本发明涉及一种通风设备,尤其一种空调设备,该通风设备具有一个引导系统,设置该系统的目的是引导空气流以及在正常运行时通过该引导系统的出风口将空气流提供给一个空间使用。此外,本发明还涉及这种通风设备的应用,运行这种通风设备的操作方法。
背景技术:
通风以及空调设备尤其应用在楼宇技术中,以为空间提供新鲜空气和/或对这些空间进行温度调节。在这种设备的运行中会出现一个问题,即,该设备会随着时间的推移而污染或者滋生细菌,因此一方面该设备的运行性能会受到损害,另一方面会对在被通风的或者温度被调节的空间里停留的人员产生严重的健康风险。
当该通风或者空调设备用于手术室的通风或温度调节或者用于其他需保持无菌的空间时,该问题尤其明显。这样,该通风设备很小程度上的细菌滋生就能够导致这些手术室的污染,并由此导致在其中进行手术的病人的感染风险提高,这种风险在极端情况下可以是致命的。
出于此原因在许多国家都有对用于医院的空间空气技术设备和器具的严格的卫生要求。比如在德国这些要求在din1946第4部分以及vdi标准6022中有明确规定。
为了防止空调设备和通风设备的细菌滋生,在现有技术中定期在该设备上取样并检测其提高的细菌值。如果在这种检测中确定了细菌滋生,那么就对相应的通风或者空调设备进行维修和清洁。这种方式却有很多缺点。首先,在各次取样的间隔时间中,正在形成的细菌滋生可能不会被发现。第二,对于空调设备的维护和清洁经常不能马上进行,这样清洁就被延迟,感染风险提高。最后,对那些经常进入特殊运行模式的空调和通风设备的清洁和维护需要不低的成本并且要求定期停用通过该通风或者空调设备进行调节的空间。这样一来可能会导致一间手术室24小时停用,由此产生高昂的故障时间和费用以及可能情况下的容量不足。
技术实现要素:
在此背景下,本发明的目的是给出一种通风设备,通过该设备能够至少部分地克服上述问题。
在一种通风设备上,尤其是空调设备上,该设备具有一个引导系统,其作用为引导空气流和在正常运行时通过该引导系统的出风口将空气流提供给一个空间使用,该目的根据本发明至少部分地被解决,方法是使得该通风设备具有一个发生单元,该发生单元的作用是在清洁运行时产生活性氧,并将该活性氧添加到引导系统引导的空气流中。
此外,前述目的通过运行前述通风设备,尤其是空调设备的操作方法得以解决,在该操作方法中,空气流在引导系统中被引导并且在正常运行时通过出风口提供给一个空间使用,尤其是被送入该空间,并且在此操作方法中,在清洁运行中发生单元产生活性氧并添加到引导系统引导的空气流中。
确定的是,通过将用于产生活性氧的发生单元直接整合在这种通风或者空调装置中能够改善该通风或者空调设备的卫生和运行。通过这种方法能够将该通风或者空调设备以规律的时间间隔进行消毒或甚至进行无菌化,这样能够除去细菌滋生或者根本不会有细菌滋生。
根据dinen1040,消毒是指对于细菌数量至少5个十进制指数级的降低以及对于病毒数量至少4个十进制指数级的降低。根据dinen556无菌化是指(对于细菌和病毒数量)至少6个十进制指数级的降低。
该通风设备具有一个引导系统,其作用为引导空气流。典型地,这种引导系统包括多个导管,通过该导管可能将空气流从一个位置,比如空调设备的换热器,中央空气供给装置或者进风口,比如在建筑物的外侧,引导到另一个位置,尤其是出风口,该出风口汇入待供风的空间。此外,该引导系统还可以具有空气推动装置,如转片或者喷嘴,以在引导系统中产生或者保持空气流。
此外,该引导系统的作用还在于在正常运行时通过该引导系统的出风口提供供空间使用的空气流。为此,该引导系统通常具有一个出风口,通过该出风口能够将该引导系统与待供风空间的开口相连,比如空间墙上的通风口。正常运行在此是指通风或者空调设备正常的通风运行或者温度调节运行。
该通风设备具有一个发生单元,该发生单元的作用是在清洁运行时产生活性氧。清洁运行在此是指通风设备正常运行的替代运行模式,该模式用于通风设备的清洁,消毒或者无菌化。
活性氧(reactiveoxygenspecies-ros)是指氧气的活性形式,其具有对微生物的损害作用,并由此适用于消毒和无菌化。活性氧的典型例子有:超氧根粒子(o2-),超氧根粒子自由基(o2·-),羟基自由基(ho·),过氧化氢自由基(hoo·),过氧烷基自由基(roo·),烷氧基自由基(ro·),过氧化氢(h2o2),氢过氧化物(rooh),臭氧(o3),次氯酸根(ocl-),氧单质(1o2)或者氮氧化物,如no2+,no-等。在清洁运行中优选产生过氧化物和臭氧作为具有消毒和无菌化作用的活性氧。
前面用到的概念“微生物”除本身意义上的微生物外还包括细胞和非细胞的生物质,该生物质能够增殖或者传递遗传物质。此外,cen12740也相应地包括了能够引发感染,过敏或者有毒性的生物质。根据这些定义,病毒,类病毒,寄生虫,多细胞植物细胞和动物组织,朊病毒,质体也属于该微生物概念。
通过将发生单元整合到该通风设备中能够在通风设备中根据需求直接以需要的量产生活性氧。这对于活性氧的储存和根据需求的释放尤其有好处,因为对于消毒或者无菌化尤其有效的氧类型具有短的半衰期而且在储存中很快地会转化成为活性较低的形式。该通风设备尤其能够这样构建,即活性氧的扩散尽可能优化地消失,方法是发生单元的数量和位置都得到适应。这样能够保证局部的和最优的活性氧的扩散。
下面对该通风设备的不同实施方式和其运行的操作方法进行描述,这里各个实施方式即可用于通风设备也可以用于该操作方法。此外,各个实施方式之间能够互相结合。
第一种实施方式中该通风设备具有一个控制装置,该控制装置构建的目的是对发生单元进行控制,使得在清洁运行时引导系统中引导的空气流中达到至少7g/m3,优选至少10g/m3的活性氧浓度。该控制装置优选作用是对发生单元进行控制,使得在清洁运行时引导系统中引导的空气流中达到至少7g/m3,优选至少10g/m3的臭氧浓度。确定的是,当活性氧的浓度或者尤其当臭氧的浓度至少为7g/m3时能够达到对通风设备足够的消毒效果。当活性氧的浓度或者尤其当臭氧的浓度至少为10g/m3时能够达到对通风设备足够的无菌化效果。
另一个实施方式中该通风设备具有一个控制装置,该控制装置构建的目的是令该通风设备在规定的时间和/或以一段规定的时间进行清洁运行。比如该控制装置可以如此构建,让该通风装置在比如夜间一个小时的时间段内运行,如此该通风设备每晚都得到消毒和无菌化,这样该通风设备在第二天早上就做好了运行准备并且清洁地供人使用。通过这种方法使得通风设备的少维护和流畅的运行成为可能。此外,还能够避免由该通风设备供风的空间的停用期。
另一个实施方式中构建控制装置的目的是使得发生单元在清洁运行时阶段性运行。阶段性运行是指该发生单元不是在整个清洁运行过程中都产生活性氧,而是清洁过程也包括至少一个,优选多个渐停时间段,在该时间段内该发生单元不产生活性氧。确定的是,在活性氧转化或者转变到其浓度不再足够继续进行有效的消毒之前,其有着一定的活性周期。因此在整个清洁运行期间让发生单元都运行是没有必要的,这样能够节省能源成本。
优选地该清洁运行能够具有多个激活时间段,在该时间段内通过发生单元产生活性氧,这里激活时间段被渐停时间段中断,在该渐停时间段内没有更多的活性氧产生。在试验中比如在每10分钟的激活时间段和紧接着的每20分钟的渐停时间段的情况下完全能达到对于消毒来讲足够的活性氧的浓度。
另一个实施方式中该引导系统能够在一个送风模式和一个环风模式之间进行切换,其中,在送风模式下该引导系统构建的目的是通过出风口将引导系统中引导的空气流提供给一个空间,并且其中在环风模式下该引导系统构建的目的是令在引导系统中被引导的空气流在该引导系统内部进行循环。在相应的操作方法实施方式中,在清洁运行时空气流在引导系统中循环。该通风设备优选具有一个控制装置,该控制装置构建的目的是将引导系统在清洁运行时切换到环风模式。
确定的是,尤其是通过利用添加活性氧积聚的空气流在引导系统内部的循环,而不让该空气流吹出引导系统的方式能够达到对通风设备和空调设备的有效清洁。一方面这样一来可以使得清洁运行的持续时间或者激活时间段的持续时间变短。另一方面避免了活性氧,尤其是臭氧从引导系统中漏出并由此导致待送风空间内的健康负担或者异味。
为了在送风和环风模式之间切换,该引导系统能够具有比如可控空气引导元件,如可关闭开口或者活瓣,利用该开口或者活瓣能够引导在引导系统中被引导的空气流通过不同的引导段。通过对于特定空气引导元件的打开或者关闭,就能够将该引导系统在送风以及环风模式之间来回切换。
替代地,清洁运行也能够在送风模式下进行。例如,该通风设备可以除一个出风口外还具有一个进风口,该进风口构建的目的是从待供应空间中吸入空气流,这样添加了活性氧的空气流也能够通过待供应空间完成循环,这样引导系统的空气流通过出风口进入待供应空间并从该空间中通过进风口重新回到引导系统中。通过这样方法尤其能够至少部分地达到对待供应空间的消毒甚至无菌化,比如对楼宇房间,尤其是手术室,隔离站(隔离室)的隔离检疫室,无菌室或者实验室,或者封闭设备的内部空间,比如实验室仪器(尤其是细胞和组织培养的培养箱)或者家用电器(尤其是冰箱等)的内部空间。
在另一个实施方式中,在发生单元处设有进料装置,其设置用于将添加物加入发生单元中。该进料装置特别能够设置用于王发生单元中加入或水蒸气或者例如作为粉末或气溶胶的另一种添加物或添加剂。通过该进料装置能够影响在发生单元运行过程中产生的活性氧的种类、数量和/或分布。
另一个实施方式中发生单元构建的目的是利用在工作气体中放电产生活性氧,优选利用介质阻挡放电。通过这种放电能够根据需要产生足够浓度的活性氧,而不需要供电以外的用于驱动发生单元的昂贵基础设施。介质阻挡放电尤其适用于产生活性氧。这里在两个电极之间施加一个高频高压,其中设置于该电极之间的电介质阻止了电极之间的直接放电。
另一个实施方式中通风设备包含用于降低臭氧浓度的装置,该装置构建的目的是将引导系统引导的空气流中的臭氧浓度降低,优选降低至0.1ppm以下数值。作为用于降低臭氧浓度的装置比如可以设置一个或多个陶瓷过滤器和/或活性炭过滤器。
此外,也可以考虑将用于产生大气等离子体射流的等离子喷嘴作为降低臭氧浓度的装置。这样该通风设备在一个实施方式中具有用于产生大气等离子体射流的等离子喷嘴,其中该等离子喷嘴构建的目的是利用通过在工作气体中在两个电极之间施加一个高频高压来产生电弧放电的方法产生等离子体射流,并且该引导系统和该等离子喷嘴这样设置,即,引导系统引导的空气流能够作为工作气体引入该等离子喷嘴。
高频高压电通常指的是1到350khz,优选1到100khz,特别优选10到100khz,尤其10到50khz频率下的1到100kv,尤其1到50kv,优选10到50kv的电压。该高频高压电可以是高频交流电,但也可以是脉冲直流电。
一个通过这种方法产生的大气等离子流体射流在相对较低的温度下具有高的活性。此外该通过这种方法产生的大气等离子体射流仅具有很小的臭氧浓度并且可以知道,在工作气体中通过这种大气等离子流体射流的产生来降低臭氧浓度是可能的。
由此能够通过前述实施方式达到以下效果,即,利用用于降低臭氧浓度的装置,尤其利用陶瓷和/或活性炭过滤器和/或等离子喷嘴有目的地降低引导系统引导的空气流中的臭氧浓度。由此该通风设备内部的臭氧含量在一次清洁运行结束时能够被降低到特定的临界值以下,尤其降低到小于0.1ppm臭氧的值,这样在接下来的正常运行时由于被引入到待供应空间里的臭氧引起的异味和健康危害就能够被降低。
臭氧浓度的有效降低尤其能够通过等离子喷嘴和至少一个陶瓷和/或活性炭过滤器的组合而达到。因此该通风设备优选既有等离子喷嘴又有一个或多个陶瓷和/或活性炭过滤器。
另一个实施方式中该通风设备具有一个控制装置,该控制装置构建的目的是使用于降低臭氧浓度的装置,尤其是等离子喷嘴在一次清洁运行结束时运行一段规定的时间。在相应的操作方法实施方式中,在清洁运行的第一时段内发生单元产生活性氧并将其添加到引导系统引导的空气流中,在清洁运行的第二时段内,被引导进入引导系统的空气流至少部分地作为工作气体被引入到用于降低臭氧浓度的装置,尤其是用于产生大气等离子体射流的等离子喷嘴中。
通过这种方式保证了一次清洁运行结束时该通风设备内部的臭氧浓度得到降低。优选在一次清洁运行结束时关闭发生单元一段规定的时间,这样不会通过发生单元产生新的臭氧。该规定的时间段优选包含一个3到20分钟范围内的时间间隔,优选5到10分钟。
另一个实施方式中该通风设备被构造为空调设备并且具有一个换热器,该换热器构建的目的是在正常运行期间使引导系统中引导的空气流降温,且发生单元如此建构,即通过发生单元产生的活性氧到达换热器处。
空调上,换热器区域细菌滋生的风险尤其高,因为该换热器为了改善传热而具有一个很大的表面积,该大的表面积尤其容易滋生细菌。尤其地,这种换热器通常具有冷却体,比如翅片,这种冷却体也具有大的表面积。
因此发生单元优选这样安置和构建,即通过发生单元产生的活性氧特别是进入换热器的翅片或者冷却体的区域中。进一步优选发生单元安置和构建为,在清洁运行中,在换热器区域,尤其在冷却体或者翅片区域中达到至少7g/m3,优选至少10g/m3浓度的活性氧,尤其是臭氧。
另一个实施方式中该通风设备具有多个发生单元,这些发生单元构建的目的是在清洁运行时产生活性氧并将产生的活性氧添加到引导系统中引导的空气流中,且该通风设备具有一个控制装置,该控制装置设置的目的是在清洁运行时交替驱动这些发生单元。
通过设计多个发生单元以及由此造成的活性氧的分散产生能够使得活性氧浓度尤其是臭氧浓度在清洁运行中在整个引导系统中都足够高,优选至少7g/m3,特别优选至少10g/m3。这种实施方式尤其适用于多部分的引导系统,在这种引导系统中有多个空气流或者多个空气流通道。
通过对于发生单元的交替控制能够降低驱动该通风设备所必需的能耗。通过每次只驱动一个或者同时驱动少数几个发生单元的方式,驱动这些发生单元所需的能耗比单个发生单元输入功率的发生单元数量相应倍数要低。通过这种方式能够使用于发生单元能源供给的电源件的规模减小,这样降低了该通风设备的成本。
另一个实施方式中,该通风设备具有一个控制装置,该控制装置构建的目的是,执行上述用于驱动通风设备的操作方法或者这种操作方法的一种实施方式。控制装置主要并且在整个申请中指的尤其是电子控制装置,该电子控制装置可以比如包括一个微处理器以及与其相连的指令存储器,其中通过处理器发出的指令引发执行规定的控制,尤其是上述操作手段或者该操作手段的一种实施方式。通过这种控制装置使得该通风装置的驱动很大程度上得到自动化,从而不再需要人为的介入或者维护。通过这种方法尤其能够进行自动化的清洁运行,这样该通风设备或者空调设备细菌滋生的风险得到降低。
该通风设备能够固定地紧固安装,比如在一座楼宇里,如医院或者实验室。备选地该通风设备也可以设计为移动式的,以使其能够比如安置在不同的地点并运行或者以使其能够与不同空间连接。
另外一个实施方式中,引导系统的出风口与空间的通风开口相连接。在这个实施方式中,(固定的或者移动的)通风设备处于已安装状态,其与待供应的空间相连。这里的空间优选是指一座楼宇的房间,尤其是手术室,隔离站(隔离房)的检疫隔离室,无菌室或者实验室。此外,这里的空间可以是一个封闭机构的内部空间,比如实验室仪器(尤其是细胞和组织培养的培养箱)或者家用电器(尤其是冰箱等)的内部空间。在这种空间中通风设备或者空调设备的不洁或者细菌滋生尤其危险,因此本发明能够尤其对于这些空间具有优点。此外,这种房间或空间的停用会引起巨大的花费,通过利用该优选自动的清洁运行节省等待时间能够节省大量的花费。该通风设备尤其能够用于与其相连的空间的至少部分的消毒或者无菌化。
相应地,根据本发明,上述目的进一步通过对前述用于一座楼宇的房间,尤其是手术室,隔离站(隔离房)的检疫隔离室,无菌室或者实验室或者一个封闭机构的内部空间,比如实验室仪器(尤其是细胞和组织培养的培养箱)或者家用电器(尤其是冰箱等)的内部空间的通风和/或温度调节的通风设备或者前述其实施方式中的一个的应用来解决。
此外,上述目的通过用于产生活性氧的发生单元,尤其用于前述通风设备的发生单元而实现,该通风设备具有一个气体进风口,其构建的目的是引入工作气体,还具有一个气体出风口,其构建的目的是排出工作气体或者活性氧,其中该发生单元构建的目的是在发生运行期间利用放电在通过进气口引入的工作气体中产生活性氧,优选利用介质阻挡放电,其中该发生单元除此以外构建的目的是在中和运行过程中,利用在通过进风口引入的工作气体中在两个电极之间施加高频高压电而产生的电弧放电来产生大气等离子体射流。
这种发生单元尤其适合于整合到前述通风设备中。通过构建用于产生活性氧的发生单元能够通过该发生单元产生通风设备清洁或者消毒所必需的活性氧。另一方面,能够通过整合在该发生单元中的大气等离子体射流发生单元使得工作气体内部的臭氧浓度降低,如此比如在一次清洁运行结束时能够达到规定值以下的臭氧浓度。
在发生单元的一个实施方式中,该发生单元具有一个第一发生段,其构建的目的是在发生运行期间利用放电在通过进风口引入的工作气体中产生活性氧,优选利用介质阻挡放电,并且该发生单元具有在第一发生段和气体出风口之间安置的第二发生段,该第二发生段构建的目的是在是在中和运行过程中,利用在通过进风口引入的工作气体中在两个电极之间施加高频高压电而产生的电弧放电来产生大气等离子体射流。
上述发生单元或者其一个实施方式优选被用作上述通风设备或者空调设备的发生单元。该通风设备的控制装置优选的构建目的是在清洁运行的第一时间段内使发生单元发生运行以及在清洁运行的第二时间段内,优选在一次清洁运行结束时使发生单元中和运行。
附图说明
本发明其它的特点和优点在对下面多个实施例的描述中给出,其中参考所附附图。
图示示出
图1a-b该通风设备和其运行操作方法第一种实施例的示意图,
图2a-b该通风设备和其运行操作方法第二种实施例的示意图,
图3用于产生活性氧的发生单元的剖面示意图,
图4用于产生大气等离子体射流的等离子喷嘴的剖面示意图,
图5用于产生活性氧的,尤其用于与通风设备结合应用的发生单元的一个实施例,以及
图6与通风设备操作方法的一种实施例相应的控制图。
具体实施方式
图1a-b示出了该通风设备和其运行操作方法第一种实施例的示意图。
该通风设备10具有一个引导系统12,该引导系统构建的目的是引导空气流14并在正常运行过程中通过该引导系统12的出风口16将该空气流提供给空间18使用。
出于此目的,该引导系统12包括一个第一导管20,该导管从吸气开口22延伸到出风口16,该出风口可以比如与空间18的通风开口相连。此外该引导系统12还包括一个第二导管24,该导管从进风口26延伸到排气开口28,该进风口26可以比如与空间18的另一个通风开口相连。
正常运行过程中,空气流14经由安置在导管20中的转片(未示出)通过吸气开口22吸入,引导通过导管20并作为送风通过出风口16送入空间18。空气流14然后作为废气由安置在导管24中的转片(未示出)通过进风口26吸入,被引导通过导管24并通过排气开口28排出通风设备10。通过导管20空间18能够得到新鲜空气供应,通过导管24废气能够从空间18中被吸出。
引导系统12可以在送风模式(图1a)和环风模式(图1b)之间切换。出于该目的,该引导系统12具有可控空气引导元件30a-d和连接导管32a-b,利用这些引导元件和导管能够将空气流14改道,这样该空气流能够在引导系统12的内部循环。空气引导元件30a-d能够具有比如可控活瓣,通过该活瓣通向第一或第二导管20,24或者通向连接导管32a-b中的一个的通道能够轮流地被打开或者关闭,这样第一或第二导管20,24或者连接导管32a-b区域就能够为空气流14打开或者封闭。
在图1a-b中,引导系统12的被用于空气流14的空气引导元件30a-d打开的区域用实线示出,引导系统12的被用于空气流14的空气引导元件30a-d封闭的区域用虚线示出。引导系统12优选在第一和/或第二导管20,24区域具有转片,该转片在送风模式和环风模式下都能够自由运转。
通风设备10此外具有一个发生单元34,该发生单元构建的目的是在清洁运行时产生活性氧并将这些活性氧添加到引导系统12中引导的空气流14中。
在该通风设备10中发生单元34被整合在了连接导管32b中。
此外该通风设备还包括一个控制装置36,通过该控制装置能够实现对空气引导元件30a-d和发生单元34的控制。该控制装置36如此构建,即该通风设备10一方面能够正常运行,另一方面能够清洁运行。
正常运行中控制装置36将空气引导元件30a-d切换到如图1a所示的位置,这样通风设备10用于空间18的送风和排风。相对地,清洁运行中控制装置36将空气引导元件30a-d切换到如图1b所示的位置,这样空气流14能够在引导系统12内部循环。此外控制装置36在清洁运行过程中控制发生单元34以使其产生活性氧并添加到循环的空气流14中。该控制装置34如此构建,即在空气流14中达到至少7g/m3(用于消毒)或者至少10g/m3(用于无菌化)的活性氧,尤其是臭氧浓度。通过这种方法能够达到对通风设备10的消毒甚至无菌化。
图2a-b示出了通风设备的另一个实施例,该实施例设计为空调设备。通风装置50具有一个引导系统52,该引导系统构建的目的是在正常运行过程中通过该引导系统52的出风口56将空气流54提供给空间58使用。
该设计为空调设备的通风设备50主要仅设计用于制冷。替代地,该通风设备还可以额外地用于供应新鲜空气和排出废气。
引导系统52包括一个主导管60,该导管可以从一个比如与空间58的通风开口相连的进风口62延伸到换热器64,并从此处延伸到可以与空间58的另一个通风开口相连的出风口56。
在正常运行过程中,利用安置在主导管60中的转片(未示出)将空气流54通过进风口62吸入,引导该空气流通过主导管60至换热器64处,该换热器将空气流54冷却,然后继续将空气流通过出风口56引导进入空间58,这样就通过冷却后的空气流54对该空间进行了温度调节。
通风设备50此外还具有一个发生单元66,该发生单元构建的目的是在清洁运行时产生活性氧并将这些活性氧添加到空气流54中。此外该通风设备50还具有一个控制装置68,该控制装置68构建的目的是控制发生单元66。该控制装置68构建的目的尤其是在清洁运行中如此驱动发生单元66,即在空气流54中达到至少7g/m3(用于消毒)或者至少10g/m3(用于无菌化)的活性氧,尤其是臭氧浓度。通过这种方法能够在清洁运行中达到对通风设备50的消毒或者甚至无菌化。该发生单元66优选在空气流54的流动方向上安置在换热器64之前,这样就有足够用于消毒或者无菌化的浓度的由发生单元66产生的活性氧到达换热器64及其表面处,尤其对冷却体如换热器64的翅片的表面进行消毒或者无菌化。
该引导系统52优选能够在送风模式(图2a)和环风模式(图2b)之间切换。出于此目的该引导系统52具有可控空气引导元件70a-b以及一个连接导管72,利用这些引导元件和导管能够将空气流54改道,这样该空气流能够在引导系统52的内部循环。空气引导元件70a-d能够具有比如可控活瓣,通过该活瓣通向主导管60或者通向连接导管72的通道能够轮流地被打开或者关闭,这样主导管60或者连接导管72区域就能够为空气流54打开或者封闭。对于空气引导元件70a-b的控制是通过控制装置68完成的。
在图2a-b中,引导系统52的被用于空气流54的空气引导元件70a-d打开的区域用实线示出,引导系统52的被用于空气流54的空气引导元件70a-d封闭的区域用虚线示出。引导系统优选在主导管60区域具有转片,该转片在送风模式和环风模式下都能够自由运转。
正常运行中控制装置68将空气引导元件70a-d切换到如图2a所示的位置,这样通风设备50用于空间58的温度调节。相对地,清洁运行中控制装置68将空气引导元件70a-d切换到如图2b所示的位置,这样空气流54能够在引导系统52内部循环。此外控制装置68在清洁运行过程中控制发生单元66以使其产生活性氧并添加到循环的空气流54中。对该发生单元68如此控制,即在空气流54中达到至少7g/m3(用于消毒)或者至少10g/m3(用于无菌化)的活性氧,尤其是臭氧浓度,以能够达到对通风设备50以及尤其换热器64的消毒甚至无菌化。
替代地,控制装置68也能够在清洁运行过程中驱动通风设备50在送风模式(图2a)下运行。这时,空气流54的循环通过一个在空间58中流通的空气流74完成。
在该实施例中,由发生单元66产生的活性氧也会到达空间58中,这样通过这种方法也能够至少部分地达到对空间58的消毒或者无菌化。空间58可以是一座楼宇的房间,尤其是手术室,隔离站(隔离房)的检疫隔离室,无菌室或者实验室。此外,这里的空间可以是一个封闭机构的内部空间,比如实验室仪器(尤其是细胞和组织培养的培养箱)的内部空间或者家用电器(尤其是冰箱等)的内部空间、手术室,这些空间通过这种方法至少部分地得到消毒或者无菌化。
图3示出了用于产生活性氧的发生单元100的一个实施例。例如,通风设备10和50的发生单元34和70可以像发生单元100这样设计。
发生单元100具有一个金属管形式的外电极102和一个金属棒形式的内电极104。该内电极被绝缘材料106,如陶瓷制成的层所包围,这样内电极104相对于外电极102是电隔离的。
利用为此设计的电源108在内电极104和外电极102之间施加一个高频高压。由于绝缘层106,内电极104和外电极102之间不会有直接放电。因此在发生单元100的运行中出现了电极102,104之间的所谓的介质阻挡放电110。
发生单元100在一侧具有一个气体进风口112,通过该进风口含氧的工作气体114,尤其是空气进入发生单元100。通过工作气体114与放电110的相互作用产生活性氧,该活性氧与剩下的工作气体114一起从发生单元100的气体出风口116离开。
发生单元100能够在通风设备如通风设备10或者50中比如如此安置,即空气流,例如空气流14或者54进入气体进风口112中。额外地可设置一个转片来将空气流引入气体进风口112。此外,发生单元100还能够在通风设备中如此安置,即从气体出风口116中离开的活性氧重新进入该通风设备的引导系统或者在其中引导的空气流中。
确定的是,利用图3中示出的种类的发生单元能够产生足够量和足够活性的活性氧以对通风设备消毒或者无菌化处理。
除其它活性氧种类外,通过图3中示出的种类的发生单元100还会产生不少的臭氧。臭氧在空气中表现出在其转化为其它物质之前的相对长的半衰期。因此臭氧会在一次清洁运行结束后在由该通风设备供应的空间里引起健康负担或者异味。
该通风设备的另一个实施例中,尤其是通风设备10和50的另一个实施例中,可以设置一个用于产生大气等离子体射流的等离子喷嘴,在该通风设备中引导的空气流,尤其是空气流14或者15作为工作气体被引入到该喷嘴中。通过这种方法能够降低工作气体中的,由此降低该通风设备中引导的空气流中的臭氧浓度,优选至0.1ppm以下。
图4示出了这种等离子喷嘴的一个实施例。
等离子喷嘴130具有一个金属喷嘴管132,该喷嘴管主要锥形化至喷嘴管口134。在与喷嘴管口134相对的另一端该喷嘴管132具有一个带有工作气体进风口138的旋流装置136。
旋流装置136的中间壁140具有一个在周长方向上斜着设置的孔142的环,通过这些孔工作气体能够被旋流化。因此,工作气体以旋流144的形式通过喷嘴管132沿气流往下锥形化变细的部分,该旋流的核心沿着该喷嘴管132的纵向轴延伸。
在该中间壁140的底面上,中间设置了一个电极146,该电极共轴地沿着变细区段的方向突出在喷嘴管132中。该电极146与中间壁140和旋流装置136的其它部件电气相连。该旋流装置136通过一个陶瓷管148与喷嘴管132电隔离。通过旋流装置136在电极146上施加一个高频高压电,该高频高压电是由变压器150产生的。进气口138尤其如此安置,即空气流14或者54的一部分能够进入等离子喷嘴130中。喷嘴管132接地。通过激发电压在电极146和喷嘴管132之间以电弧152的形式产生一个高频高压电。
“电弧”或者“电弧放电”这两个概念主要用作放电的现象学描述,因为放电以电弧的形式出现。“电弧”这个概念此外还被用作基本恒定电压的直流电压放电的放电形式。但是这里是指电弧形式的高频放电,即高频电弧放电。
由于工作气体旋流式的流动,该电弧152在涡流中心被引导在喷嘴管132的轴上,这样在喷嘴管口134与喷嘴管132的侧壁交汇区域该电弧才分散开来。
在涡流中心区域并由此直接在电弧152旁边以高流动速度旋转的工作气体与电弧152发生内部接触并由此部分地过渡到等离子态,这样大气等离子体射流154就通过喷嘴管口134从等离子喷嘴130中喷出。
可以看到,气体中的臭氧浓度能够得到明显降低,方法是该将气体作为工作气体引入等离子喷嘴130中。通过利用放电152将工作气体激发,臭氧分子被分裂或者被转化为其它分子,这样从等离子喷嘴130中喷出的工作气体或者等离子体射流中的臭氧浓度比被引入到等离子喷嘴130中的工作气体的臭氧浓度更低。
由此在图4中示出的等离子喷嘴130能够在通风设备10或者50中有利地得到应用,以在一次清洁运行结束时降低臭氧浓度并且由此避免臭氧带来的健康危害和异味问题。
作为这种等离子喷嘴的补充或者替代,也能够在通风设备10中也安装活性炭过滤器和/或陶瓷过滤器(未示出),以在一次清洁运行结束时降低臭氧浓度。
有益地,可以将用于产生大气等立体射流的等离子喷嘴整合到发生单元中。图5示出了这种发生单元170的一个实施例,其构造与图3所示的发生单元100相似。同样的组件分别用相同的标记标示。
发生单元170与发生单元100的区别在于,内部电极104在朝向气体出风口116的一端被延长超出绝缘体层106并且具有一个通过一个绝缘体171与第一外电极102电隔离的并且在气体出风口116区域朝向喷嘴开口逐渐变细的第二外电极172。该第二外电极172同样也与电源108相连。通过设置的开关174能够分别接通第一和/或第二外电极102,172。
发生单元170由此具有一个用于产生活性氧的第一发生段176以及一个与图4中示出的等离子喷嘴130类似的用于产生大气等离子体射流的第二发生段178。利用该第二发生段178能够降低工作气体114中的臭氧浓度。
图6示出了对应于通风设备,尤其是通风设备10或者50的操作方法的一个实施例的控制图。
在该图中呈现了分别待控制的通风设备的四个状态z1到z4,通过该通风设备的控制装置,尤其是控制装置36或者72,能够在这四个状态之间在规定的时间t1到t8进行切换。
状态z1对应正常运行,状态z2到z4对应着通风设备清洁运行的不同状态。z1到z4各个状态的含义将在下面进行说明。
z1:该状态中通风设备正常运行,从而通过引导系统的出风口将引导系统中引导的空气流提供给一个空间使用。
z2:该状态中控制装置控制通风设备的发生单元以产生活性氧并将其添加到在引导系统中引导的空气流中。该状态也被称作激活时间段。
z3:该状态中发生单元关闭,这样不再继续产生更多的活性氧。该状态也被称作渐停时间段。
z4:该状态中,整合在通风设备中的等离子喷嘴被激活,这样在引导系统中引导的空气流中的臭氧浓度得到降低。在该状态中发生单元优选关闭。
图6中示出的图只显示了通风设备控制装置的在上述状态z1-z4之间的一个示例性过程。
该控制装置可以如此构建,即其在一个规定的时间点t1将通风设备从正常运行n切换到清洁运行r。清洁运行的持续时间在此为t1到t8,可以比如持续一到两个小时。从正常运行到清洁运行切换的时间点优选在通过该通风设备供应的空间里不进行工作的时候,比如夜间。
在时间点t1时引导系统的控制装置优选切换到环风模式,这样空气流能够在引导系统内部循环。然后控制装置优选从时间点t1到t7对发生单元进行优选阶段性的驱动,其中该发生单元分别在激活时间段(从t1到t2,从t3到t4以及从t5到t6)被激活,这样产生活性氧并将其添加到在引导系统中引导的空气流中,以及其中该发生单元在其间的渐停时间段(从t2到t3,从t4到t5以及从t6到t7)内被关闭。
在清洁运行结束时控制装置将通风设备切换至中和运行(从t7到t8),在中和运行中发生单元关闭,等离子喷嘴开启以产生大气等离子体射流来降低通风设备内部的臭氧浓度。
在清洁运行结束时间点t8,控制装置自动地将通风设备重新切换到正常运行,这样通风设备继续工作。
通过这种运行方法使得通风设备有规律地且自动地得到消毒或者无菌化,而无需为此产生漫长的维护时间。