本发明涉及一种空气调节装置，尤其涉及一种用于机动车辆的空气调节装置。空气调节装置用于待空气调节的空间并包括具有供气部和排气部的壳体。在供气部和排气部之间形成有流动路径，其中在流动路径中设置有至少一个热交换器和鼓风机。
背景技术：
德国实用新型DE 20 2012 010 239 U1公开了一种用于空气净化的装置。该装置包括壳体、静电充电部分和气味过滤器。气流从空气入口引导到壳体内，并流向等离子体过滤器最终到达空气出口，等离子体过滤器包括静电充电部分和气味过滤器。充电部分包括至少一个用于产生等离子体的板形等离子体电极。
德国专利申请DE 10 2014 107 805 A1涉及一种用于过滤空气的布置，其中在空气管道中还设置有等离子体电池、催化剂和叶轮(impeller)。
德国专利申请DE 10 2004 034 432 A1涉及一种用于机动车辆空气调节系统和/或机动车辆通风系统的过滤器和/或过滤器的布置。过滤器用于让尤其通过鼓风机而被驱动的空气流通过。过滤器将一种或多种污染物转化成无害物质。过滤器至少部分由富含蛋白质的材料构成，所述材料涂覆有催化剂。
德国专利申请DE 11 2013 001 665 T5涉及一种用于清洁车辆的空气调节系统的装置。为达成此目的，此专利申请使用了催化辐射电离(catalytic radiation ionization)。通过用贵金属合金包围的UVX灯泡，空气或氧气被转化成含有羟基自由基和过氧化氢的净化等离子体。
欧洲专利EP 1 435 306的译文DE 60 304 432 T2公开了一种用于车辆的空气调节装置。空气调节装置的模块用于气态组合物的过滤，所述气态组合物例如在空气调节装置的空气调节的空气中移动的挥发性有机化合物和微生物。为达成此目的，此欧洲专利译文提供了等离子体催化解毒模块，其与静电解毒模块组合。
技术实现要素：
本发明提供了一种空气调节装置，该空气调节装置为待空气调节的空间提供调节的空气，该调节的空气提供新鲜空气的效果并消除待调节的空气中的有害成分。
上述目的通过具有权利要求1的特征的空气调节装置来实现。
根据本发明可能的实施例，用于待空气调节空间的空气调节装置包括具有供气部和排气部的壳体。在供气部和排气部之间形成用于待调节空气的流动路径。在流动路径中配置有至少一个热交换器和鼓风机。根据本发明，在空气调节装置的流动路径中配置有用于产生激发气体的装置。此外，激发气体的流动路径中提供有表面涂层。表面涂层用于激发气体的臭氧含量的催化还原，并且被配置在用于产生激发气体的装置的下游。
用于产生激发气体或气体混合物的装置可以是等离子体发生器、离子发生器或臭氧发生器。根据一优选实施例，用于产生激发气体或气体混合物的装置包括压电变压器。
压电变压器(PT)是基于压电性(piezoelectricity)的一种谐振变压器，并且与传统的磁变压器不同，压电变压器是机电系统。压电变压器用于将由变压器的机械尺寸(mechanical dimension)所确定的一定频率的所输入交流电压转换成较高或较低的交流电压。
压电变压器通过压电效应产生高电场。这些电场能够通过电激发(electrical excitation)电离气体和液体。在PT的次级侧(secondary side)，交流电场产生原子和分子的强烈极化、激发和电离。在这个过程中会产生压电点燃(piezoelectrically ignited)微等离子体，压电直接放电(piezoelectric direct discharge，PDD)等离子体。PDD具有对应于典型介质阻挡放电(dielectric barrier discharges，DBD)的特性。PDD可以在0.01mbar(毫巴)和2000mbar的宽压力范围内点燃。
压电变压器不希望发生寄生放电现像(parasitic discharge phenomena)，但是有时寄生放电现像这种效果也可被有选择地使用。通过PDD，等离子体可以直接点燃。类似于无声放电(DBD：介质阻挡放电)，当振荡场强度足够高时，则会发生冷放电(cold discharge)。由于较高的场不均匀性(field inhomogeneity)和频率影响，即使在大气条件下绝对点火电压不低于帕邢曲线，周围的气体也可能被电离而以达到此目的。
Rosen型压电变压器特别合适于产生PDD等离子体，因为这种类型压电变压器可提供高功率密度(power density)和非常高的变换率。在实际情况中转化率可以达到1000以上。最佳点燃PDD等离子体的谐振频率约为10kHz至500kHz之间。如果功率驱动器最佳地适应于压电变压器的谐振和阻抗，则在整个系统中转换到排放过程的效率会很高。
基于PDD并与空气一起操作的臭氧发生器提供具有迄今已知系统的最高效率的平均臭氧浓度。PDD中的等离子体体积中的气体温度通常在300+20K的环境温度下，其可实现约1014和1016m-3的电子密度。因此，PDD提供了典型的“冷”非平衡等离子体(\"cold\"non-equilibrium plasma)。PDD的这些属性开辟了广泛的可能应用。PDD装置可用于医学研究、用于减少细菌、减少气味和微生物学。典型的工业应用包括表面活化以优化塑料的润湿性和粘附性，例如，应用在印刷、涂装和粘合过程。
空气调节装置还可以包括配置在空气调节装置的壳体中的流动路径中用于增加活性/反应性的装置。激发气体发生装置设置在鼓风机和活性/反应性增加装置之间。根据空气调节装置的另一实施例，鼓风机沿着用于增加活性/反应性的装置的空气流动方向配置。在空气流动方向上，鼓风机亦可配置在用于增加活性/反应性的装置的下游。
根据本发明的另一实施例，空气调节装置在壳体内设置有过滤器，该过滤器配置在位于空气流动方向的热交换器的上游。用于产生激发气体的装置是空气流动方向上的过滤器的上游或是空气流动方向上的过滤器的下游。
用于增加活性/反应性的装置可以是催化剂结构、活性碳结构或反应性过滤器。在此情况下，用于提高活性/反应性的装置具有催化活性表面，通过该表面，异质氧化分子(heterogeneous oxidation molecules)和微生物可被降解。
分配器风门片(distributor flap)配置在空气调节装置的壳体中的供气部的上游，该分配器风门片选择性地与待空气调节的空间的环境空气或内部空气流体连通。用于颗粒、污垢或水的过滤器可配置在风门片的上游。
分配系统可配置在空气调节装置的壳体外的排气部的下游，使得调节空气能够以期望的方式分配在待调节的空间中。
根据本发明的空气调节装置特别有利于用在机动车辆内部的空气调节。通过适当地将等离子体发生器、离子发生器或臭氧发生器配置在机动车辆的空气调节系统中被电气排放的空气的流动路径中，可以产生反应气体或气体混合物，其与空气调节装置的其它组件为机动车辆的客舱提供没有气味和有害分子或微生物的新鲜空气。前述组件的其中一是该过滤元件，其可以已经包含反应性成分或催化活性成分，以便降低空气调节装置中空气的臭氧含量。类似地，热交换器可具有用降解于催化降解流动路径中空气的臭氧含量的表面涂层。催化活性表面上的非均相氧化(heterogeneous oxidation)可用于降解空气调节装置的壳体内空气中的有害气体物质(分子、微生物)。通过所有这些措施，机动车内部可供应调节空气，此调节空气基本上是干净的并且具有新鲜空气的效果。
在一实施例中，用于增加活性/反应性的装置提供有形成活性碳结构的活性炭。活性炭可以例如被过渡金属、铂族金属和/或锰氧化物所浸渍。活性炭或氧化锰也可以用作例如任何所需表面的层材料。在一实施例中，用于增加活性/反应性的装置的催化剂结构形成于冷却器(冷凝器)上并且具有疏水结构(hydrophobic configuration)，以便即使在潮湿条件下(类似于PEM燃料电池)也能获得高活性表面。这些表面可以形成在例如热交换器上、鼓风机/蒸发器鼓风机上、空气分配通道的内壁上或分配系统上。
传统的热交换器通常将待调节空气冷却至约5℃，由此将空气干燥至5℃的露点(dew point)。这种空气的冷干状态特别适用于例如以产生受低温和低湿度有利的激发气体的手段高效地产生高臭氧浓度。通常，在热交换器的冷却器部分(蒸发器)在冷却过程之后所产生的冷干空气会再次例如通过合适的电气结构而被加热到大约20℃。这种被加热的结构对催化特别有效。热交换器整体上包括冷却器(蒸发器/冷凝器)和(附加的)加热器(例如加热结构)并且具有非常大的表面，该表面适用于本发明的上下文中的表面涂层。
然而，当上述表面涂层中施加到蒸发器的表面上时，有可能造成液体在表面凝结的问题。如此，表面会变得潮湿，进而造成催化剂的活性降低甚至消失。为了避免这种情况，催化剂涂层应当优选具有疏水性混合物(hydrophobic admixture)，例如特氟龙和/或其它疏水性材料。如此，通过蒸发器蒸发后，表面可再次变的干躁。此外，催化亦可发生在其他表面，例如整个流动引导件(分配系统)的壁面，或者特别是会出现高湍流的地方，例如鼓风机。由于(附加的)加热器的表面在操作期间会被加热，由此在加热器的表面所施加的催化剂将具有高活性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明的空气调节装置的一个实施例的示意图。
图2是根据本发明的空气调节装置的另一个实施例的示意图。
图3是根据本发明的空气调节装置的又一个实施例的示意图。
图4是根据本发明的空气调节装置的另一个实施例的示意图。
图5是根据本发明的空气调节装置的另一个实施例的示意图。
图6是根据本发明的空气调节装置的又一个实施例的示意图。
图7是根据本发明的空气调节装置在机动车辆中使用的示意图。
在附图中，本发明相同或等同的元件使用相同的附图标记。此外，为了清楚起见，在各附图中仅示出附图标记，这些附图标记对于相应附图的描述是必需的。所示出的实施例仅仅是根据本发明的空气调节装置示例性的构造，而非被理解为对本发明的限制。图中各个元件彼此的比例并不一定对应于实际的尺寸比例，因为为了更好的说明，一些形状被简化并且其他形状相对于其他元件被放大地示出。
具体实施方式
图1示意性地示出了空气调节装置1的结构，空气调节装置1优选地用于客舱或机动车辆内部的空气调节。空气调节装置1包括壳体20(在图1至6中以虚线示出)。壳体20已形成有供气部21(用于未经调节的空气)和排气部22(用于调节和净化后的空气)。在供气部21与排气部22之间定义有流动路径25。在图1所示的实施例中，在供气部21的下游侧的壳体20内的流动方向L上的流动路径25中，设置有用于产生激发气体的装置5、热交换器7、鼓风机8、以及用于提高活性/反应性的装置9。通过热交换器7，热能Q从待调节的空气中排出并排放到环境中。
根据一实施例，表面涂层10例如提供在热交换器7 10上。表面涂层10用于臭氧含量或激发气体或等离子体(plasma)的催化降解(catalytic degradation)。将表面涂层10附着在热交换器7上可产生具有大表面积的优点以实现催化降解的期望效果。表面涂层10亦可由鼓风机8和/或蒸发器鼓风机(evaporator blower)提供。在此，通过待调节空气的高度湍流可实现催化降解的充分效果。表面涂层10亦可由分配系统11的内壁(未示出)所提供。由于分配系统11原本就有较大的表面，因此由分配系统11的内壁提供表面涂层10可具有不需要用于施加表面涂层10的附加装置的优点。
分配器4配置在壳体20的供气部21的上游。分配器4用于选择性地将环境空气31或者内部空气32供应到壳体20以进行空气调节。调节后的空气从壳体20的排气部22被引导到待空气调节的空间33中。在图1中，待空气调节的空间33由指向内部空气32的箭头所表示。用于产生激发气体的装置5作用为压电变压器(piezoelectric transformer)，例如是等离子体发生器、离子发生器(ionizer)或臭氧发生器。被激发的气体可实现对调节空气的消毒和提供清新的效果。
图2示出了根据本发明的空气调节装置1的另一个实施例。在此，壳体20内示出了根据本发明的空气调节装置1的元件的另一种配置。热交换器7位于供气部21之后且热交换器7设置有表面涂层10。在流动路径25的流动方向L上，配置有鼓风机8、用于产生激发气体的装置5、和用于增加活性/反应性的装置9。
在图3和图4示出的本发明实施例中，排气部22配置在分配系统11的下游。通过分配系统，被调节空气可以针对性地分布在待调节的空间33中。图3中描述的实施例的壳体10中的元件的配置对应于图1中描述的配置。同样的，图4中描述的实施例的壳体10中的元件的配置对应于图2中描述的配置。同样的，环境空气31的供气部22的上游的分配器风门片(distributor flap)4以及用于颗粒、污物或水的过滤器3被配置在图3和图4中描述的实施例上游。
图5示出了空气调节装置1的另一实施例。在壳体10中的流动方向L上，用于产生激发气体的装置5、过滤器6、热交换器7(可能具有表面涂层，此处未示出)、鼓风机8和用于提高活性/反应性的装置9被配置在供气部21和排气部22之间。过滤器6可包含反应性组分(reactive constituents)或催化活性组分(catalytically active constituents)，以降低待调节空气的臭氧含量。
图6示出了图5所示实施例的一个变型。在壳体10中的流动方向L上，过滤器6、热交换器7(可能具有表面涂层，此处未示出)、鼓风机8、用于产生激发气体的装置5、和用于提高活性/反应性的装置9被配置在供气部21和排气部22之间。
图7示出了根据本发明的空气调节装置1用于机动车辆35的空气调节的示意图。此处待空气调节的空间33是指机动车辆35的内部或客舱。
本申请可参照上述优选实施例。然而，对于本领域技术人员来说，显而易见的是在不脱离所附权利要求范围的情况下，可以对本发明进行修改或改变。空气调节装置的所有上述实施例都可以单独使用，也可以组合使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
附图标记：
1 空气调节装置
3 过滤器
4 分配器
5 用于产生激发气体的装置
6 过滤器
7 热交换器
8 鼓风机
9 用于增加活性/反应性的装置
10 表面涂层
11 分配系统
20 壳体
21 供气部
22 排气部
25 流动路径
31 环境空气
32 内部空气
33 空间
35 机动车辆
L 流动方向
Q 热能