用于风道的消毒杀菌除尘的方法、应用、风道、新风系统和中央空调系统与流程

1.本发明涉及消毒杀菌设备，尤其涉及用于风道的消毒杀菌除尘的方法、所述方法在风道中的应用、消毒杀菌除尘的风道、包括消毒杀菌除尘的风道的新风系统和中央空调系统。


背景技术：

2.目前，多种病毒因其高传染性、隐蔽性、难以灭活性和高致死率成为了人类的新挑战。公共场所因其大人流量及高密度而成为病毒性疾病的主要传播场合。
3.中央空调系统一般采用的是风系统或是水系统环境，无论是对于独立的新风系统或者中央空调系统中的新风系统，其都是采用大量室内空气循环，将室外新鲜空气添加进室内的方式来交换空气，使得室内空气保持新鲜。由此，既可维持室内的空气质量，又可维持室内温度。同时，由于例如办公楼、商场等公共室内空间人流量大，所以空气循环的回风易带有浓度较高的各类病毒、细菌。
4.中央空调全空气系统或新风系统的风速高，一般为每秒0.5-5米，高风速下进行空气消毒目前被视为不可能实现的，迄今只有空气净化概念而没有风道通风消毒概念，也没有成功的风道杀菌灭毒产品。目前，空气净化完全依赖空气过滤，采用空气过滤器阻隔空气中的颗粒物，细菌病毒被等同视为颗粒物，采用高效过滤器保持风道清洁，在理论上能够阻断细菌病毒的传播，但事实上很多感染事件表明高效过滤并不可靠。过滤仅仅是将病毒阻隔在过滤器外，并不杜绝病毒细菌的繁殖和复制，在特定环境条件下病毒和细菌通过风道传播难以避免。传统中央空调滤网净化的方式不能确保病毒不会通过中央空调的中央送风管道传播。
5.因此，传统的如下所述的空气净化方式虽然可以起到净化空气的作用，但是无法确保病毒和细菌的消杀和阻隔，不足以应对流行病感染控制的要求。
6.1)、物理过滤方式
7.针对病毒的阻隔消杀，初效过滤器和中效过滤器显然无法起到很有效的阻断作用。因此当前主要依赖高效过滤器和超高效过滤器，高效过滤器可以阻隔0.3微米以上的颗粒物，其阻隔效率可达99.9％，而超高效过滤器，例如hepa高效过滤器，对0.1微米级以上颗粒物的阻隔效率甚至达99.97％。但是，虽然高效过滤器能够基本阻断病毒和细菌的传播，但无法确保病毒和细菌完全被阻隔及消杀。同时，也不能确保快速消杀被阻隔的病毒和细菌，即，依然存在病毒和细菌在过滤器滋生的可能性，如阴湿环境、死角、夜晚停止再启动后等情况下更易滋生。
8.高效过滤器和超高效过滤器的另一应用问题是其风阻较大，如高效过滤的初风阻小于220pa、终风阻可达400pa。较高的风阻致使在很多应用环境下，因风机风力不足而无法使用，或因使用造成制冷制热效率降低，从而导致高能耗，尤其是大部分存量建筑未按高效过滤设计系统而难以适用。
9.2)、静电吸附过滤
10.静电吸附过滤一般是采用和在微电流环境形成阴阳两极高压，极板再将流经空气中的颗粒物吸附到极板上的空气过滤方式，是近年来逐渐开始普及应用的新型空气净化方式。
11.但静电除尘在应用中存在两点重大缺陷。其一，随着使用时间延长，静电除尘的病毒及细菌脱逸率会逐渐增加，不再能完全确保病毒和细菌的阻隔和消杀。其二，产生静电的高压会引起空气中氧气的分子变化而形成臭氧，而臭氧对人体有一定害处，腐蚀性强且有异味，是应用的较大缺陷。
12.因此，急需一种新型的消毒杀菌装置以应对通风系统无法对病毒和细菌进行过滤的问题。


技术实现要素：

13.本发明的至少优选实施例的目的是解决一些上述缺点。附加或替代目的是至少向公众提供有用的选择。
14.本发明意图建立新型的风道消毒理论，即，将进入风道的病毒细菌杀灭而不仅仅是阻隔，解决高风速下瞬间杀灭病毒细菌的高难度问题。
15.本发明提出一种用于风道的消毒杀菌除尘的方法，所述方法包括：
16.利用静电过滤的方式对风道中的空气进行过滤；
17.使用紫外线辐射的方式对风道中的已被静电过滤的空气进行消毒杀菌；
18.使用化学滤料对风道中的已被静电过滤并且已经受紫外线消毒杀菌的空气进行进一步消毒杀菌。
19.在一方面，静电过滤的方式包括利用位于静电过滤网的相对的两侧的电离模块的阳极板和阴极板产生静电，使得静电过滤网和/或位于电离模块后部的集尘段吸附空气中的颗粒物。
20.在一方面，紫外辐射的方式包括利用所述风道中的紫外线灯发出的消毒用紫外线对流经所述风道的空气进行消毒杀菌。
21.在一方面，所述紫外线至少部分地被所述风道的内壁反射以及/或者所述空气围绕紫外线灯四周90-110mm半径范围内通过。
22.在一方面，所述化学滤料涂覆于化学过滤网，风道中的空气流经所述化学过滤网以接触所述化学滤料，由此来对流经所述风道的空气进行消毒杀菌。
23.本发明还提出一种根据如上所述的方法在风道中的应用。
24.本发明还提出一种消毒杀菌除尘的风道，所述风道包括：
25.至少一个静电消毒除尘装置，静电消毒除尘装置包括静电消毒除尘风道壳体、静电过滤网和电离模块，所述静电过滤网安装于所述静电消毒除尘风道壳体中以过滤颗粒物，所述电离模块至少包括阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板分别位于所述静电过滤网的相对的两侧以通过发出静电来使得静电过滤网吸附颗粒物；
26.与所述至少一个静电消毒除尘装置耦接的至少一个紫外杀菌装置，紫外杀菌装置包括紫外杀菌风道壳体和至少一个紫外线灯，紫外线灯设置在所述紫外杀菌风道壳体中以发出消毒用紫外线；
27.与所述至少一个紫外杀菌装置耦接的至少一个化学过滤装置，化学过滤装置包括化学过滤风道壳体以及由滤料和过滤网共同形成的化学过滤网，所述化学过滤装置位于所述化学过滤风道壳体中以消除有害物质。
28.在一方面，静电消毒除尘装置处的风阻为10-30pa。
29.在一方面，所述电离模块还包括集尘段，所述集尘段位于静电过滤网的后部以收集通过所述阳极板和阴极板的粉尘。
30.在一方面，紫外线灯位于所述紫外杀菌风道壳体的中心轴线处和/或所述中心轴线两侧。
31.在一方面，所述紫外杀菌风道壳体的四周的内壁由镜面反射材料制成。
32.在一方面，紫外杀菌装置还包括安装在所述紫外杀菌风道壳体的进风口附近的紫外进风导流板，用以对通过其的空气进行导流。
33.在一方面，还包括化学滤料导流板，所述化学滤料导流板安装在所述紫外杀菌风道壳体的内侧后部、所述化学过滤装置的进风口的前部附近，以对通过其的空气进行导流。
34.在一方面，所述静电消毒除尘风道壳体还包括位于所述静电消毒除尘风道壳体的侧面的静电过滤网用维修门、所述紫外杀菌风道壳体还包括位于所述紫外杀菌风道壳体的侧面的观测窗及紫外线灯侧维修门、和/或所述化学过滤风道壳体还包括位于所述化学过滤风道壳体的侧面的化学过滤网侧维修门。
35.本发明还提出一种包括如上所述的消毒杀菌除尘的风道的新风系统，所述风道位于或者加装于所述新风系统的回风段或者能够承受风阻的送风段。
36.本发明还提出一种包括如上所述的消毒杀菌除尘的风道的中央空调系统，所述风道位于或者加装于所述中央空调系统的回风段或者能够承受风阻的送风段。
37.本发明提出的方法能最大限度地趋近100％杀菌灭毒，适合各种中央空调风道及新风系统。本发明提出的消毒杀菌除尘的风道以及包括其的新风系统和中央空调系统提供一种采取三种消毒技术逐次拦截空气中细菌、病毒及粉尘的联合消毒新型结构，同时也围绕这一联合使用采取了多项具有针对性的结构设计，采用上述瞬时消毒理论的方法和产品结构具备消毒彻底、低风阻、适用面广、维护频率降低和易于维修等特征。
38.本发明提出的应用也具有极大的优越性，其不但针对新建项目，针对已建成项目的改造也简单易行，在风道中实现低风阻而不额外要求增大风机功率，便于维护，并且不产生有害气体，无异味。
附图说明
39.现在将仅通过示例的方式，参考附图描述根据本发明的实施例的优选形式，其中：
40.图1示出了根据本发明一较佳实施例的消毒杀菌除尘的风道；
41.图2示出了根据本发明一较佳实施例的静电消毒除尘装置；
42.图3示出了根据本发明一较佳实施例的紫外杀菌装置；
43.图4示出了根据本发明一较佳实施例的化学过滤装置；
44.图5示出了根据本发明一较佳实施例的风道的俯视透视图，其中示出了紫外进风导流板和化学滤料导流板。
45.附图标记说明
46.10-消毒杀菌除尘的风道、11-静电消毒除尘装置、21-紫外杀菌装置、31-化学过滤装置、101-静电过滤网、103-静电过滤网用维修门、105-静电消毒除尘风道壳体、201
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紫外线灯、203-紫外进风导流板、205-观测窗、207-紫外线灯侧维修门、209-紫外杀菌风道壳体、301-化学过滤网、303-化学过滤进风导流板、305-化学过滤网侧维修门、307
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化学过滤风道壳体。
具体实施方式
47.本发明以组合消毒技术为瞬时杀菌灭毒的依据之一，高压静电电离吸附微电流杀菌灭毒、紫外线辐射消毒、化学物质接触式消毒三种技术次第进行三重消毒，后一种消毒技术弥补前一种的缺陷。同时，本发明可以提高各消毒环节的杀灭强度为瞬时杀菌灭毒。
48.本发明提出一种用于风道的消毒杀菌除尘方法，该方法包括使用三种不同的方式对风道中的气体进行消毒杀菌除尘，以最大化地消杀空气中的病毒、细菌、颗粒物等，使得从风道排出的空气是清洁卫生的空气，避免病毒细菌在空气中的传播。该方法中，首先使用静电过滤的方式、利用静电对风道的空气中的粉尘及附着有病毒细菌的颗粒物进行吸附以消毒杀菌除尘，静电过滤的方式包括利用位于静电过滤网的相对的两侧的电离模块的阳极板和阴极板产生静电，使得静电过滤网和/或位于电离模块后部的集尘段吸附空气中的颗粒物。而后使用紫外杀菌的方式对风道中的已被静电过滤的空气进行消毒杀菌，其具体为利用紫外线灯对通过风道的空气进行辐射处理以使得病毒细菌被瞬时杀灭，优选地，紫外线灯发出的紫外线至少部分地被风道的内壁反射，空气围绕紫外线灯四周90-110mm半径范围内通过，优选为100mm半径范围，以优化对空气的杀菌效果。最后使用化学过滤的方式，利用化学滤料对风道中的已被静电过滤并且已经受紫外线消毒杀菌的空气进行接触式消毒杀菌，化学滤料可以涂覆于化学过滤网，使得风道中的空气流经化学过滤网以接触化学滤料，来对流经风道的空气进行消毒杀菌。
49.根据本发明所述的方法的优势在于，采用静电过滤的方式可以通过吸附来消除空气中的颗粒物，实现空气中pm2.5颗粒物90％以上的吸附和病毒细菌的瞬间杀灭。而后使用紫外杀菌的方式可以实现对病毒和细菌的全维度辐射消杀，并且通过可选地镜面的风道内侧和导流板的设置可以使得气体被最大程度地经受紫外线消毒杀菌。最后使用的化学过滤方式可以是其化学滤料与流经化学过滤网的空气的接触而实现细菌病毒的消杀目的，并且通过可选的导流板的设置使得空气最大限度地接触化学滤料，从而实现细菌病毒的消杀最大化，同时还氧化还原空气中的臭氧，起到消减臭氧的作用。
50.根据本发明的一实施方式还提出了根据如上所述的方法在风道中的应用。
51.本发明还提出了一种三段三重消毒杀菌除尘的风道，以组合技术相互弥补实现风道通过空气的病毒和细菌的彻底消杀。第一段为静电消毒除尘装置，第二段为紫外消毒仓，第三段为化学过滤消毒装置。
52.本发明的一实施方式的消毒杀菌除尘的风道如图1所示，其主要示出的是风道中的结构。风道10包括三个部分，分别为安装前部的静电消毒除尘装置11，安装在其中部的紫外杀菌装置21，以及安装在其后部的化学过滤装置31。当然，本发明的消毒杀菌除尘的风道也可以包括三个以上的部分，例如安装在安装前部的静电消毒除尘装置、安装在其中部的两个紫外杀菌装置、以及安装在其后部的化学过滤装置，或者例如安装在其前部的静电消
毒除尘装置、安装在其中部的两个紫外杀菌装置、以及安装在其后部的两个化学过滤装置。静电消毒除尘装置、紫外杀菌装置和化学过滤装置可以采用三段独立法兰连接结构进行连接。此外，采取三段中任一段进行重叠使用，例如优选地，2组紫外杀菌装置叠加使用，便于应用中实现消毒能力的加强。
53.第一段的静电消毒除尘装置包括：静电消毒除尘风道壳体、至少一层静电过滤网和电离模块，至少一层静电过滤网安装于静电消毒除尘壳体的前部以过滤颗粒物，电离模块至少包括阳极板和阴极板，分别位于静电过滤网的相对的两侧以通过发出静电来使得静电过滤网吸附空气中颗粒物，实现空气中pm2.5颗粒物90％以上的吸附和病毒细菌的瞬间杀灭。
54.具体地，根据本发明的实施方式的静电消毒除尘装置11包括静电过滤网101和电离模块(未示出)和静电消毒除尘风道壳体105，静电过滤网101和电离模块都位于静电消毒除尘风道壳体105中。静电过滤网101包括支架部和至少一层网状结构，所述网状结构可以是各种合适方式的网状结构，例如横条网状结构、竖条网状结构、菱形网状结构等。静电过滤网101安装于静电消毒除尘风道壳体105的前端以过滤颗粒物。电离模块至少包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板分别位于静电过滤网101的相对的两侧，也就是静电消毒除尘风道壳体105的侧部，以通过发出静电来使得静电过滤网吸附空气中的颗粒物。电离模块用于对通过电离模块的气体(也是通过静电过滤网的气体)进行电离处理，在电场力的作用下，带负电的气体离子向阳极极板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰撞，使得粉尘颗粒带负电，荷电后的粉尘颗粒在电场力的作用下，也向阳极运动，其中，电离模块可以采用的高压静电电压可以设定在5000伏以上，当然也可以是其他的电压，只要能够实现使得粉尘颗粒被静电吸附即可。由此，可以由静电过滤网收集粉尘颗粒。为了更多并且全面地吸附粉尘颗粒，也可以设置两个或两个以上静电过滤网，并且该两个或两个以上静电过滤网可以是相同的或者不同的，例如其中一个静电过滤网是横条网状结构，另一个静电过滤网是菱形网状结构。电离模块还可以包括集尘段，集尘段位于静电过滤网的后部，以使得粉尘在通过电离模块之后落在集尘段上，来进行粉尘颗粒的收集，使得净化的气体得以被排出。
55.根据本发明的实施方式的静电消毒除尘装置11的风阻可以为10-30pa，针对粉尘及附着其的病毒的颗粒物的拦截等级为大约0.05-0.3微米，拦截更大或更小的颗粒物也是可能的，其净化效率可以达到80％-96％。例如，针对粉尘及附着其的病毒的颗粒物的拦截等级为0.25微米(即pm2.5颗粒物、气溶胶)时，可以实现空气中pm2.5颗粒物90％以上的吸附和病毒细菌的瞬间杀灭，例如其净化效率可以达到92.9％，同时风阻仅为19.1pa，此种情况下的臭氧发生量很低，大约为0.002g/h。针对0.1微米以上颗粒物拦截效率可达83.3％，风阻仅为20pa。静电过滤网101包括hepa过滤网、活性炭过滤网、甲醛过滤网中的至少一种。如本发明所述的方式，静电过滤网的清洗周期可以达到2年或3年，而电离模块所使用的功耗很低，可以仅为几十瓦，例如可以仅为30w。
56.在静电消毒除尘风道壳体105的侧面还包括静电过滤网用维修门103，以便于将静电过滤网和/或集尘段定期取下进行清洁，无需耗材，并且可以用于将其他部件进行修理和维护。静电消毒除尘装置无需更换只需清洗，清洗周期6-12月一次。
57.采用静电除尘技术作为装置的第一道防线，充分发挥静电除尘技术的高效率、低风阻和低维护成本等优点，而其随着使用时间的增加导致捕捉率下降及产生臭氧的不足之
10的中部侧面设置有观测窗205及紫外灯管侧维修门207，以对紫外灯管进行观测和更换。在正常使用情况下，紫外线灯201的寿命可以达到10000-13000小时，因而，也可以仅按灯管寿命定期进行更换。消毒仓采用视觉导出观察口的方式设置有观测窗 205，观测窗205可以由例如钢化玻璃制成，其涂覆有荧光涂层，紫外线在照射到荧光涂层之后会转化为可见光，从观测窗205观测到可见光则表示紫外杀菌装置在正常运行。优选地，紫外线通过导出口的荧光涂层变为可见光，向下反射导出，维修人员在地面即可观察工作状态。如果从观测窗205无法观察到可见光，则表示紫外杀菌装置有可能出现故障，需要维修。
65.采用紫外线在风道消毒中的优点很明显，包括风阻极低，未被彻底灭活的病毒脱逸极少等等。
66.根据本发明的消毒杀菌的风道10还包括位于紫外杀菌装置后部的第三段的化学过滤装置。根据本发明的一实施方式的化学过滤装置31包括化学过滤风道壳体和至少一个化学过滤网，以及可选的装配在化学过滤风道壳体内的扰流装置。扰流装置形成两股对撞气流，在空气通过化学过滤网之前，以达到最佳的消杀作用。化学过滤网由滤料和过滤网共同形成，化学过滤是一种接触式消杀形式，空气中的病毒细菌在接触到化学滤料的过程中完成杀灭。
67.根据本发明的一实施方式的化学过滤装置31包括由滤料和过滤网共同形成的化学过滤网301和化学过滤风道壳体307。该化学过滤网301可以是形式为菱形的、横条的或者竖条的过滤网。化学过滤装置31位于化学过滤风道壳体307中以消除有害物质。化学过滤装置31采用的滤料优选为特殊的无机材料所合成的滤料颗粒，例如是带有锰氧化物的催化剂的活性炭滤料，也可以是其他任何合适的采用无机材料所合成的滤料颗粒，合成的滤料还可以可加入具有消除臭氧、硫等其他化学物质能力的无机材料。所述的滤料颗粒与过滤网进行结构性结合以共同形成化学过滤网，从而使流经的空气在该化学过滤装置内曲折通过，空气所携带的细菌病毒接触到滤料即被消杀。化学过滤网301还氧化还原空气中的臭氧，起到消减臭氧的作用，达到约为90％的臭氧拦截率。为了更多并且全面地消除病毒、细菌、如臭氧的化学物质等，也可以设置两个或两个以上化学过滤网，并且该两个或两个以上化学过滤网可以是相同的或者不同的，例如其中一个化学过滤网是横条网状结构，另一个化学过滤网是菱形网状结构。化学过滤装置31作为最后一道机械式的消毒装置还起到在前两重消杀功能出现故障的情况下仍旧能确保消除通过风道的病毒细菌，以及截留从静电消毒装置逃逸的颗粒，以达到消除有害气体及物质的目的。
68.在消毒仓的后部、化学过滤装置31的进风口的前部附近安装有化学滤料导流板 303，以对通过化学过滤装置31的空气进行导流。采用本发明的化学过滤装置可以实现较低的风阻，例如小于20pa。在化学过滤的进风段的前部设置化学滤料导流板303 的目的是避免空气直接穿过化学过滤网，而是让空气斜向进入，由此降低风速。形成反向的两股气流相互撞击后扰乱流向，最终目的是让空气在化学过滤网内多次转折后以杂乱的形式通过化学过滤网，延长空气通过化学过滤网的轨迹，以确保流经空气最大限度的接触化学滤料而实现细菌病毒的消杀和臭氧的去除的目的。根据本发明的化学过滤装置的优点为消毒灭杀率高达98％以上。
69.此外，在所述消毒杀菌的风道的后部的侧面设置有化学过滤网侧维修门305，以便于化学过滤装置的化学过滤网的定期更换以及维护。在正常使用情况下，化学过滤网 301
的使用寿命可以达到6-12个月，总体维护期为6-12月一次，其大大短于空气过滤的方式因此也可以根据其使用寿命定期进行更换。
70.由于本发明涉及的消毒杀菌除尘的风道采用低风阻设计，三段组合风阻小于50pa，仅与粗效过滤器相当，适用于各种新建系统和存量系统的改造。
71.可以将根据本发明的静电消毒除尘装置、紫外杀菌装置和化学过滤装安装于现有的新风系统、中央空调系统等的现有风道，此时的风道壳体可以是所安装的系统的现有风道，也可以是加装于所要安装的系统的风道，还可以是作为所要安装的系统的风道。本发明能够实现对流经风道的空气进行联合消杀以阻隔病毒和细菌，实现对大型公共空间进行消毒杀菌的作用。
72.根据本发明的消毒杀菌的风道可以具有逐次联合消杀的互补优势，首先，三级消杀的技术确保无限趋近于100％的病毒细菌消杀结果，而其中任何一级出现故障也不会影响消杀效果，无需立即停机维护，只需利用维修门将所需的修理维护的部件进行更换或修理即可。由此，该风道无需频繁清洗并且具有较长的使用寿命。该风道具有很低的风阻，整个风道中的风阻低于50pa。因此，适合于在现有风道中进行修改，对现有老旧机组和风道进行改造以实现如上的三级消杀，例如对按照初效或中效过滤设计的机组进行改造。本发明的消毒杀菌的风道还可以对细菌病毒、粉尘颗粒物一次性阻隔消杀，而因静电过滤而产生的臭氧可以通过后面的化学过滤来去除。同时，第一级静电过滤可以免除第二级紫外消毒和第三级化学过滤装置的表面积灰之忧，可保持系统清洁性、降低清洁维护的工作量。此外，由于综合风阻比较低，这有利于快速制冷制热，极大降低能耗实现节能减排。
73.本说明书中使用的“包含”一词是指“至少部分包含”。在解释本说明书中包含“包括”一词的每条陈述时，也可能存在除此以外或以该词开头的特征。诸如“包含”和“包含”等相关术语应以相同的方式解释。
74.对于本发明所属领域的技术人员而言，在不背离所附权利要求书所限定的本发明范围的前提下，本发明在结构上的许多变化以及本发明的广泛不同的实施方式和应用将是显而易见的。本文的公开内容和描述纯粹是说明性的，并且在任何意义上都不旨在进行限制。在本文中提及具有与本发明相关的领域中的已知等同物的特定整数时，这些已知等同物被视为结合在本文中，如同单独阐述一样。
75.如本文所用，术语“和/或”是指“和”或“或”或两者。
76.对本文公开的数字范围的引用(例如1至10)也包含对该范围内所有合理数字的引用(例如1、1.1、2、3、3.9、4、5、6，6.5、7、8、9和10)以及该范围内的任意有理数范围(例如2至8、1.5至5.5和3.1至4.7)，因此，所有范围的所有子范围明确特此明确公开在此公开的内容。这些仅是特定目的的示例，并且在所列举的最小值和最大值之间的数值的所有可能的组合应被认为在本技术中以类似的方式明确地陈述。
77.在本说明书的描述中，可以参考不在所附权利要求的范围内的主题。该主题应被本领域技术人员容易地识别，并且可以有助于将如所附权利要求书中所定义的本发明付诸实践。.
78.尽管本发明大致上如上所定义，但是本领域技术人员将理解，本发明不限于此，并且本发明还包括以下实施例给出示例的实施方式。
79.本发明的前述描述包括其优选形式。在不脱离本发明的范围的情况下可以对其进
行修改。