用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统

本专利属于致病生物气溶胶及生物战剂的防治领域，具体涉及一种用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统。

背景技术：

1、致病微生物通过气溶胶扩散，一直是造成大规模群体性传染病流行的重要途经之一。研究表明，多种治病微生物可以形成生物气溶胶，该传播方式隐蔽，持续时间长、作用范围大、难以预防和治理，严重威胁到了人类公共卫生安全。

2、目前针对致病生物气溶胶的防治技术方式主要有3类：(1)控制来源，即采取有效手段隔离传染源，控制传染病患者占用空间，使其污染范围最小化，而佩戴口罩等个人防护设备(ppe)也属于来源控制和防御的有效手段。(2)稀释控制，即主要通过通风效率来体现，将室外的新风或经过有效过滤处理的空气引入目标，以减少空气中的传染性气溶胶的浓度。(3)清除消杀，即采用具备空气净化、消杀功效的制剂和装置，清除空间内致病气溶胶。清除空间内的传染性气溶胶颗粒。除却目前主流使用的高效过滤材料和化学喷雾(气溶胶喷雾)外，光催化、臭氧、紫外、负离子、等离子、静电、激光、微波等技术均得到了广泛的发展、应用和联用，并取得了较好的成效。

3、常见的具体技术方案有和空气净化器相结合的方案，即用特种紫外光源使空气中的氧气与水蒸气离子化，并通过风机将其送入目标区域杀菌除味，再结合滤网过滤，实现对空气的消杀净化(cn213931324u)；或是和空调相结合的方案，如空调机菌种检测和灭杀的方法(cn112524702a)、利用内置紫外线灯管对过滤网片消杀灭菌的手段(cn213066340u)、为中央空调添加超声波与紫外光组件的手段(cn211011714u)；此外还有利用抗菌胶囊喷雾剂商品，设计的带有空气杀菌功能的净水机(cn213965668u)。

4、这些技术方式和方案在消除治病生物气溶胶传播扩散问题上发挥了非常积极的作用。然而目前的消杀抑制思路基本与实际传播场景分离，属于“离线”型的被动防御。少数有一定主动效用的方案往往又作用范围较小、时间短，且存在一定的危害，并缺乏相应的检测调控和处理方案。

技术实现思路

1、综上所述，实现主动、持续、“在线”的阻断/控制致病生物气溶胶，补足公共卫生安全消杀链的关键环节，是具有重要意义和实际价值的，也是本发明所要解决的技术问题。

2、通过气溶胶能够携带安全、低刺激性的抗微生物活性组份，并在空气中长效发挥作用。同时，人工气溶胶与致病生物气溶胶扩散范围、移动路径接近，期间易发生吸附、聚集、碰并、捕集沉降等耦合行为，能够提高气溶胶从空气中清除的效率。因此，在这两种机制的共同作用下，有效利用人工气溶胶消杀，是实现主动、持续、“在线”的阻断/控制致病生物气溶胶的潜在思路。

3、因此，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统。该系统包括两个模块，分别是气溶胶发生-释放模块和气溶胶回收-处理模块，两者通过通讯链路连接；

4、所述气溶胶发生-释放模块，包括制剂槽、雾化板块、信号接收器、感应器、控制板块和出风口，雾化板块安装有感应器，制剂槽与雾化板块连接，雾化板块又与出风口连接，信号接收器与设置于雾化板块上的控制板块连接；

5、所述气溶胶回收-处理模块，包括回风进口、预滤过滤器、感应板块、信号发射器、灭活收集单元、高效过滤器和回风出口，预滤过滤器安装在回风进口后，并与安装有信号发射器的感应板块连接，灭活收集单元设置于感应板块后，并与高效过滤器连接，高效过滤器又与回风出口连接；

6、该系统的基本运作逻辑是当感应器感应到室内新风量较低时，雾化板块开始工作，将制剂槽提供的气溶胶制剂雾化后，再通过出风口将气溶胶送入房间，室内回风通过回风进口进入，再经过预滤过滤器通入感应板块，当感应板块感应到房间中气溶胶制剂过多或过少时，信号发射器将调整信号传递到信号接收器，控制板块进而控制雾化板块调整雾化量；室内回风在经过灭活收集单元和高效过滤器后，通过回风出口送入空调回风系统或外界环境；该系统可以单独使用，也可以集成到空调、空气净化器、新风系统中。

7、所述雾化板块所喷射的气溶胶制剂包括基于微/纳米级的胶囊负载消杀制剂型气溶胶、基于表面活性剂的乳液负载消杀制剂型气溶胶、高分子负载消杀制剂型气溶胶和一般消杀制剂气溶胶；其中所使用的雾化装置可根据气溶胶类型选择超声波雾化器、网式雾化器、空气压缩式雾化器和蒸发雾化器；同时在雾化板块与出风口之间和高效过滤器与回风出口之间可选择设置有适合空调送回风系统的空气加压装置。

8、所述气溶胶发生-释放模块和气溶胶回收-处理模块之间的通讯链路可采用有线连接，也可采用包括wifi、4g、5g、蓝牙、射频、红外的无线连接。感应板块感应房间中气溶胶制剂剂量的方式采用特征化学物质标记的方法，感应器通过感应室内二氧化碳浓度来判断新风量的多少。

9、所述灭活收集单元内安装有针对潜在致病成份的灭活装置，包括紫外线光源、等离子发生器、负离子发生器、瞬时加热器和药物喷淋器；其中药物喷淋器可喷洒消杀制剂和用于防止二次扬尘的可降解的结块/胶黏剂，便于工作人员的安全操作和回收。

10、所述预滤过滤器选用的过滤器包括粗效过滤器和中效过滤器；所述高效过滤器可根据气溶胶类型选择亚高效、高效及超高效过滤器和静电除尘器。

11、本发明的有益效果是：

12、(1)本发明提出一种新的思路方案，以人工“气溶胶”治理致病生物“气溶胶”，实现对其主动、持续、“在线”的阻断/控制，填补了现有公共卫生安全消杀链的缺失环节。

13、(2)本发明通过信号发射器和信号接收器搭建通讯链路，方便对气溶胶的发生-回收过程进行高效控制，节约资源能源，保障环境安全和消杀控制效果。

14、(3)针对气溶胶消杀控制机制，设置了过滤器和灭活收集单元，可对回风进行安全有效地过滤、灭活、收集，保证了通入空调回风系统或环境中的空气洁净度，进一步增强了系统的阻断/控制效果。

15、(4)该系统结构功能可靠，可以单独使用，也可以集成到空调、空气净化器、新风系统中，具有较强适应性、广泛的应用场所和广阔的发展前景。

技术特征：

1.用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：该系统包括两个模块，分别是气溶胶发生-释放模块(1)和气溶胶回收-处理模块(2)，两者通过通讯链路(3)连接；

2.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：所喷射的气溶胶制剂包括基于微/纳米级的胶囊负载消杀制剂型气溶胶、基于表面活性剂的乳液负载消杀制剂型气溶胶、高分子负载消杀制剂型气溶胶和一般消杀制剂气溶胶。

3.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：雾化板块(5)中的雾化装置可根据气溶胶类型选择超声波雾化器、网式雾化器、空气压缩式雾化器和蒸发雾化器。

4.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：在气溶胶发生-释放模块(1)中的雾化板块(5)与出风口(9)之间和气溶胶回收-处理模块(2)中的高效过滤器(15)与回风出口(16)之间均设置有适合空调送回风系统的空气加压装置。

5.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：气溶胶发生-释放模块(1)和气溶胶回收-处理模块(2)之间的通讯链路(3)可采用有线连接，也可采用包括wifi、4g、5g、蓝牙、射频、红外的无线连接。

6.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：所述灭活收集单元(14)内安装有针对潜在致病成份的处理装置，包括紫外线光源、等离子发生器、负离子发生器、瞬时加热器和药物喷淋器；其中药物喷淋器可喷洒消杀制剂和用于防止二次扬尘的可降解的结块/胶黏剂，便于工作人员的安全操作和回收。

7.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：感应板块(12)感应房间中气溶胶制剂剂量的方式采用特征化学物质标记的方法，感应器(7)通过感应室内二氧化碳浓度来判断新风量的多少。

8.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：所述预滤过滤器(11)选用的过滤器包括粗效过滤器和中效过滤器。

9.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：所述高效过滤器(15)可根据气溶胶类型选择亚高效、高效及超高效过滤器和静电除尘器。

10.根据权利要求1所述的用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生-回收系统，其特征是：该系统可以单独使用，也可以集成到空调、空气净化器、新风系统中。

技术总结本发明基于气溶胶的特性原理，针对致病生物气溶胶及生物战剂，提供一种用于空气卫生安全防御和消杀的气溶胶发生‑回收系统。该系统包括气溶胶发生‑释放模块和气溶胶回收‑处理模块，前者可实现制剂存储、雾化、调节和释放功能，向目标区域释放不同类型的人工气溶胶制剂；后者可实现过滤、感应、调节和灭活收集功能，对目标区域的气溶胶进行收集处理，两者通过通讯链路连接进行反馈调节。该系统两个模块共同作用，利用人工气溶胶制剂，以气溶胶治气溶胶，可实现主动、持续、“在线”的阻断/控制致病生物气溶胶的扩散，填补了现有公共卫生安全消杀链的缺失环节。该系统结构可靠且功能安全高效，具有较强适应性、适用性和广阔的发展前景。技术研发人员：赵洪宾,孔相儒,冯天乐,费学宁,姚万祥,梁爽,赵乙鲜,赵海利受保护的技术使用者：天津城建大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18