PL246090B1

PL246090B1 - A device for purifying and thermally treating indoor air

Info

Publication number: PL246090B1
Application number: PL438412A
Authority: PL
Inventors: Bernard Połednik
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2024-12-02
Also published as: PL438412A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do oczyszczania i obróbki termicznej powietrza wewnętrznego składające się z obudowy (1) z wlotem powietrza (1.1) w dolnej części obudowy (1) i wylotem powietrza (1.2) w górnej części obudowy (1), w której wewnętrzna powierzchnia pokryta jest warstwą fotokatalityczną, zaś nad wlotem powietrza (1.1) umieszczone są kolejno filtr wstępnego oczyszczania powietrza (2), wentylator osiowy (3) oraz zamocowany osiowo promiennik UV-C (4). Charakteryzuje się ono tym, że nad pierwszym wentylatorem osiowym (3) zamocowany jest klimatyzator ze zraszaczem (5), nad którymi do wewnętrznej powierzchni obudowy (1) zamocowane są kierownice powietrza (6). Klimatyzator ze zraszaczem (5) składa się z pierścienia klimatyzatora z rozmieszczonymi na jego obwodzie zwężającymi się przelotowymi otworami. W otworach znajdują się ogniwa Peltiera. Do powierzchni ogniw Peltiera znajdujących się na zewnętrznej stronie pierścienia klimatyzatora zamocowane są pierwsze radiatory. Do powierzchni ogniw Peltiera znajdujących się na wewnętrznej stronie pierścienia klimatyzatora zamocowany jest drugi pierścień, do którego wewnętrznej powierzchni podłączone są jednym końcem drugie radiatory skierowane w stronę osi drugiego pierścienia. W drugich radiatorach znajdują się kanały zakończone otworami zraszającymi. Wewnątrz drugiego pierścienia na jego obwodzie znajduje się kanał, który połączony jest poprzez kanały w drugich radiatorach z otworami zraszającymi. Kanał wewnątrz drugiego pierścienia połączony jest z systemem doprowadzania cieczy. Nad promiennikiem UV-C (4) znajduje się filtr powietrza z węglem aktywnym (7).The subject of the application is a device for purifying and thermally treating indoor air, consisting of a housing (1) with an air inlet (1.1) in the lower part of the housing (1) and an air outlet (1.2) in the upper part of the housing (1), in which the inner surface is covered with a photocatalytic layer, and above the air inlet (1.1) there are placed, in turn, a pre-purification air filter (2), an axial fan (3) and an axially mounted UV-C radiator (4). It is characterized in that above the first axial fan (3) there is attached an air conditioner with a sprinkler (5), above which air guides (6) are attached to the inner surface of the housing (1). The air conditioner with a sprinkler (5) consists of an air conditioner ring with tapered through holes arranged around its circumference. Peltier cells are located in the holes. First radiators are attached to the surface of the Peltier cells located on the outer side of the air conditioner ring. A second ring is attached to the surface of the Peltier cells located on the inner side of the air conditioner ring, to the inner surface of which second radiators directed towards the axis of the second ring are connected at one end. In the second radiators there are channels terminated with spray holes. Inside the second ring on its circumference there is a channel, which is connected via channels in the second radiators with spray holes. The channel inside the second ring is connected to the liquid supply system. Above the UV-C radiator (4) there is an air filter with activated carbon (7).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania i obróbki termicznej powietrza wewnętrznego.The subject of the invention is a device for purifying and thermally treating indoor air.

Dotychczas znane są różnego rodzaju urządzenia do oczyszczania powietrza. W urządzeniach tych zanieczyszczenia powietrza najczęściej odseparowuje się na różnego rodzaju materiałach filtracyjnych. Wyróżniane są wówczas filtry wstępnego oczyszczania powietrza wykonane z materiałów włóknistych, których zadaniem jest wydzielenie z powietrza grubszych cząstek aerozolowych. Wyróżniane są też filtry dokładne i końcowe do oczyszczania powietrza z cząstek submikrometrowych. Oprócz urządzeń filtracyjnych znane są również urządzenia do elektrostatycznego oczyszczania powietrza. Mogą to być zarówno urządzenia stacjonarne jak i przenośne. W zgłoszeniu patentowym US3191362A opisany jest elektrostatyczny oczyszczacz w kształcie prostopadłościanu, w którym poziomy przepływ powietrza wymuszany jest przez wentylator. Elektrostatyczny odpylacz o podobnej konstrukcji, z uchwytem do przenoszenia i zasilany z sieci elektrycznej przedstawiony został w zgłoszeniach patentowych US3108865A oraz US4261712A. Zastosowano w nich układy przetwornikowe napięcia zasilającego prądem stałym wentylator wymuszający ruch powietrza i wysokonapięciowe elektrody odpylacza. Wielowarstwowy elektrostatyczno-mechaniczny filtr powietrza przedstawiono w opisie patentowym US 7258729B1. Zastosowano w nim materiał filtracyjny o niskim oporze przepływu powietrza, który umieszcza się pomiędzy kilkoma warstwami elektrod. Urządzenie zaprezentowane w zgłoszeniu patentowym US 3222848A posiada wymienne ramki z elektrodami osadczymi, które oczyszcza się po określonym czasie pracy urządzenia. Oczyszczacz powietrza składający się z ramy, zespołu wentylatora i elektrofiltru przedstawiony został w zgłoszeniu patentowym US 2013061754A1, a budowę modułu elektrycznego oczyszczania przedstawiono w opisie zgłoszenia patentowego CN 112013492A. Na zasadzie elektrostatycznego oczyszczania oparte są też oczyszczacze powietrza opisane w zgłoszeniach patentowych CN 112058497A i CN 112082224A. W tym ostatnim zgłoszonym rozwiązaniu powietrze wewnętrzne lub zewnętrzne z zawieszonymi cząstkami aerozolowymi jest doprowadzane do przestrzeni, w której w sposób ciągły uwalniane są jony ujemne. Powodują one koagulację cząstek, a w następstwie ich usuwanie z oczyszczanego powietrza. Znane są również konstrukcje elektrostatycznych odpylaczy przystosowane do warunków przemysłowych. W opisie patentowym US 6621136B2 przedstawiony jest elektrostatyczny odpylacz posiadający centralną wysokonapięciową elektrodę i rozmieszczony wokół niej porowaty materiał zatrzymujący naładowane cząstki aerozolowe. W zgłoszeniu patentowym US 3400513A zaprezentowany jest elektrostatyczny odpylacz wykonany w postaci zwężki kanałowej przypominającej strumienicę. Natomiast opis patentowy US 6783575B2 oraz zgłoszenie patentowe US 3798879A przedstawiają elektrostatyczne filtry do oczyszczania powietrza wewnątrz kanałów wentylacyjnych. Opis patentowy US 9539586B2 przedstawia oczyszczacz posiadający generator ujemnie naładowanych mikropęcherzyków powietrza o średnicy około 50 μm lub mniejszej. Pęcherzyki te są przepuszczane są przez ciecz do oczyszczania powietrza, a następnie są neutralizowane na dodatnio naładowanej, odpieniającej elektrodzie.So far, various types of air purification devices are known. In these devices, air pollutants are most often separated on various types of filter materials. In this case, there are pre-purification filters made of fibrous materials, the task of which is to separate coarse aerosol particles from the air. There are also fine and final filters for purifying air from sub-micrometer particles. In addition to filtration devices, there are also known devices for electrostatic air purification. These can be both stationary and portable devices. Patent application US3191362A describes an electrostatic purifier in the shape of a cuboid, in which the horizontal air flow is forced by a fan. An electrostatic dust collector of a similar design, with a carrying handle and powered from the mains, was presented in patent applications US3108865A and US4261712A. They use converter systems for the voltage supplying the fan forcing the air movement with direct current and high-voltage dust collector electrodes. A multi-layer electrostatic-mechanical air filter is presented in the patent description US 7258729B1. It uses a filter material with low air flow resistance, which is placed between several layers of electrodes. The device presented in the patent application US 3222848A has replaceable frames with collecting electrodes, which are cleaned after a specified time of operation of the device. An air purifier consisting of a frame, a fan assembly and an electrofilter is presented in the patent application US 2013061754A1, and the construction of the electric purification module is presented in the description of the patent application CN 112013492A. The air purifiers described in patent applications CN 112058497A and CN 112082224A are also based on the principle of electrostatic purification. In the latter reported solution, indoor or outdoor air with suspended aerosol particles is supplied to a space in which negative ions are continuously released. They cause coagulation of particles and, consequently, their removal from the purified air. Designs of electrostatic dust collectors adapted to industrial conditions are also known. Patent description US 6621136B2 presents an electrostatic dust collector having a central high-voltage electrode and a porous material arranged around it that retains charged aerosol particles. Patent application US 3400513A presents an electrostatic dust collector made in the form of a channel constrictor resembling a jet nozzle. On the other hand, patent description US 6783575B2 and patent application US 3798879A present electrostatic filters for purifying air inside ventilation ducts. Patent description US 9539586B2 presents a purifier having a generator of negatively charged air microbubbles with a diameter of about 50 μm or less. These bubbles are passed through an air purification fluid and then neutralized at a positively charged defoaming electrode.

Z opisu patentowego US 10940422B2 znane jest urządzenie do oczyszczania powietrza, w którym powietrze jest doprowadzane do wnętrza urządzenia poprzez umieszczony obrotowo zespół filtrujący. Usuwanie zanieczyszczeń z zespołu filtrującego odbywa się za pomocą dołączanego odkurzacza.From the patent description US 10940422B2 there is known a device for air purification, in which air is supplied to the interior of the device through a rotatably placed filter assembly. Removal of impurities from the filter assembly is carried out by means of an attached vacuum cleaner.

Opis patentowy US 7754158B2 przedstawia zespół filtracyjny oczyszczacza powietrza, który składa się z ukształtowanych aktywnych płaszczyzn pokrytych materiałem fotokatalitycznym lub nanocząstkami srebra. W otworze w centralnej części aktywnych płaszczyzn umieszczona jest lampa UV. Oczyszczacz powietrza według przykładu wykonania zamieszczonego w opisie patentowym US 10870078B2 zawiera zbiornik na wodę, w którym zamontowany jest ukośnie do powierzchni wody wał obrotowy z łopatkami wprowadzającymi powietrze do wody.Patent description US 7754158B2 presents a filter assembly of an air purifier, which consists of shaped active surfaces covered with a photocatalytic material or silver nanoparticles. A UV lamp is placed in an opening in the central part of the active surfaces. The air purifier according to the embodiment described in patent description US 10870078B2 comprises a water tank, in which a rotating shaft with blades introducing air into the water is mounted diagonally to the water surface.

Urządzenie do oczyszczania powietrza zawierające wentylator i zestaw wymiennych filtrów przedstawiony jest w opisie patentowym US 10711804B2, a w zgłoszeniu patentowym CN 111765543A urządzenie takie dodatkowo wyposażono w moduł podgrzewający filtrującą siatkę.An air purification device containing a fan and a set of replaceable filters is presented in the patent description US 10711804B2, and in the patent application CN 111765543A such a device is additionally equipped with a module for heating the filter mesh.

W opisie zgłoszenia wzoru użytkowego ES 1260754U przedstawiony jest oczyszczacz powietrza zawierający zestaw różnego typu filtrów, w tym filtr z węglem aktywnym i filtr fotolatalityczny oraz promiennik UV. Oczyszczone i zdezynfekowane powietrze dodatkowo jest aromatyzowane poprzez rozpylanie w nim cieczy o zapachu cytrusów.The description of the utility model application ES 1260754U presents an air purifier containing a set of various types of filters, including an activated carbon filter and a photo-lattice filter and a UV emitter. The cleaned and disinfected air is additionally aromatized by spraying a citrus-scented liquid in it.

Oczyszczacze powietrza zawierające moduł plazmowej sterylizacji przedstawione są w opisach zgłoszeń patentowych KR 20200138140A i KR 20200138141 A.Air purifiers containing a plasma sterilization module are presented in the descriptions of patent applications KR 20200138140A and KR 20200138141 A.

Oczyszczacz powietrza z funkcją nawilżania i sterylizacji przedstawiony jest w opisie zgłoszenia patentowego CN 112146206A, a w opisach zgłoszeń patentowych CN 112082231A i CN 112082232A przedstawione są odpowiednio wielofunkcyjny oczyszczacz powietrza z nastawianym modułem filtrującym i oczyszczacz powietrza z ruchomą taśmą filtracyjną.An air purifier with a humidification and sterilization function is presented in the description of patent application CN 112146206A, and the descriptions of patent applications CN 112082231A and CN 112082232A present, respectively, a multifunctional air purifier with an adjustable filter module and an air purifier with a movable filter belt.

Urządzenie do oczyszczania powietrza, w którym powietrze jest zasysane przez wentylator dolnym wlotem, oczyszczane na co najmniej jednym układzie filtracyjnym zawierającym lampę ultrafioletową UV-C i odprowadzane górnym wylotem, przedstawione jest w opisie wzoru użytkowego ES 1248424Y. W opisie zgłoszenia patentowego DE 102005026413A1 przedstawione jest urządzenie do oczyszczania powietrza składające się z części do wstępnego, głównego i końcowego oczyszczania powietrza. Część do wstępnego oczyszczania zawiera między innymi wentylator, filtr wstępny i dokładny oraz element emitujący promieniowanie UV. Część głównego oczyszczania zawiera wymienne jednostki filtrujące z węglem aktywnym. W części końcowego oczyszczania powietrze jest doczyszczane i kondycjonowane.An air purification device in which air is sucked in by a fan at the lower inlet, purified on at least one filter system containing an ultraviolet UV-C lamp and discharged through the upper outlet is presented in the description of utility model ES 1248424Y. In the description of patent application DE 102005026413A1 an air purification device is presented consisting of parts for preliminary, main and final air purification. The preliminary purification part includes, among other things, a fan, a preliminary and fine filter and an element emitting UV radiation. The main purification part includes replaceable filter units with activated carbon. In the final purification part the air is further purified and conditioned.

Opis wzoru użytkowego DE 202014101065U1 przedstawia urządzenie do filtracji, którego zadaniem jest usuwanie z powietrza różnego rodzaju zanieczyszczeń aerozolowych. W urządzeniu wyszczególniona jest część redukująca wilgotność powietrza, która znajduje się przed elektrycznym filtrem i kolejnymi modułami oczyszczającymi powietrze.The description of utility model DE 202014101065U1 presents a filtration device, the task of which is to remove various types of aerosol pollutants from the air. The device specifies a part reducing air humidity, which is located before the electric filter and subsequent air purification modules.

W katalogu firmy Lumeelamp oferowane są dwufunkcyjne urządzenia do dezynfekcji powietrza wewnętrznego oraz powierzchni wewnątrz pomieszczeń wykorzystujące promieniowanie UV-C. Przedstawione są też urządzenia z dodatkowymi modułami, w których oczyszczanie powietrza odbywa się na drodze fotokatalizy.The Lumeelamp catalog offers dual-function devices for disinfecting indoor air and indoor surfaces using UV-C radiation. Devices with additional modules are also presented, in which air purification takes place by photocatalysis.

Celem wynalazku jest sterowane oczyszczanie powietrza wewnątrz pomieszczeń z zanieczyszczeń aerozolowych, w tym z drobnych cząstek, lotnych związków organicznych i różnego rodzaju alergenów, a także z grzybów, bakterii i wirusów. Celem wynalazku jest również zapewnienie komfortu termicznego w pomieszczeniu.The aim of the invention is to control the purification of indoor air from aerosol pollutants, including small particles, volatile organic compounds and various types of allergens, as well as fungi, bacteria and viruses. The aim of the invention is also to ensure thermal comfort in the room.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania i obróbki termicznej powietrza wewnętrznego składające się z obudowy z wlotem powietrza w dolnej części obudowy i wylotem powietrza w górnej części obudowy, w której wewnętrzna powierzchnia pokryta jest warstwą fotokatalityczną, zaś nad wlotem powietrza umieszczone są kolejno filtr wstępnego oczyszczania powietrza, wentylator osiowy oraz zamocowany osiowo promiennik UV-C. Jego istotą jest to, że nad pierwszym wentylatorem osiowym zamocowany jest klimatyzator ze zraszaczem, nad którymi do wewnętrznej powierzchni obudowy zamocowane są kierownice powietrza. Klimatyzator ze zraszaczem składa się z pierścienia klimatyzatora z rozmieszczonymi na jego obwodzie zwężającymi się przelotowymi otworami, przy czym w otworach znajdują się ogniwa Peltiera. Do powierzchni ogniw Peltiera znajdujących się na zewnętrznej stronie pierścienia klimatyzatora zamocowane są pierwsze radiatory, natomiast do powierzchni ogniw Peltiera znajdujących się na wewnętrznej stronie pierścienia klimatyzatora zamocowany jest drugi pierścień, do którego wewnętrznej powierzchni podłączone są jednym końcem drugie radiatory skierowane w stronę osi drugiego pierścienia. W drugich radiatorach znajdują się kanały zakończone otworami zraszającymi. Wewnątrz drugiego pierścienia na jego obwodzie znajduje się kanał, który połączony jest poprzez kanały w drugich radiatorach z otworami zraszającymi. Kanał wewnątrz drugiego pierścienia połączony jest z systemem doprowadzania cieczy. Nad promiennikiem UV-C znajduje się filtr powietrza z węglem aktywnym.The subject of the invention is a device for purifying and thermally treating indoor air, consisting of a housing with an air inlet in the lower part of the housing and an air outlet in the upper part of the housing, in which the inner surface is covered with a photocatalytic layer, and above the air inlet there are placed, in turn, a pre-purification air filter, an axial fan and an axially mounted UV-C radiator. Its essence is that above the first axial fan there is mounted an air conditioner with a sprinkler, above which air guides are mounted to the inner surface of the housing. The air conditioner with a sprinkler consists of an air conditioner ring with tapered through holes arranged on its circumference, where Peltier cells are located in the holes. First radiators are attached to the surface of the Peltier cells located on the outer side of the air conditioner ring, while a second ring is attached to the surface of the Peltier cells located on the inner side of the air conditioner ring, to the inner surface of which second radiators directed towards the axis of the second ring are connected at one end. In the second radiators there are channels ending with spray holes. Inside the second ring on its circumference there is a channel which is connected via channels in the second radiators with spray holes. The channel inside the second ring is connected to the liquid supply system. Above the UV-C radiator there is an air filter with activated carbon.

Dodatkowo kierownice powietrza pokryte są warstwą fotokatalityczną.Additionally, the air guides are covered with a photocatalytic layer.

Alternatywnie nad promiennikiem UV-C znajduje się drugi wentylator osiowy.Alternatively, there is a second axial fan above the UV-C lamp.

Opcjonalnie przed filtrem powietrza z węglem aktywnym wewnątrz obudowy znajduje się pierwszy czujnik prędkości powietrza i czujnik temperatury powietrza, zaś ponad filtrem powietrza z węglem aktywnym wewnątrz obudowy znajduje się drugi czujnik prędkości powietrza i czujnik wilgotności powietrza, które połączone są z modułem sterującym, przy czym do modułu sterującego podłączony jest również pierwszy wentylator osiowy, klimatyzator ze zraszaczem oraz drugi wentylator osiowy.Optionally, a first air speed sensor and an air temperature sensor are located inside the housing in front of the activated carbon air filter, and a second air speed sensor and an air humidity sensor are located inside the housing above the activated carbon air filter, which are connected to a control module, wherein the first axial fan, the air conditioner with sprinkler, and the second axial fan are also connected to the control module.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że powietrze w pomieszczeniu, w którym stosuje się urządzenie, jest oczyszczone z różnego rodzaju zanieczyszczeń. Ponadto powietrze jest odpowiednio do wymagań ogrzane albo ochłodzone oraz nawilżone. Zapewnione jest w ten sposób bezpieczne przebywanie użytkowników w pomieszczeniu i poprawiona jest również odczuwalna jakość powietrza, którym oddychają użytkownicy pomieszczenia. Stworzone są też akceptowalne warunki termiczne w pomieszczeniu.The beneficial effect of the invention is that the air in the room where the device is used is cleaned of various types of impurities. In addition, the air is heated or cooled and humidified according to the requirements. This ensures the safe stay of users in the room and also improves the perceived quality of the air that the users of the room breathe. Acceptable thermal conditions in the room are also created.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na schematycznym rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia urządzenie w widoku perspektywicznym, Fig. 2a - przekrój poprzeczny urządzenia wzdłuż linii A-A, Fig. 2b - szczegół B z Fig. 2a.The subject of the invention in an example embodiment is shown in a schematic drawing, in which Fig. 1 shows the device in a perspective view, Fig. 2a - a cross-section of the device along the line A-A, Fig. 2b - detail B from Fig. 2a.

Urządzenie do oczyszczania i obróbki termicznej powietrza wewnętrznego w przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku składa się z okrągłej stalowej podstawy o średnicy 250 mm i grubości 20 mm, do której przymocowana jest cylindryczna obudowa 1 o średnicy wewnętrznej 120 mm i wysokości 860 mm wykonana z tworzywa PVC-U. Wewnętrzna powierzchnia obudowy 1 pokryta jest warstwą fotokatalityczną w postaci nanocząstek TO2 o średniej wielkości 21 ±5 nm dystrybuowanych przez firmę 3D-nano. W dolnej części obudowy 1 na wlocie powietrza 1.1 znajdują się dwadzieścia cztery symetrycznie rozmieszczone otwory wlotowe powietrza, nad którymi wewnątrz obudowy 1 umieszczony jest kolejno filtr wstępnego oczyszczania powietrza 2, pierwszy wentylator osiowy 3, klimatyzator ze zraszaczem 5, kierownice powietrza 6 oraz zamocowany osiowo promiennik UV-C 4. Filtrem wstępnego oczyszczania powietrza 2 jest dopasowana do wymiarów obudowy włóknina filtracyjna G4 zgodna z normą PN-EN ISO 16890 o grubości 15 mm. Pierwszym wentylatorem osiowym 3 jest przystosowany wentylator osiowy 12A230HBAC firmy Hicool - Air Moving Products z regulowaną prędkością obrotową o maksymalnej wydajności 102 CFM. Klimatyzatorem ze zraszaczem 5 jest termoelektryczny moduł grzejno-chłodzący zawierający rozmieszczone na obwodzie pierścienia klimatyzatora 5.1 zwężające się przelotowe otwory, w których znajdują się ogniwa Peltiera 5.2. Jako ogniwa Peltiera 5.2 zastosowane są trzystopniowe moduły TES3-046013 dystrybułowane przez firmę ARIZO. Do powierzchni ogniw Peltiera 5.2 znajdujących się po zewnętrznej stronie pierścienia klimatyzatora 5.1 zamocowane są wykonane z miedzi pierwsze radiatory 5.3. Do powierzchni ogniw Peltiera 5.2 znajdujących się po wewnętrznej stronie pierścienia klimatyzatora 5.1 zamocowany jest drugi pierścień 5.4, do którego wewnętrznej powierzchni podłączone są jednym końcem drugie radiatory 5.5 skierowane w stronę osi drugiego pierścienia 5.4. Drugi pierścień 5.4 i drugie radiatory 5.5 wykonane są z nierdzewnej stali. Wewnątrz drugiego pierścienia 5.4 na jego obwodzie znajduje się kanał 5.4.1, który połączony jest poprzez kanały 5.5.1 w drugich radiatorach 5.5 z otworami zraszającymi 5.5.2. Kanał 5.4.1 wewnątrz drugiego pierścienia 5.4 połączony jest poprzez pompę 14 ze zbiornikiem cieczy 15, którą jest zdemineralizowana woda. Pompą 14 jest pompa wodna 5W, 3-12V DC produkowana przez firmę OEM. Kierownice powietrza 6 zamocowane są do wewnętrznej powierzchni obudowy 1 i wykonane są ze stabilizowanego termicznie i odpornego na promieniowanie ultrafioletowe tworzywa PA6 G dystrybuowanego przez firmę TERMOPLASTIK. Promiennikiem UV-C 4 jest świetlówka UV-C Philips TUV PL-L 36W 2G11 emitująca fale promieniowania elektromagnetycznego o długości 254 nm. Nad promiennikiem UV-C 4 znajduje się filtr powietrza z węglem aktywnym 7 klasy F9 zgodnej z normą PN-EN ISO 16890 o grubości 15 mm. Nad filtrem powietrza z węglem aktywnym 7 zainstalowany jest drugi wentylator osiowy 8, którym jest przystosowany wentylator osiowy 12A230HBAC firmy Hicool - Air Moving Products z regulowaną prędkością obrotową o maksymalnej wydajności 102 CFM. Wylot powietrza 1.2 w postaci koncentrycznie rozmieszczonych otworów w górnej części obudowy 1 umiejscowiony jest nad drugim wentylatorem osiowym 8. Wewnątrz obudowy 1 przed filtrem powietrza z węglem aktywnym 7 znajduje się pierwszy czujnik prędkości powietrza 9 i czujnik temperatury powietrza 10, zaś ponad filtrem powietrza z węglem aktywnym 7 wewnątrz obudowy 1 znajduje się drugi czujnik prędkości powietrza 11 i czujnik wilgotności powietrza 12. Czujnikami prędkości powietrza 9 i 11 są czujniki PAV3015D firmy Posifa Technologies. Czujnikiem temperatury powietrza 10 jest oporowy czujnik Pt1000, a czujnikiem wilgotności powietrza 12 jest czujnik TL2216 firmy DeLonghi. Obydwa czujniki prędkości przepływu powietrza 9 i 11, czujnik temperatury powietrza 10 i czujnik wilgotności powietrza 12 oraz pierwszy wentylator osiowy 3, klimatyzator ze zraszaczem 5, drugi wentylator osiowy 8 i pompa 14 podłączone są do urządzenia sterującego 13, które zawiera oprócz modułu kontrolno-pomiarowego AVT5425 z interfejsem USB sterownik wentylatorów i czujników wilgotności AVT1855.The device for purification and thermal treatment of indoor air in the embodiment shown in the drawing consists of a round steel base with a diameter of 250 mm and a thickness of 20 mm, to which a cylindrical housing 1 with an internal diameter of 120 mm and a height of 860 mm made of PVC-U material is attached. The inner surface of the housing 1 is covered with a photocatalytic layer in the form of TO2 nanoparticles with an average size of 21 ±5 nm distributed by the 3D-nano company. In the lower part of the housing 1 at the air inlet 1.1 there are twenty-four symmetrically arranged air inlet openings, above which inside the housing 1 there are placed, in turn, a pre-cleaning air filter 2, the first axial fan 3, an air conditioner with a sprinkler 5, air guides 6 and an axially mounted UV-C radiator 4. The pre-cleaning air filter 2 is a G4 filter fleece adapted to the housing dimensions in accordance with the PN-EN ISO 16890 standard with a thickness of 15 mm. The first axial fan 3 is an adapted axial fan 12A230HBAC by Hicool - Air Moving Products with adjustable rotational speed and a maximum capacity of 102 CFM. The air conditioner with a sprinkler 5 is a thermoelectric heating and cooling module containing tapering through holes arranged around the circumference of the air conditioner ring 5.1, in which Peltier cells 5.2 are located. The Peltier cells 5.2 are three-stage TES3-046013 modules distributed by ARIZO. First radiators 5.3 made of copper are attached to the surface of the Peltier cells 5.2 located on the outside of the air conditioner ring 5.1. A second ring 5.4 is attached to the surface of the Peltier cells 5.2 located on the inside of the air conditioner ring 5.1, to the inner surface of which second radiators 5.5 directed towards the axis of the second ring 5.4 are connected at one end. The second ring 5.4 and the second radiators 5.5 are made of stainless steel. Inside the second ring 5.4 on its circumference there is a channel 5.4.1, which is connected via channels 5.5.1 in the second radiators 5.5 with spray holes 5.5.2. Channel 5.4.1 inside the second ring 5.4 is connected via pump 14 to the liquid tank 15, which is demineralized water. Pump 14 is a 5W, 3-12V DC water pump manufactured by OEM. Air guides 6 are attached to the inner surface of housing 1 and are made of thermally stabilized and UV-resistant PA6 G material distributed by TERMOPLASTIK. UV-C emitter 4 is a Philips TUV PL-L 36W 2G11 UV-C fluorescent lamp emitting electromagnetic radiation waves with a length of 254 nm. Above the UV-C emitter 4 there is an air filter with activated carbon 7 of class F9 in accordance with the PN-EN ISO 16890 standard with a thickness of 15 mm. Above the activated carbon air filter 7, a second axial fan 8 is installed, which is an adapted axial fan 12A230HBAC by Hicool - Air Moving Products with adjustable rotation speed and a maximum capacity of 102 CFM. The air outlet 1.2 in the form of concentrically arranged holes in the upper part of the housing 1 is located above the second axial fan 8. Inside the housing 1, in front of the activated carbon air filter 7, there is a first air speed sensor 9 and an air temperature sensor 10, while above the activated carbon air filter 7, inside the housing 1, there is a second air speed sensor 11 and an air humidity sensor 12. The air speed sensors 9 and 11 are PAV3015D sensors by Posifa Technologies. The air temperature sensor 10 is a Pt1000 resistance sensor, and the air humidity sensor 12 is a TL2216 sensor by DeLonghi. The two air flow rate sensors 9 and 11, the air temperature sensor 10 and the air humidity sensor 12 as well as the first axial fan 3, the air conditioner with sprinkler 5, the second axial fan 8 and the pump 14 are connected to the control device 13 which, in addition to the AVT5425 control and measurement module with a USB interface, contains the AVT1855 fan and humidity sensor controller.

Działanie urządzenia do oczyszczania i obróbki termicznej powietrza wewnętrznego przedstawionego w przykładzie wykonania polega na tym, że po włączeniu zasilania pierwszy wentylator osiowy 3 zasysa powietrze z pomieszczenia poprzez otwory na wlocie powietrza 1.1 i doprowadza je na filtr wstępnego oczyszczania powietrza 2. Po wstępnym oczyszczeniu powietrze to jest ochładzane albo ogrzewane oraz nawilżane w klimatyzatorze ze zraszaczem 5. Ochładzanie albo ogrzewanie powietrza zależne jest od tego czy drugie radiatory 5.5 połączone są ze stroną „gorącą” ogniw Peltiera 5.2 i oddają energię cieplną do powietrza albo czy połączone są ze stroną „zimną” ogniw Peltiera 5.2 i pobierają energię cieplną z powietrza. Zdeterminowanie stron ogniw Peltiera 5.2 zależy od kierunku płynącego przez nie prądu. Przy powyżej opisanych sposobach wymiany ciepła pierwsze radiatory 5.3 połączone są wówczas odpowiednio ze stroną „zimną” - pobierającą ciepło z otoczenia albo ze stroną „gorącą” - oddającą ciepło do otoczenia urządzenia. Do powietrza w klimatyzatorze ze zraszaczem 5 doprowadzana jest też pożądana ilość wody ułatwiająca proces oczyszczania i nawilżająca powietrze. Wodę ze zbiornika cieczy 15 dostarcza się za pomocą pompy 14 do kanału 5.4.1 w drugim pierścieniu 5.4, a stamtąd poprzez kanały 5.5.1 wewnątrz drugich radiatorów 5.5 do otworów zraszających 5.5.2. Następnie powietrze o pożądanej temperaturze i wilgotności jest na kierownicach powietrza 6 wprawiane w ruch wirowy wokół promiennika UV-C 4. Podczas tego ruchu powietrze jest dezynfekowane promieniowaniem UV-C, a przy kontakcie z warstwą fotokatalityczną pokrywającą wewnętrzną powierzchnię obudowy 1 jest oczyszczane fotokatalitycznie. Z powietrza usuwane są drobnoustroje takie jak Staphylococcus aureus i Aspergillus brasiliensis odpowiednio z 90% i 85% skutecznością. Redukowane jest też stężenie LZO o 84%. Zdezynfekowane i oczyszczone powietrze jest następnie kierowane na filtr powietrza z węglem aktywnym 7. Tu podlega końcowemu doczyszczeniu, a następnie za pomocą drugiego wentylatora osiowego 8 jest poprzez otwory na wylocie powietrza 1.2 odprowadzane do pomieszczenia. Mierzone prędkości powietrza przed i za filtrem powietrza z węglem aktywnym 7 odpowiednio pierwszym czujnikiem prędkości powietrza 9 i drugim czujnikiem prędkości powietrza 11 oraz mierzona temperatura i wilgotność za pomocą odpowiednio czujnika temperatury powietrza 10 i czujnika wilgotności powietrza 12 są przekazywane do urządzenia sterującego 9. Są one podstawą do odpowiedniego sterowania prędkością pierwszego wentylatora osiowego 3 i drugiego wentylatora osiowego 8 oraz grzaniem/chłodzeniem, a przez sterowanie pracą pompy 14 pobierającej wodę ze zbiornika cieczy 15 nawilżaniem powietrza w klimatyzatorze ze zraszaczem 5 tak, aby proces oczyszczania i sterylizacji powietrza przebiegał zgodnie z założeniami i osiągał wymaganą skuteczność. Urządzenie w sposób ciągły oczyszcza, sterylizuje i poprawia jakość powietrza wewnętrznego w pomieszczeniu. Sterowanie prędkością obrotową wentylatorów osiowych 3 i 8 pozwala na zwiększanie albo zmniejszanie czasu przebywania powietrza w strefie odziaływania na promieniowanie UV-C, a sterowanie grzaniem/chłodzeniem w klimatyzatorze ze zraszaczem 5 i pracą pompy 14 pozwala na odpowiednie kształtowanie parametrów termicznych powietrza. Wpływa to na skuteczność oczyszczania i sterylizacji oraz na jakość powietrza wewnętrznego.The operation of the device for purifying and thermally treating the internal air presented in the example of the embodiment consists in the fact that after switching on the power supply the first axial fan 3 sucks air from the room through the holes at the air inlet 1.1 and delivers it to the pre-purifying air filter 2. After the pre-purifying the air is cooled or heated and humidified in the air conditioner with sprinkler 5. The cooling or heating of the air depends on whether the second radiators 5.5 are connected to the "hot" side of the Peltier cells 5.2 and release heat energy to the air or whether they are connected to the "cold" side of the Peltier cells 5.2 and extract heat energy from the air. The determination of the sides of the Peltier cells 5.2 depends on the direction of the current flowing through them. In the above described methods of heat exchange the first radiators 5.3 are then connected respectively to the "cold" side - extracting heat from the environment or to the "hot" side - releasing heat to the environment of the device. The desired amount of water is also supplied to the air in the air conditioner with sprinkler 5, which facilitates the cleaning process and humidifies the air. Water from the liquid tank 15 is supplied by means of a pump 14 to the channel 5.4.1 in the second ring 5.4, and from there through channels 5.5.1 inside the second radiators 5.5 to the sprinkler holes 5.5.2. Then the air with the desired temperature and humidity is set in a swirling motion around the UV-C radiator 4 on the air guides 6. During this motion the air is disinfected by UV-C radiation, and upon contact with the photocatalytic layer covering the inner surface of the housing 1 it is photocatalytically cleaned. Microorganisms such as Staphylococcus aureus and Aspergillus brasiliensis are removed from the air with 90% and 85% efficiency, respectively. The concentration of VOCs is also reduced by 84%. The disinfected and cleaned air is then directed to the activated carbon air filter 7. Here it undergoes final cleaning and then by means of the second axial fan 8 is discharged into the room through the holes at the air outlet 1.2. The measured air speeds before and after the activated carbon air filter 7, respectively, the first air speed sensor 9 and the second air speed sensor 11, and the measured temperature and humidity by means of the air temperature sensor 10 and the air humidity sensor 12, respectively, are transmitted to the control device 9. They are the basis for the appropriate control of the speed of the first axial fan 3 and the second axial fan 8 and heating/cooling, and by controlling the operation of the pump 14 drawing water from the liquid tank 15, the humidification of the air in the air conditioner with sprinkler 5 so that the air cleaning and sterilization process runs according to the assumptions and achieves the required efficiency. The device continuously cleans, sterilizes and improves the quality of the indoor air in the room. Controlling the rotational speed of axial fans 3 and 8 allows for increasing or decreasing the time the air stays in the zone affected by UV-C radiation, and controlling heating/cooling in the air conditioner with sprinkler 5 and pump 14 operation allows for appropriate shaping of thermal parameters of the air. This affects the efficiency of cleaning and sterilization and the quality of indoor air.

Claims

1. A device for purifying and thermally treating indoor air, comprising a housing (1) with an air inlet (1.1) in the lower part of the housing (1) and an air outlet (1.2) in the upper part of the housing (1), in which the inner surface is covered with a photocatalytic layer, and above the air inlet (1.1) there are placed, in turn, a pre-purification air filter (2), an axial fan (3) and an axially mounted UV-C radiator (4), characterized in that above the first axial fan (3) there is attached an air conditioner with a sprinkler (5), above which air guides (6) are attached to the inner surface of the housing (1), and the air conditioner with a sprinkler (5) consists of an air conditioner ring (5.1) with narrowing through holes arranged on its circumference, wherein Peltier cells (5.2) are located in the holes, and Peltier cells (5.2) located on the outer side of the air conditioner ring (5.1) first radiators (5.3) are attached, while a second ring (5.4) is attached to the surface of the Peltier cells (5.2) located on the inner side of the air conditioner ring (5.1), to the inner surface of which second radiators (5.5) directed towards the axis of the second ring (5.4) are connected at one end, wherein in the second radiators (5.5) there are channels (5.5.1) ending with spray holes (5.5.2), while inside the second ring (5.4) on its circumference there is a channel (5.4.1), which is connected via channels (5.5.1) in the second radiators (5.5) to spray holes (5.5.2), and the channel (5.4.1) inside the second ring (5.4) is connected to the liquid supply system, wherein above the UV-C radiator (4) there is an air filter with activated carbon (7).

2. A device according to claim 1, characterized in that the air guides (6) are covered with a photocatalytic layer.

3. A device according to claim 1, characterized in that a second axial fan (8) is located above the UV-C radiator (4).

PL 246090 Β1

4. A device according to claim 3, characterized in that a first air speed sensor (9) and an air temperature sensor (10) are located in front of the activated carbon air filter (7) inside the housing (1), and a second air speed sensor (11) and an air humidity sensor (12) are located above the activated carbon air filter (7) inside the housing (1), which are connected to the control module (13), wherein the first axial fan (3), the air conditioner with sprinkler (5) and the second axial fan (8) are also connected to the control module (13).