游艇内简易新风空气净化装置设计

王小亮

摘要：针对新冠肺炎疫情期间，游艇内因空气循环等原因造成病毒交叉感染的问题，设计一种功能强大且结构简单的游艇内新风空气净化装置，对进入游艇舱室内的空气进行高效地净化消毒处理，同时排出污浊空气。该装置可加装到游艇上，且不会破坏游艇整体美观性，具有较高的实用价值和应用前景。

Abstract： In view of the problem of virus cross-infection caused by air circulation in yachts during the new crown pneumonia epidemic period， a powerful and simple structure air purifying device for fresh air in yachts was designed to purify and disinfect the air entering the cabin of yachts efficiently and to discharge the dirty air at the same time. The device can be installed on the yacht and will not destroy the overall beauty of the yacht， which has high practical value and application prospect.

关键词：疫情;新风;空气净化;游艇

Key words： epidemic situation;fresh air;air purification;yachts

0  引言

目前有报道称在游艇上发现了新冠肺炎的感染病例，并且游艇上的游客密集，造成大规模传播，而游艇上缺少相应的空气净化系统被认为是疫情传播的原因之一。同时码头上各类船舶排放的尾气，游艇上的家具及装饰材料释放的甲醛等有害气体，厨房油烟及吸烟等原因也直接影响到舱室内部的空气质量。这些因素都严重危害到了人体健康。

因此如何保障游艇舱室内的空气质量，安全有效的消灭病毒、净化空气，已成为我们不得不重视的问题。

1  设计背景

目前针对雾霾和住宅室内空气质量，很多科研机构及厂商研发了各式的净化空气质量的设备和装置。但大多数的空气净化装置中，净化效果显著、具有杀毒除菌功能的，往往结构非常复杂，且成本高昂;而结构简单的，则不具有杀毒除菌功能，且净化效较果弱。同时时常清洁净化装置的内部，更换过滤片也很重要，如果不及时清理会严重影响净化器的清洁效果。

同时这些设备并非专门为游艇设计，也未考虑到突发的疫情，因此很多游艇上并没有安装。因此，本文融合当前的空气净化器及新风系统的优点，设计出一款适合在游艇上加装的简易新风空气净化装置，以解决上述问题。

2  总体方案设计

本装置设计能够加快游艇内外空气的循环，同时高效彻底的对舱室的空气进行净化和除菌消毒。现结合结构图、纵剖视图、杀菌消毒装置局部剖视图、滤净装置视图，描述本装置的具体设计实施。其具体结构如图1所示。

该装置外壳设计为圆柱体结构，净化装置外壳的左端设置有空气入口，空气入口与净化装置外壳之间设置有第一负压风机，净化装置外壳的内部左侧竖向设置有滤净装置，滤净装置包括过滤网，过滤网的右侧设置有活性炭吸附網，过滤网和活性炭吸附网均和净化装置外壳内部形状相匹配，活性炭吸附网右侧设置有漏斗形的气体聚集嘴，气体聚集嘴的右端设置有气体杀菌装置，气体杀菌装置的右侧连通到负离子发生装置上，净化装置外壳的右端设置有空气出口，空气出口与负离子发生及热交换装置的出口连通，空气出口内安装有第二负压风机，净化装置外壳的侧壁上安装有吸风口和排风口。

3  功能及原理

本装置由负压风机、空气入口、新风出口及连接管道等组成，包含滤净装置、气体杀菌装置、负离子发生及热交换装置三大功能模块。

在装置使用时，将负压风机打开，游艇外的空气便经空气入口进入到净化装置外壳内。空气首先经过滤净装置，经过滤吸附后，较为干净的气体通过气体聚集嘴全部到达气体杀菌装置中，最后再经过负离子发生机热交换装置后，经过了过滤、杀菌、除湿、增氧、预热（冬天）等一系列净化处理的新风由新风出口排出，进入游艇内部。游艇内受污染的空气经吸风口进入，由排风口排往舱室外，排风经过主机时与新风进行热回收交换，将大部分的能量回收后，经过预热的新风进入游艇内部。

3.1 滤净装置

滤净装置进行第一步的物理净化，吸除气体中的杂质和有害物质。滤净装置中，过滤网对空气中的固体颗粒进行过滤，然后再通过活性炭吸附网对空气中的有毒有害气体进行过滤。活性炭吸附网和过滤网均为可拆卸结构，净化装置外壳的上半侧壁上竖向设置有半圆形的安装槽，活性炭吸附网和过滤网的外圈设置有固定圆环，固定圆环的左右两侧中间位置对称设置有支撑板，固定圆环的外侧一圈设置有密封橡胶圈。

活性炭吸附网和过滤网之间的距离为10-20厘米。活性炭吸附网和过滤网均为可拆卸结构，净化装置外壳的上半侧壁上竖向设置有半圆形的安装槽，活性炭吸附网和过滤网的外圈设置有固定圆环，固定圆环的左右两侧中间位置对称设置有支撑板，固定圆环的外侧一圈设置有密封橡胶圈。通过安装槽的设置，完成活性炭吸附网和过滤网的安装且便于拆卸清洗，支撑板起到很好的定位支撑作用，密封橡胶圈的设置起到很好的密封效果，防止空气从接缝处流通。安装槽的宽度等于活性炭吸附网和过滤网的宽度。

在装置长时间工作后，必须对装置内部的滤净装置进行清洗和更换，在进行活性炭吸附网和过滤网的清洗更换时，只需用手将支撑板向上提，将活性炭吸附网和过滤网从安装槽中取下，便可对活性炭吸附网和过滤网进行清洗和更换，安装也同样方便，只需将固定圆环对准安装槽，然后将支撑板固定在安装槽的两个支撑点上即可。

3.2 气体杀菌消毒装置

气体杀菌消毒装置进一步对空气進行杀毒除菌。气体杀菌装置包括溶液仓，溶液仓的内部装有消毒液，溶液仓上端侧壁上设置有入气口，入气口与气体聚集嘴连通，入气口的右端连接有弯管，弯管的末端插入消毒液底部，溶液仓的右侧壁设置有出气口，出气口与负离子发生装置连通。溶液仓的高度等于净化装置外壳半径的三分之二，消毒液的高度等于溶液仓高度的三分之二。空气到达气体聚集嘴后，从入气口到达弯管后，必须经过消毒液才可以从出气口排出，使得空气完全与消毒液接触，保证了杀菌消毒更加彻底，有效的阻止病毒的再次传播。

3.3 负离子发生及热交换装置

负离子发生装置能够进一步的消灭病毒细菌，同时还可以增氧、祛除烟尘异味、海风的腥咸味及盐雾等，使空气清新。热交换装置可使排风经过主机时与新风进行热回收交换，回收大部分能量通过新风送回游艇内，减少室内温度流失，提高冬天的取暖效果。夏天时能驱走游艇内的热气，把外面凉爽的空气替换进来，调节室温的功能。同时还能起到除湿、排湿的功能。

4  解决的主要问题

本装置采用一系列关键技术，有效解决同类设计存在的问题。

①外壳采用吸音消声设计，配合高效静音风机，在新风出口处测试的噪声不大于40dB，达到舒适睡眠标准。

②双负压风机，风速可调，可适用于不同工况下的风量要求。能使游艇内空气以0.15～0.20m/s的速度流动，使人不会感到气闷。

③滤净装置、杀菌装置手动可拆，解决拆换清洗的难题，且能大幅成本降低。通过热交换装置，进行游艇内外空气热量回收交换，可调节游艇内空气温度，更加节能环保。

④结构简单，可设置在舱室顶部天花板内。各管道与空调系统并行布置，不破坏游艇的外观。空气入口与排风口分开设置于游艇邮轮的左、右两舷，避免新鲜空气和污浊空气的交叉。

⑤对进入游艇各舱室内的空气进行多重过滤净化、杀菌消毒，除湿增氧处理，能有效祛除空气中的盐雾、阻止病毒传播，提高室内含氧量。彻底排除游艇内的污浊空气，加快游艇内外空气循环，解决一般空调设备的回风二次污染问题。

5  结论

较之目前常用的空气净化装置，本装置结构简单、功能强大、便于安装、易于拆洗，能有效应对病毒传染，并且不影响游艇的整体美观性。因此，十分适合在新建的游艇上使用，也可以在现有的游艇邮轮上加装，具有较高的实用价值和应用前景。

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