 optionally includes a cover 16 . Connections (not shown) are realized on the rear side of the base body 15 . The cover 16 is made of UV-C resistant material. The cover 16 contains z. B. quartz glass . The cover 16 is realized as a flat body. In one example, the cover 16 and the base body 15 hermetically enclose the semiconductor body 10 . The semiconductor body housing 14 with the semiconductor body 10 can be referred to as an LED module.
Figur 1B zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel eines Halbleiterkörpers 10 und eines Halbleiterkörpergehäuses 14 , die Weiterbildungen der in Figur 1A gezeigten Aus führungs formen sind . Die Abdeckung 16 weist eine Linsenform auf . Die Abdeckung 16 bewirkt somit eine Strahlaufweitung des Strahlengangs der vom Halbleiterkörper 10 emittierten UV-C Strahlung . FIG. 1B shows a further exemplary embodiment of a semiconductor body 10 and a semiconductor body package 14 which are developments of the embodiments shown in FIG. 1A. The cover 16 has a lens shape. The cover 16 thus brings about a beam expansion of the beam path of the UV-C radiation emitted by the semiconductor body 10 .
Figur IC zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel eines Halbleiterkörpers 10 und eines Halbleiterkörpergehäuses 14 , die Weiterbildungen der in Figuren 1A und 1B gezeigten Aus führungs formen sind . Gemäß Figur IC ist eine erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 im Halbleiterkörpergehäuse 14 angeordnet . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 sind regelmäßig, z . B . in Arrayform, angeordnet . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern ist z . B . aus AlGaN hergestellt . FIG. 1C shows a further embodiment of a semiconductor body 10 and a semiconductor body package 14, which are developments of the embodiments shown in FIGS. 1A and 1B. According to FIG. 1C, a first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged in the semiconductor body housing 14 . The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are regular, z. B. in array form, arranged . The first number N of semiconductor bodies is z. B. made from AlGaN.
In einer alternativen Aus führungs form gibt die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 Strahlung z . B . im violetten Spektrum, im blauen Spektrum, im UV-A Spektrum oder im UV-B Spektrum oder (z.B. aufgrund der Wellenlängenbreite) in zwei benachbarten Spektren diese drei Spektren ab. Eine Wellenlänge der von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 emittierten Strahlung ist z.B. in einem Bereich von 380 nm bis 500 nm, von 390 nm bis 470 nm oder von 400 nm bis 420 nm. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist z.B. aus InGaN hergestellt. In einem Beispiel kann Strahlung in diesen Spektren vor allem eine abtötende Wirkung auf Bakterien aufweisen. In an alternative embodiment, the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 emits radiation z. B. in the violet spectrum, in the blue spectrum, in the UV-A spectrum or in the UV-B spectrum or (e.g. due to the wavelength width) in two adjacent spectra from these three spectra. A wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is, for example, in a range from 380 nm to 500 nm, from 390 nm to 470 nm or from 400 nm to 420 nm. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is made of InGaN, for example. In one example, radiation in these spectra may primarily have a killing effect on bacteria.
Figur 2A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 20 zur Luftdesinfektion, abgekürzt Anordnung. Die Anordnung 20 umfasst die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13, z.B. gemäß einem der oben geschilderten Ausführungsbeispiele. Weiter weist die Anordnung 20 das Halbleiterkörpergehäuse 14 auf. Die Anordnung 20 umfasst eine Platte 21. Die Platte 21 ist vor einer Wand 22 angeordnet. Die Befestigung der Platte 21 erfolgt z.B. an der Wand 22 durch nicht gezeigte Abstandshalter. Zwischen der Platte 21 und der Wand 22 befindet sich ein Zwischenraum 23. FIG. 2A shows an exemplary embodiment of an arrangement 20 for air disinfection, abbreviated arrangement. The arrangement 20 comprises the first number N of semiconductor bodies 10 to 13, e.g. according to one of the exemplary embodiments described above. Furthermore, the arrangement 20 has the semiconductor body package 14 . The arrangement 20 comprises a plate 21. The plate 21 is arranged in front of a wall 22. The plate 21 is fastened to the wall 22, for example, by means of spacers, not shown. There is a space 23 between the plate 21 and the wall 22.
Der Zwischenraum 23 weist eine Einlassöffnung 24 und eine Auslassöffnung 25 auf. Die Einlassöffnung 24 ist bodenseitig und die Auslassöffnung 25 ist deckenseitig. Die Einlassöffnung 24 wird, wie in Figur 2A gezeigt, dadurch erreicht, dass die Platte 21 nicht bis zu einem Boden 26 reicht. Alternativ kann die Einlassöffnung 24 auch durch Schlitze oder Löcher in der Platte 21 erzeugt werden. Die Auslassöffnung 25 wird dadurch hergestellt, dass die Platte 21 nicht bis zu einer Decke 27 reicht. Alternativ kann die Auslassöffnung 25 durch Schlitze oder Löcher in der Platte 21 erzielt werden. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist in dem in Figur 2A gezeigten Beispiel nahe der Einlassöf fnung 24 angebracht . Die Wärmeabgabe durch die Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 erzeugt eine Luftströmung von der Einlassöf fnung 24 zur Auslassöf fnung 25 . Somit wird Luft aus einem Raum 28 angezogen . Der Luftströmung ist hier durch einen Pfeil 29 symbolisiert . Luft in der Luftströmung 29 befindet sich in einem Strahlengang 30 der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 . Mit Vorteil ist der Strahlengang 30 derartig ausgerichtet , dass sich keine Personen im Strahlengang 30 befinden . Mit Vorteil ist die Anordnung 20 frei von mechanisch bewegten Teilen . The intermediate space 23 has an inlet opening 24 and an outlet opening 25 . The inlet opening 24 is at the bottom and the outlet opening 25 is at the top. As shown in FIG. 2A, the inlet opening 24 is achieved in that the plate 21 does not reach as far as a bottom 26 . Alternatively, the inlet opening 24 can also be created by slots or holes in the plate 21. The outlet opening 25 is produced in that the plate 21 does not reach up to a ceiling 27 . Alternatively, the outlet opening 25 can be achieved through slots or holes in the plate 21. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is attached near the inlet opening 24 in the example shown in FIG. 2A. The heat dissipation by the number N of semiconductor bodies 10 to 13 generates an air flow from the inlet opening 24 to the outlet opening 25 . Thus air is drawn from a space 28 . The air flow is symbolized here by an arrow 29 . Air in the air flow 29 is in a beam path 30 of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 . The beam path 30 is advantageously aligned in such a way that there are no people in the beam path 30 . The arrangement 20 is advantageously free of mechanically moving parts.
Die Anordnung zur Luftdesinfektion 20 ist selbsttätig, englisch sel f-operating . Die Platte 21 ist z . B . auf der Wand 22 aufgesetzt . Die UV-C LEDs 10 bis 13 strahlen nach oben . Frischluft und unbehandelte Luft wird von unten angesaugt . Behandelte Luft tritt an der Oberseite z . B . an der Decke 27 oder durch Löcher oder Ausschnitte aus . Die Anordnung 20 weist eine transparente Abdeckung auf . Optional sind die Seitenwände im Zwischenraum 23 mit hochreflektierendem Material abgedeckt . Der Zwischenraum 23 kann als Desinfektionskanal oder Zwischenbereich bezeichnet werden . Die Platte 21 kann auch als Wandpaneele oder Vorbauwand bezeichnet werden . The arrangement for air disinfection 20 is self-operating. The plate 21 is z. B. placed on the wall 22 . The UV-C LEDs 10 to 13 shine upwards. Fresh air and untreated air is sucked in from below. Treated air exits at the top z. B. on the ceiling 27 or through holes or cutouts. The arrangement 20 has a transparent cover. Optionally, the side walls in the intermediate space 23 are covered with highly reflective material. The space 23 can be referred to as a disinfection channel or intermediate area. The plate 21 can also be referred to as a wall panel or front wall.
Die Anordnung 20 ist derart realisiert , dass der Wärmeübergang von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 - also den UV LED oder blauen LED - an die Luft im Zwischenraum 23 erfolgt . Idealerweise ist die Anordnung 20 derart implementiert , dass die Abwärme zu keiner signi fikanten Erwärmung der zum Raum 23 gerichteten Seite der Platte 21 führen, da ansonsten eine Konvektionsströmung vor der Platte 21 erzeugt wird und somit die Luftströmung im Zwischenraum 23 verringert wird oder sogar ganz zum Erliegen kommt . The arrangement 20 is implemented in such a way that the heat is transferred from the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 - ie the UV LEDs or blue LEDs - to the air in the intermediate space 23 . Ideally, the arrangement 20 is implemented in such a way that the waste heat does not lead to any significant heating of the side of the plate 21 facing the space 23, since otherwise a convection flow would occur of the plate 21 is generated and thus the air flow in the intermediate space 23 is reduced or even comes to a complete standstill.
In einer alternativen, nicht gezeigten Aus führungs form ist die Platte 21 von der Decke 27 abgehängt. In an alternative embodiment that is not shown, the plate 21 is suspended from the ceiling 27 .
In einer alternativen, nicht gezeigten Aus führungs form ist die Platte 21 am Boden 26 auf geständert . In an alternative embodiment, not shown, the plate 21 is supported on the floor 26 .
Figur 2B zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 20 zur Luftdesinfektion. Die Anordnung 20 umfasst die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 gemäß einem der oben geschilderten Ausführungsbeispiele. In diesem Beispiel ist die erste Anzahl N gleich 4. Die erste Anzahl N kann jedoch auch 1, 2 oder 3 sein. Die erste Anzahl N kann > 1, > 2, > 4, > 10 oder >20 sein. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist auf einem Streifen 50 angeordnet. Der Streifen 50 ist z.B. flexibel. Eine Länge des Streifens ist z.B. näherungsweise gleich einer Breite der Platte 21. Die Anordnung 20 umfasst eine Treiberschaltung 51, die mit der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 über nicht gezeigte Leitungen verbunden ist. Die Treiberschaltung 51 ist auf dem Streifen 50 angeordnet. Die Treiberschaltung 51 ist an eine externe Spannungsversorgung angeschlossen. FIG. 2B shows an exemplary embodiment of an arrangement 20 for air disinfection. The arrangement 20 includes the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 in accordance with one of the exemplary embodiments described above. In this example, the first number N is 4. However, the first number N can also be 1, 2 or 3. The first number N can be >1, >2, >4, >10 or >20. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged on a strip 50 . For example, strip 50 is flexible. A length of the strip is approximately equal to a width of the plate 21, for example. The driver circuit 51 is arranged on the strip 50. FIG. The driver circuit 51 is connected to an external power supply.
Figuren 3A bis 3D zeigen Bespiele von Simulationen der in Figur 2A gezeigten Anordnung 20. Dabei ist die Geschwindigkeit der Luft an verschiedenen Stellen des Raumes 28 angegeben. Figur 3D gibt die Schraffuren für die verschiedenen Geschwindigkeiten der Luft an. Für die Simulation ist in Figur 3A als Wärmeleistung 20 Watt, in Figur 3B 50 Watt und in Figur 3C 100 Watt angenommen. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad der UV-C emittierenden Halbleiterkörper 10 bis 13 von 5 % bedeutet dies in Figur 3A eine Leistung der UV-C Strahlung von 1 Watt , in Figur 3B von 2 , 5 Watt und in Figur 3C von 5 Watt . Als Raumtemperatur und Temperatur der Wand 22 sind 18 Grad Celsius angenommen . Durch die Wärme wird in Figur 3A eine Luftgeschwindigkeit von ungefähr 0 , 1 Meter pro Sekunde , in Figur 3B eine Geschwindigkeit von 0 , 15 Meter pro Sekunde und in Figur 3C eine Geschwindigkeit von 0 , 2 Meter pro Sekunde im Zwischenraum 23 erzielt . Wie aus den Schraf furen ersichtlich, ist in Figur 3C die Luftgeschwindigkeit vor allem in der Nähe der Decke 27 und mit zunehmendem Abstand zur Wand 22 erhöht . Die Luftgeschwindigkeit und damit die Luftumwäl zung steigen mit steigendem Wert der Wärmeleistung . FIGS. 3A to 3D show examples of simulations of the arrangement 20 shown in FIG. 2A. The speed of the air at various points in the room 28 is indicated. Figure 3D gives the hatching for the different velocities of the air. For the simulation, 20 watts of heat output is assumed in FIG. 3A, 50 watts in FIG. 3B and 100 watts in FIG. 3C. At With an assumed efficiency of the UV-C emitting semiconductor bodies 10 to 13 of 5%, this means a power of the UV-C radiation of 1 watt in FIG. 3A, of 2.5 watts in FIG. 3B and of 5 watts in FIG. 3C. The room temperature and the temperature of the wall 22 are assumed to be 18 degrees Celsius. The heat produces an air velocity of approximately 0.1 meters per second in FIG. 3A, 0.15 meters per second in FIG. 3B, and 0.2 meters per second in FIG. 3C in gap 23. As can be seen from the hatchings, in FIG. 3C the air velocity is increased above all in the vicinity of the ceiling 27 and as the distance from the wall 22 increases. The air speed and thus the air circulation increase as the thermal output value increases.
Figuren 4A bis 4D zeigen ein weiteres Beispiel von Simulationen der in Figur 2A gezeigten Anordnung 20 . In Figuren 4A bis 4C ist der Einfluss des Montageorts der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 simuliert . Figur 4D gibt die Schraf furen für die verschiedenen Geschwindigkeiten der Luft an . Als Temperatur des Raumes und der Wand 22 sind ebenfalls 18 Grad Celsius angenommen . Für die Simulation sind in den drei Figuren 4A bis 4G als Wärmeleistung j eweils 50 Watt angenommen . In Figur 4A sind die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 in Bodennähe , in Figur 4B im unteren Drittel der Wand 22 und in Figur 4G im oberen Drittel der Wand 22 angeordnet . Wie aus den Schraf furen in Figur 4G ersichtlich, ist in großen Bereichen des Raumes 28 die Luftgeschwindigkeit erhöht . Gemäß diesem Beispiel führt ein Montageort der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 in der Höhe der oberen Häl fte der Wand 22 oder in der Höhe des obersten Drittels der Wand 22 zu einer hohen Luftgeschwindigkeit . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 wird dabei z.B. an der Wand 22 oder an der PlatteFIGS. 4A to 4D show another example of simulations of the arrangement 20 shown in FIG. 2A. The influence of the mounting location of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is simulated in FIGS. 4A to 4C. Figure 4D gives the hatching for the various velocities of air. The temperature of the room and the wall 22 is also assumed to be 18 degrees Celsius. For the simulation, 50 watts are assumed in each case as the heat output in the three FIGS. 4A to 4G. In FIG. 4A, the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are arranged near the floor, in FIG. 4B in the lower third of the wall 22 and in FIG. 4G in the upper third of the wall 22. As can be seen from the hatching in FIG. 4G, the air speed is increased in large areas of the space 28 . According to this example, a mounting location of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 at the level of the upper half of the wall 22 or at the level of the uppermost third of the wall 22 results in a high air velocity. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is, for example, on the wall 22 or on the plate
21 befestigt. 21 attached.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung 20 zur Luftdesinfektion, die eine Weiterbildung der oben gezeigten Aus führungs formen ist. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist auf einem Streifen 50 angeordnet, wie z.B. in Figur 2B gezeigt. Ein Gehäuse 40, das die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 umfasst, hat eine längliche Bauform. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist unter einem Heizkörper 42 angeordnet. Der Heizkörper 42 ist an der Wand 22 befestigt. Dabei ist das Gehäuse 40 z.B. auf dem Boden 26 aufgestellt. Das Gehäuse 40 ist nahe zu einer Kante 46 zwischen der WandFIG. 5 shows a further exemplary embodiment of an arrangement 20 for air disinfection, which is a further development of the embodiments shown above. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are arranged on a strip 50, as shown for example in Figure 2B. A housing 40, which includes the first number N of semiconductor bodies 10 to 13, has an elongated shape. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged under a heating element 42 . The heater 42 is attached to the wall 22 . The housing 40 is placed on the floor 26, for example. The housing 40 is close to an edge 46 between the wall
22 und dem Boden 26 angeordnet. 22 and the floor 26 are arranged.
Der Heizkörper 42 ist z.B. als Plattenheizkörper, der auch Flachheizkörper genannt werden kann, realisiert. Der Plattenheizkörper ist z.B. aus gerippten Stahlblechen hergestellt. Die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 erzeugte Wärme bewirkt eine Luftströmung entlang einer Oberfläche des Heizkörpers 42 oder in einem Zwischenraum 45 zwischen dem Heizkörper 42 und der Wand 22. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 sind derart angeordnet, dass sich Luft aus der Luftströmung im Strahlengang der Strahlung (z.B. UV-C Strahlung oder blaues Licht) der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 befindet. Der Zwischenraum 45 zwischen dem Heizkörper 42 und der Wand 22 wird zur Führung der Luftströmung verwendet . The heating element 42 is implemented, for example, as a plate heating element, which can also be called a flat heating element. The panel radiator is made of ribbed steel sheets, for example. The heat generated by the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 causes an air flow along a surface of the heating element 42 or in a gap 45 between the heating element 42 and the wall 22. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are arranged such that there is air from the air flow in the beam path of the radiation (e.g. UV-C radiation or blue light) of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13. The space 45 between the radiator 42 and the wall 22 is used to guide the air flow.
Auch wenn der Heizkörper 42 nicht im Betrieb ist (z.B. imEven if the heating element 42 is not in operation (e.g. in
Sommer) , wird durch die Wärme, die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 abgegeben wird, die Luftströmung erzeugt . Bei Betrieb des Hei zkörpers 42 ist mit Vorteil der Luftströmung vergrößert . Somit wird ohne größere Umbauten eine Luftdesinfektion erzielt . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 oder das Gehäuse 40 mit der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern kann auch als UV-C Entkeimungsmodul bezeichnet werden . summer) , is caused by the heat generated by the first number N is released from semiconductor bodies 10 to 13, the air flow generated. When the heating body 42 is in operation, the air flow is advantageously increased. Air disinfection is thus achieved without major modifications. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 or the housing 40 with the first number N of semiconductor bodies can also be referred to as a UV-C sterilization module.
In einer alternativen, nicht gezeigten Aus führungs form ist das Gehäuse 40 im Zwischenraum 45 zwischen dem Hei zkörper 42 und der Wand 22 angeordnet . Das Gehäuse 40 ist dabei am Hei zkörper 42 oder an der Wand 22 befestigt . Wird das Gehäuse 40 mit der ersten Anzahl von Halbleiterkörpern 10 bis 13 im Zwischenraum 45 angeordnet , so ist das Gehäuse 40 "versteckt" . In an alternative embodiment, not shown, the housing 40 is arranged in the space 45 between the heating element 42 and the wall 22 . The housing 40 is attached to the heating element 42 or to the wall 22 . If the housing 40 with the first number of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged in the intermediate space 45, then the housing 40 is “hidden”.
Somit befindet sich die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 unter dem Hei zkörper 42 oder ist im Hei zkörper 42 integriert oder an der Wand 22 befestigt . Der Hei zkörper 42 kann auch als Radiator bezeichnet werden . Thus, the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is located under the heating element 42 or is integrated in the heating element 42 or attached to the wall 22 . The heating element 42 can also be referred to as a radiator.
Figur 6 zeigt ein Aus führungsbeispiel einer Anordnung 20 zur Luftdesinfektion, die eine Weiterbildung der oben gezeigten Anordnungen 20 ist . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist an der Decke 27 angebracht . Die Decke 27 umfasst eine Rohdecke 56 und eine Leichtbaudecke 57 , die von der Rohdecke 56 abgehängt ist . Die Leichtbaudecke 57 ist über Direktabhänger (nicht gezeigt ) an der Rohdecke 56 befestigt . Die Leichtbaudecke 57 umfasst eine Einlassöf fnung 58 und eine Auslassöf fnung 59 . Im in Figur 6 gezeigten Beispiel umfasst die Leichtbaudecke 57 eine weitere Auslassöf fnung 60 . Je nachFIG. 6 shows an exemplary embodiment of an arrangement 20 for air disinfection, which is a further development of the arrangements 20 shown above. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is attached to the ceiling 27 . The ceiling 27 comprises a raw ceiling 56 and a lightweight ceiling 57 which is suspended from the raw ceiling 56 . The lightweight ceiling 57 is fastened to the raw ceiling 56 via direct hangers (not shown). The lightweight ceiling 57 includes an inlet opening 58 and an outlet opening 59 . In the example shown in FIG. 6, the lightweight ceiling 57 includes a further outlet opening 60 . Depending on
Fläche der Decke 27 weist die Leichtbaudecke 57 eine Viel zahl von Einlassöffnungen 58 und eine Vielzahl von Auslassöffnungen 59, 60 auf. Surface of the ceiling 27 has the lightweight ceiling 57 a lot number of inlet ports 58 and a plurality of outlet ports 59,60.
Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist in oder an der Einlassöffnung 58 befestigt. Beispielsweise ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern auf Rippen 65, 66 eines Gehäuses 64 der Anordnung 20 angeordnet. Die Flächen einer Rippe 65, 66 sind dabei parallel zu der Luftströmung 29. Die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 abgegebene Wärme bewirkt die Luftströmung 29 nach oben. Der Luftströmung 29 streicht somit an der Oberfläche der Rippen 65, 66 und damit an der Oberfläche der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 vorbei. Das Gehäuse 64 ist derart geformt, dass sich die Luft in der Luftströmung 65 im Strahlengang der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 befindet. Weiter ist das Gehäuse 64 derartig realisiert, dass eine Abstrahlung der UV-C Strahlung nach unten, etwa in Richtung von Personen, die sich im Raum 28 aufhalten, vermieden ist. Die Anordnung 20 umfasst die Leichtbaudecke 57 sowie das Gehäuse 64 mit der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is fixed in or on the inlet opening 58 . For example, the first number N of semiconductor bodies is arranged on ribs 65, 66 of a housing 64 of the arrangement 20. FIG. The surfaces of a rib 65, 66 are parallel to the air flow 29. The heat given off by the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 causes the air flow 29 upwards. The air flow 29 thus sweeps past the surface of the ribs 65, 66 and thus the surface of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13. The housing 64 is shaped in such a way that the air in the air flow 65 is in the beam path of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 . Furthermore, the housing 64 is implemented in such a way that the UV-C radiation is not emitted downwards, for example in the direction of people who are in the room 28 . The arrangement 20 includes the lightweight ceiling 57 and the housing 64 with the first number N of semiconductor bodies 10 to 13.
Zusätzlich umfasst die Anordnung 20 z.B. einen Hohlkörper 69, der oberhalb des Gehäuses 64 angeordnet ist. Der Hohlkörper 69 ist oben offen. Der Hohlkörper schließt unten an das Gehäuse 64 an. Der Hohlkörper 69 ist z.B. als Zylinder 69 realisiert. Der Hohlkörper 69 erhöht den Kamineffekt. In addition, the arrangement 20 comprises, for example, a hollow body 69 which is arranged above the housing 64. The hollow body 69 is open at the top. The hollow body connects to the housing 64 at the bottom. The hollow body 69 is implemented as a cylinder 69, for example. The hollow body 69 increases the chimney effect.
Darüber hinaus umfasst die Anordnung 20 z.B. mindestens einen lichtemittierenden Halbleiterkörper 68, der zur Beleuchtung dient. Der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 gibt beispielsweise Weißlicht ab. Der lichtemittierende Halbleiterkörper 64 ist im Gehäuse 64 derartig angeordnet, dass er Licht nach unten abgibt . Eine Wärme , welche die Luftströmung 29 erzeugt , ist somit die Summe der Wärme , die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 abgegeben wird, und der Wärme , die vom lichtemittierenden Halbleiterkörper 68 abgegeben wird . Mit Vorteil wird somit eine Leuchte oder ein Leuchtkörper nicht nur zur Beleuchtung des Raumes , sondern auch zur Desinfektion eingesetzt . In addition, the arrangement 20 comprises, for example, at least one light-emitting semiconductor body 68, which is used for illumination. The light-emitting semiconductor body 68 emits white light, for example. The light-emitting semiconductor body 64 is arranged in the housing 64 in such a way that it emits light downwards. A heat which the air flow 29 generates is therefore the sum of the heat which is given off by the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 and the heat which is given off by the light-emitting semiconductor body 68 . A lamp or a lamp is thus advantageously used not only to illuminate the room, but also for disinfection.
Der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 ist an eine Spannungsversorgung über nicht gezeigte Leitungen angeschlossen . Diese Spannungsversorgung und diese Leitungen versorgen den lichtemittierenden Halbleiterkörper 68 sowie die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 elektrisch . Somit ist kein zusätzlicher Verkabelungsaufwand benötigt beziehungsweise ist ein zusätzlicher Verkabelungsaufwand gering gehalten . The light-emitting semiconductor body 68 is connected to a voltage supply via lines that are not shown. This voltage supply and these lines supply the light-emitting semiconductor body 68 and the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 with electricity. This means that no additional cabling is required or additional cabling is kept to a minimum.
Die Leitungen umfassen z . B . eine Busleitung, die ausgelegt ist , folgende Befehle zu übermitteln : The lines include z. B. a bus line that is designed to transmit the following commands:
- Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 und der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 sollen betrieben werden . - The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 and the light-emitting semiconductor body 68 are to be operated.
- Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 sollen betrieben werden und der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 soll ausgeschaltet sein . - The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are to be operated and the light-emitting semiconductor body 68 is to be switched off.
- Der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 soll betrieben werden und die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 sollen ausgeschaltet sein . Somit werden Befehle von einer nicht gezeigten zentralen Einheit zur Steuerung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 und des lichtemittierenden Halbleiterkörpers 68 verwendet . Alternativ erfolgt die Steuerung durch Funkübertragung ( z . B . Bluetooth) . Im in Figur 6 gezeigten Beispiel umfasst die Anordnung 20 eine zweite Anzahl M von lichtemittierenden Halbleiterkörpern 68 bis 71 , die wie der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 implementiert sein können . Die zweite Anzahl M kann >1 , >2 , >4 oder > 8 sein . - The light-emitting semiconductor body 68 should be operated and the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 should be switched off. Thus, commands from a central unit (not shown) are used to control the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 and the light-emitting semiconductor body 68 . Alternatively, control is by radio transmission (e.g. Bluetooth). In the example shown in FIG. 6, the arrangement 20 includes a second number M of light-emitting semiconductor bodies 68 to 71 which can be implemented like the light-emitting semiconductor body 68 . The second number M can be >1, >2, >4 or >8.
Die Anordnung zur Luftdesinfektion 20 ist selbsttätig . Die Anordnung zur Luftdesinfektion 20 kann in ein Raumklimasystem eingebaut werden . Die Anordnung zur Luftdesinfektion 20 verwendet dazu einen Kühlkanal . Der Zwischenraum zwischen Rohdecke 56 und Leichtbaudecke 57 wird als Rücklauf kanal für desinfi zierte Luft verwendet . Innen in der Einlassöf fnung 24 erzeugen die UV-C LEDs eine Strahlung nach oben . The air disinfection arrangement 20 is automatic. The arrangement for air disinfection 20 can be built into a room air conditioning system. The arrangement for air disinfection 20 uses a cooling channel for this purpose. The space between the raw ceiling 56 and the lightweight ceiling 57 is used as a return duct for disinfected air. Inside the inlet opening 24, the UV-C LEDs generate radiation upwards.
Verschiedene Konfigurationen sind möglich : Various configurations are possible :
- Die Einlassöf fnung 24 wird ausschließlich als Schlitz in der Decke zum Ansaugen von Luft , die desinfi ziert werden soll , verwendet . - The inlet opening 24 is used exclusively as a slit in the ceiling for sucking in air to be disinfected.
- Die Anordnung 20 zur Luftdesinfektion wird mit einem Strahler oder Standardstrahler kombiniert . Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 wird zusätzlich mit sichtbaren, nach unten abstrahlenden lichtemittierenden Halbleiterkörpern 68 bis 71 , etwa LEDs , kombiniert . Die zusätzliche Wärme wird zur Erhöhung oder Erzeugung des Kaminef fekts eingesetzt . - The arrangement 20 for air disinfection is combined with a radiator or standard radiator. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is additionally combined with visible light-emitting semiconductor bodies 68 to 71, such as LEDs, which radiate downwards. The extra heat is used to increase or create the chimney effect.
Figuren 7A bis 7C zeigen Simulationen von Luftströmungen an verschiedenen Anordnungen 20 , die Wärme abgeben . In Figur 7A umfasst die Anordnung 20 mehrere Platten 81, 82, die Abstände voneinander aufweisen und senkrecht angeordnet sind. Wie in Figur 7A ersichtlich, wird eine starke Luftströmung 29 nach oben erzeugt. Der Kamineffekt ist in der Anordnung gemäß Figur 7A sehr deutlich ausgeprägt. FIGS. 7A to 7C show simulations of air flows on various assemblies 20 which dissipate heat. In Figure 7A For example, the arrangement 20 comprises a plurality of plates 81, 82 which are spaced apart and arranged vertically. As can be seen in Figure 7A, a strong air flow 29 is generated upwards. The chimney effect is very clearly pronounced in the arrangement according to FIG. 7A.
In Figur 7B ist die Anordnung 20 zylinderförmig realisiert. Die Anordnung 20 weist Rippen 65, 66 auf. Die Zylinderform ist oben und unten offen. Die Rippen 65, 66 stehen senkrecht. Es wird eine deutliche Luftströmung 29 entlang einer Achse der Anordnung 20 generiert. Die Anordnung 20 kann als Kühlkörper realisiert sein. In FIG. 7B, the arrangement 20 is realized in the form of a cylinder. The assembly 20 includes ribs 65,66. The cylindrical shape is open at the top and bottom. The ribs 65, 66 are vertical. A clear air flow 29 is generated along an axis of the arrangement 20 . The arrangement 20 can be implemented as a heat sink.
Gemäß Figur 70 umfasst die Anordnung 20 mehrere Platten 81, 82, die waagrecht angeordnet sind. Die Platten 81, 82 weisen Abstände zueinander auf. Auch hier ist eine Luftströmung 29 ersichtlich, die jedoch geringer als die Luftströmung gemäß Figur 7A ist. According to FIG. 70, the arrangement 20 comprises a plurality of plates 81, 82 which are arranged horizontally. The plates 81, 82 are spaced apart from one another. An air flow 29 can also be seen here, but this is less than the air flow according to FIG. 7A.
Die verschiedenen, in Figuren 7A bis 70 gezeigten Anordnungen, bewirken eine Luftströmung 29 nach oben. Mit Vorteil weist die Anordnung 20 senkrecht stehende Oberflächen zur Leitung der Luftströmung auf. Eine derartige Anordnung 20, die senkrecht stehende Oberflächen oder Körper aufweist, zeigt eine besonders starke Luftströmung 29. Bei diesen Anordnungen 20 ist der Kamineffekt besonders gut ausgebildet. The various arrangements shown in Figures 7A to 7C cause an air flow 29 upwards. Advantageously, assembly 20 includes vertical surfaces for directing airflow. Such an arrangement 20, which has vertical surfaces or bodies, shows a particularly strong air flow 29. In these arrangements 20, the chimney effect is particularly well developed.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. The invention is not limited to these by the description of the invention based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses each new feature and each combination of features, which in particular includes each combination of features in the claims, even if this Feature or this combination itself is not explicitly stated in the claims or embodiments.
Bezugs zeichenliste reference character list
10 - 13 Halbleiterkörper 10 - 13 semiconductor bodies
14 Halbleiterkörpergehäuse14 semiconductor body package
15 Grundkörper 15 body
16 Abdeckung 16 cover
20 Anordnung 20 arrangement
21 Platte 21 plate
22 Wand 22 wall
23 Zwischenraum 23 space
24 Einlassöf fnung 24 inlet opening
25 Auslassöf fnung 25 outlet opening
26 Boden 26 floor
27 Decke 27 ceiling
28 Raum 28 room
29 Luftströmung 29 air flow
30 Strahlengang 30 beam path
40 Gehäuse 40 housing
42 Hei zkörper 42 radiators
45 Zwischenraum 45 space
46 Kante 46 edge
50 Strei fen 50 strips
51 Treiberschaltung 51 driver circuit
56 Rohdecke 56 soffit
57 Leichtbaudecke 57 lightweight ceiling
58 Einlassöf fnung 58 inlet opening
59 , 60 Auslassöf fnung 59, 60 outlet port
64 Gehäuse 64 housing
65 , 66 Rippe 65 , 66 rib
68 bis 71 weiterer Halbleiterkörper68 to 71 further semiconductor bodies
69 Hohlkörper 69 hollow bodies
81 , 82 Platte 81, 82 plate

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Anordnung (20) zur Luftdesinfektion, wobei die Anordnung (20) eine erste Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) umfasst, die als Strahlung emittierende Halbleiterkörper realisiert sind, und wobei die Anordnung (20) so ausgebildet ist, dass Luft in einem Strahlengang (30) der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) desinfiziert wird und durch eine Luftströmung (29) bewegt wird, die durch eine von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) abgegebene Wärme erzeugt wird. 1. Arrangement (20) for air disinfection, wherein the arrangement (20) comprises a first number N of semiconductor bodies (10 to 13), which are realized as radiation-emitting semiconductor bodies, and wherein the arrangement (20) is designed such that air in is disinfected in a beam path (30) of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) and is moved by an air flow (29) which is generated by heat emitted by the first number N of semiconductor bodies (10 to 13).
2. Anordnung (20) nach Anspruch 1, wobei eine Wellenlänge der von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) emittierten Strahlung in einem Bereich von 200 nm bis 280 nm ist. 2. Arrangement (20) according to claim 1, wherein a wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is in a range from 200 nm to 280 nm.
3. Anordnung (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine aktive Zone eines Halbleiterkörpers der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) aus AlGaN hergestellt ist. 3. Arrangement (20) according to claim 1 or 2, wherein an active zone of a semiconductor body of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is made of AlGaN.
4. Anordnung (20) nach Anspruch 1, wobei eine Wellenlänge des von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) emittierten Strahlung in einem Bereich von 380 nm bis 500 nm ist. 4. Arrangement (20) according to claim 1, wherein a wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is in a range from 380 nm to 500 nm.
5. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anordnung (20) zur Luft-Desinfektion ausgelegt ist. 5. Arrangement (20) according to any one of claims 1 to 4, wherein the arrangement (20) is designed for air disinfection.
6. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Luftströmung (29) durch einen Kamineffekt bewirkt wird . 6. Arrangement (20) according to any one of claims 1 to 5, wherein the air flow (29) is caused by a chimney effect.
7. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anordnung (20) frei von einem Lüfter ist. 7. Arrangement (20) according to any one of claims 1 to 6, wherein the arrangement (20) is free of a fan.
8. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Anordnung (20) frei von einem mechanischen Kühlelement ist. 8. Arrangement (20) according to any one of claims 1 to 7, wherein the arrangement (20) is free of a mechanical cooling element.
9. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Anordnung (20) ein oder mehrere Halbleitergehäuse9. Arrangement (20) according to any one of claims 1 to 8, wherein the arrangement (20) one or more semiconductor packages
(14) umfasst, in der die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) angeordnet ist, wobei eine Abdeckung (16) des Halbleitergehäuses (14) oder der mehreren Halbleitergehäuse (14) aus Quarzglas ist. (14), in which the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is arranged, wherein a cover (16) of the semiconductor housing (14) or the plurality of semiconductor housings (14) is made of quartz glass.
10. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Anordnung (20) eine Platte (21) umfasst, die vor einer Wand (22) derart angeordnet ist, dass ein Zwischenraum (23) zwischen der Wand (22) und der Platte (21) vorhanden ist, wobei die Platte (21) so realisiert ist, dass eine Einlassöffnung (24) zum Zwischenraum (23) und eine Auslassöffnung (25) vom Zwischenraum (23) vorhanden ist, und wobei die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) derart befestigt ist, dass die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) Wärme und Strahlung in den Zwischenraum (23) abgibt. 10. Arrangement (20) according to any one of claims 1 to 9, wherein the arrangement (20) comprises a plate (21) which is arranged in front of a wall (22) such that a gap (23) between the wall (22) and the plate (21), the plate (21) being realized in such a way that there is an inlet opening (24) to the intermediate space (23) and an outlet opening (25) from the intermediate space (23), and the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is attached in such a way that the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) emits heat and radiation into the intermediate space (23).
11. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Anordnung (20) einen Heizkörper (42) umfasst, wobei sich Luft in einer Luftströmung entlang einer Heizkörperoberfläche oder zwischen dem Heizkörper (42) und einer Wand (22) im Strahlengang der Strahlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) befindet. 11. Arrangement (20) according to any one of claims 1 to 9, wherein the arrangement (20) comprises a heater (42), wherein air in an air flow along a Radiator surface or between the radiator (42) and a wall (22) in the beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13).
12. Anordnung (20) nach Anspruch 11, wobei der Heizkörper (42) als Plattenheizkörper ausgebildet ist . 12. Arrangement (20) according to claim 11, wherein the radiator (42) is designed as a panel radiator.
13. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Anordnung (20) eine Leichtbaudecke (57) umfasst, die von einer Rohdecke (56) abgehängt ist, wobei die Leichtbaudecke (57) mindestens eine Einlassöffnung (58) und mindestens eine Auslassöffnung (59, 60) aufweist, wobei die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) derart in oder an der mindestens einen Einlassöffnung (58) befestigt ist, dass die Wärmeabgabe der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) eine Luftströmung bewirkt. 13. Arrangement (20) according to one of Claims 1 to 9, the arrangement (20) comprising a lightweight ceiling (57) which is suspended from a raw ceiling (56), the lightweight ceiling (57) having at least one inlet opening (58) and has at least one outlet opening (59, 60), the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) being fixed in or on the at least one inlet opening (58) in such a way that the heat dissipation of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) causes an air flow.
14. Anordnung (20) nach Anspruch 13, wobei die Anordnung (20) derart ausgelegt ist, dass sich eine unter der Leichtbaudecke (57) befindende Person außerhalb eines Strahlengangs der Strahlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) ist. 14. Arrangement (20) according to claim 13, wherein the arrangement (20) is designed such that a person located under the lightweight ceiling (57) is outside a beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13).
15. Anordnung (20) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Anordnung (20) zusätzlich mindestens einen lichtemittierenden Halbleiterkörper (68) umfasst, der derart ausgelegt ist, dass er Licht zur Beleuchtung emittiert und die von ihm abgegebene Wärme zur Erzeugung der Luftströmung beiträgt . 15. Arrangement (20) according to claim 13 or 14, wherein the arrangement (20) additionally comprises at least one light-emitting semiconductor body (68) which is designed such that it emits light for illumination and the heat emitted by it contributes to the generation of the air flow .
16. Anordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, 28 wobei die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) auf einem Streifen (50) angeordnet ist. 16. Arrangement (20) according to any one of claims 1 to 15, 28, the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) being arranged on a strip (50).
17. Verfahren zur Luftdesinfektion, umfassend - Abgeben von Wärme durch Betreiben einer ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) , die als Strahlung emittierende Halbleiterkörper realisiert sind, und Erzeugen einer Luftströmung (29) , sowie Bestrahlen von Luft in der Luftströmung (29) zur Desinfektion durch die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) . 17. A method for air disinfection, comprising - releasing heat by operating a first number N of semiconductor bodies (10 to 13), which are realized as radiation-emitting semiconductor bodies, and generating an air flow (29), and irradiating air in the air flow (29 ) for disinfection by the first number N of semiconductor bodies (10 to 13).
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