建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置及其应用

摘要

一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置及其应用。该建筑物或该封闭空间内具有空调空间；该热泵空调装置包括压缩机、高温热交换器和膨胀机。该压缩机输出的高温高压气体的温度达到100℃以上，使得高温高压气体中携带的细菌、病毒可被瞬间杀灭；无菌无毒的高温高压气体依次经该高温热交换器和该膨胀机后形成无菌无毒的常压低温气体，无菌无毒的常压低温气体流入到该空调空间内，与该空调空间内的气体进行热交换形成常温常压气体，常温常压气体经该回风口流入至该压缩机进行下一次循环，如此，经多次循环后，该热泵空调装置可将该空调空间内的细菌、病毒，尤其是，新冠病毒COVID‑19全部杀灭，将空调空间净化成一个无菌无毒的空间。

说明书

技术领域

发明涉及空气消毒净化空间领域，具体涉及一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置及其应用。

背景技术

冠状病毒是自然界广泛存在的一大类病毒，其病毒颗粒的直径为60-120纳米，平均直径为100纳米，呈球形或椭球形。患者在感染了冠状病毒后常见体征有呼吸道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难等。在较严重病例中，感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、多器官衰竭，甚至死亡。卫生防疫专家强调目前可以确定的新冠病毒传播途径主要为直接传播、气溶胶传播和接触传播，由此人们普遍产生灭活空气中的新冠病毒的诉求。

然而，现有的热泵空调装置难以配置有效的空气杀菌消毒系统，主要原因在于：有效的空气杀菌消毒系统不论是采用化学方法或者物理方法，都难以实现大规模空气处理能力的动态杀菌消毒，一是消毒物质的浓度，或消毒辐射的强度，二是气体在杀菌消毒装置空间的接触(停留)时间。比如，目前有效的化学消毒杀菌方法之一是臭氧工艺，要想在单位时间内提供足够的臭氧，其臭氧发生器的功率要足够大，要想达到有效的杀菌消毒效果，实现足够的接触(停留)时间，设备的空间体积要足够大，这在动态过程中是难以实现的，同时在动态杀菌消毒和空气过滤净化过程中臭氧还容易进入热泵空调装置，进而进入人群活动的空间，造成对人体的不良影响。

同样采用物理方法紫外线或者微波杀菌消毒工艺，要想在单位时间内提供足够的紫外线强度(微波强度)，其紫外光管的数量和装机功率(微波发生器的功率)均需要足够大，要想达到有效的杀菌消毒效果，实现足够的接触(停留)时间，设备的空间体积要足够大，这在动态过程中也是难以实现的。

为此我们提出利用逆布雷顿循环(Reverse Brayton Cycle)技术，通过对逆布雷顿循环进行修改以使其发挥高温杀菌灭毒的作用，尤其是，可以使其起到高温杀灭建筑物和封闭空间的空气中的新冠COVID-19病毒的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对上述现有技术中的问题，提供一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置。

为解决上述技术问题，发明所采用的技术方案是提供一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置，所述建筑物或所述封闭空间内具有空调空间；所述热泵空调装置包括压缩机、高温热交换器和膨胀机；所述压缩机的气体输出端连接所述高温热交换器的气体输入端，所述高温热交换器的气体输出端连接所述膨胀机的气体输入端，所述膨胀机的气体输出端连接至空调空间的供气出口，所述压缩机的气体输入端连接至所述空调空间的回风口；其中，所述空调空间内的气体经所述回风口流入至所述压缩机，经所述压缩机压缩形成高温高压气体；所述高温高压气体流入所述高温热交换器，经所述高温热交换器移出热量后形成高压常温气体；所述高压常温气体流入所述膨胀机，经所述膨胀机减压后形成常压低温气体；所述常压低温气体经所述供气出口流入至所述空调空间内，在所述空调空间内吸收热量后形成常温常压气体；所述高温高压气体的温度为T2'，其中，T2'为高于100℃的预设温度。

从各种研究报告中得知病毒在70℃以上须经过若干时间才被杀死，杀细菌的温度还要高一些，约80℃以上，而且报告称新冠病毒COVID-19即使在90℃下仍需暴露约5分钟才能被杀死，但作为一个热泵空调装置，空气始终处于流动中，不能长时间停留在某一空间来等待消毒。因此，通过采用上述技术方案，基于逆布雷顿循环原理，所述空调空间内的气体经所述压缩机压缩后形成温度达到100℃以上的高温高压气体，要知道，100℃环境下细菌、病毒中的蛋白质短时间内都会发生质的变化，而细胞核会被破坏，这样等同高温“煮熟”细菌和病毒，也就是说，由于所述压缩机输出的高温高压气体的温度达到100℃以上，使得高温高压气体中携带的细菌、病毒可被瞬间杀灭；无菌无毒的高温高压气体依次经所述高温热交换器和所述膨胀机后形成无菌无毒的常压低温气体，无菌无毒的常压低温气体流入到所述空调空间内，与所述空调空间内的气体进行热交换形成常温常压气体，常温常压气体经所述回风口流入至所述压缩机进行下一次循环，如此，经多次循环后，所述热泵空调装置可将所述空调空间内的细菌、病毒，尤其是，新冠病毒COVID-19全部杀灭，将空调空间净化成一个无菌无毒的空气清新空间。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述热泵空调装置还包括加热装置，所述加热装置的气体输出端连接于所述压缩机的气体输入端、气体输入端连接于所述空调空间的回风口，用于预先对所述压缩机吸入的气体进行加热升温至预设值T1'；所述压缩机吸入的气体温度为T1；T1'大于等于T1。作为本领域技术人员，要知道，现有的逆布雷顿循环系统中，自压缩机的气体输出端流出的气体的温度通常是最高的，但是，现有的逆布雷顿循环系统中自压缩机的气体输出端流出的气体的温度仍然难以达到即时杀灭细菌和病毒的要求。在这里，通过在所述压缩机的气体输入端加设加热装置对输入到所述压缩机中的气体进行加热升温至T1'，优选的，T1'为25℃以上，可使得所述压缩机输出的气体的温度达到100℃以上，从而所述压缩机输出的气体中携带的新冠病毒或传染病病毒或病菌将被瞬间高温净化消毒。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述热泵空调装置还包括加热装置，所述加热装置的气体输入端连接于所述压缩机的气体输出端、气体输出端连接于所述高温热交换器，所述加热装置用于对自所述压缩机的气体输出端流出的气体进行加热升温至T2'。前文提到，现有的逆布雷顿循环系统中自压缩机的气体输出端流出的气体的温度仍然难以达到即时杀灭细菌和病毒的要求。在这里，通过在所述压缩机的气体输出端加设加热装置对自所述压缩机的气体输出端流出的气体进行加热升温至100℃以上，从而所述热泵空调装置中的气体能够在压缩机的气体输出端处被瞬间高温净化消毒。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述压缩机的压缩比依据自所述压缩机的气体输入端流入的气体的温度进行调校，以使自所述压缩机的气体输出端流出的气体的温度为T2'。前文提到，现有的逆布雷顿循环系统中自压缩机的气体输出端流出的气体的温度仍然难以达到即时杀灭细菌和病毒的要求。在这里，依据自所述压缩机的气体输入端流入的气体的温度进行调校所述压缩机的压缩比，例如，当自所述压缩机的气体输入端流入的气体的温度为0-32℃时，压缩机的压缩比可调校为3.27-2.1之间，如此，可确保温度为0-32℃的气体流入到压缩机后进压缩机加压可升温至100℃以上，从而所述热泵空调装置中的气体能够在压缩机的气体输出端处被瞬间高温净化消毒。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述热泵空调装置还包括辅助压缩机；所述辅助压缩机连接于所述压缩机的气体输入端，用于预先对输入到所述压缩机中的气体进行预压缩；所述压缩机用于将自所述辅助压缩机的气体输出端流入的气体进行增压加热至T2'。前文提到，现有的逆布雷顿循环系统中自压缩机的气体输出端流出的气体的温度仍然难以达到即时杀灭细菌和病毒的要求。在这里，通过额外增加一个辅助压缩机的方式，利用辅助压缩机对将要输入到所述压缩机中的气体进行预压缩，所述压缩机对经过与压缩的气体进行再次压缩，也即通过多级压缩的方式，确保最终自所述压缩机流出的气体的温度可达到100℃以上，从而所述热泵空调装置中的气体能够在压缩机的气体输出端处被瞬间高温净化消毒。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述空调空间的回风口通过回流管与所述压缩机的气体输入端连接，所述回流管还与用于引入外界新鲜空气的导入管连接，所述回流管和所述导入管上均设有控制阀门。如此，通过开启所述控制阀门后，外界的新鲜空气可通过所述导入管流入到所述回流管，与所述空调空间内的气体混合后流入到所述压缩机内，为所述空调空间补入新鲜空气。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述空调空间还与一连通外界的排风口连通，以使所述空调空间内的气体可通过所述排风口排出至外界。在这里，为了要将所述空调空间内的气体在一定时间内全部更换掉，所述空调空间的气体必须有一部分要排出至外界，而剩余的部分则混合外界新鲜的空气回流，这样经多次循环后，整个所述空调空间内的气体将被全部替换。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述排风口处设置有紫外线发生器，以使自所述排风口流出的气体经紫外线照射后排出至外界。如此，确保由所述热泵空调装置排出的气体是安全环保的。特别的，所述热泵空调装置应用到医院时，可确保医院内的空气经不断循环杀茵灭毒，使得所有空气都会被“煮”过，其洁净程度是一个历史里程碑。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述热泵空调装置还包括与所述高温热交换器连接的储水箱，所述储水箱用于储存自所述高温热交换器流出的热水，所述储水箱具有第一供水口，所述第一供水口与所述空调空间连通。这样一来，自所述高温热交换器流出的热水可以经所述储水箱供应到所述空调空间，以为所述空调空间提供热量。那么，在寒冷季节，所述热泵空调装置可以对空调空间进行加热，创造更加舒适的环境。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述储水箱具有第二供水口，所述第二供水口与外界连通。从而，在炎热的季节时，所述储水箱中的热水可以自所述第二供水口流出，可作为生活用水。这样，即充分利用了储水箱中的热水，又不会使热水流入到所述空调空间内导致所述空调空间在炎热的季节时内部温度过高。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述热泵空调装置还包括低温热交换器，所述低温热交换器的气体输入端与所述膨胀机连接、气体输出端与所述压缩机连接。如此，在寒冷季节，经膨胀机减压成的常压低温气体可绕过所述空调空间，而流入到所述低温热交换器以吸收所述空调空间外的热量，确保在寒冷季节时所述空调空间内的热量不会被常压低温气体带走，使得所述空调空间内的温度不会过低。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述供气出口的高度高于所述回风口的高度。菌毒一般由人们呼吸道喷出，在空气中主要集中在人们身高的以下位置，因此将供气出口设置在人们平均高度以上，优选的，可设置为人平均身高的两倍处，当然，也可通过实验手段来确定其应设高度。同时，回风口则应开在人们膝部以下，使病毒飘浮途径由上而下被吸走。

在本发明提供的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置中，所述空调空间内具有多个半封闭式的个人小空间，所述个人小空间包括椅子，所述椅子的靠背的顶部向前延伸形成一顶棚，所述椅子的左右扶手分别连接一活动式分隔板；所述空调空间的供气出口和回风口分别设置于所述椅子的靠背和扶手的前侧。供气出口喷出经气“煮过”的空供乘坐椅子的人吸入，回气口则设置于所述椅子的扶手的前侧吸收人们呼出的空气。

本发明来提供了一种如上所述的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置的应用，具体的，利用所述热泵空调装置将一密封空间净化为无菌无毒空间。所述热泵空调装置特别适合密封空间，从外伸的导入管吸入的新鲜空气和密封空间内的空气混合后经所述压缩机形成高温高压气体以瞬间杀菌灭病毒，高温高压气体的热量通过所述高温热交换器排出至密封空间外，从而确保密封空间的室内温度可控制在适宜条件，通过不断循环消毒，可使得所述密封空间内的病毒、例如新冠病毒COVID-19被杀灭，将密封空间变成无菌无毒空间，可用作隔离用途。

本发明来提供了一种如上所述的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置的应用，将所述热泵空调装置应用于设有大坡道的听坐席的场所。在这里，所述大坡道的听坐席的场所内包括多个半封闭式的个人小空间。所述个人小空间包括椅子，所述椅子的靠背的顶部向前延伸形成一顶棚，所述椅子的左右扶手分别连接一活动式分隔板；所述空调空间的供气出口和回风口分别设置于所述椅子的靠背和扶手的前侧。供气出口喷出经气“煮过”的空供乘坐椅子的人吸入，回气口则设置于所述椅子的扶手的前侧吸收人们呼出的空气。这样可一定程度的保障场所内的观众或听众吸入无菌无毒空气。在这里，设有大坡道的听坐席的场所可以理解为球场、多功能演讲厅等。

本发明来提供了一种如上所述的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置的应用，将所述热泵空调装置应用于大型交通工具。大型交通工具可以是车、船、飞机等运输工具，类似于在密封空间中的应用，将大型交通工具的内部空间变成无菌无毒的空间。

实施本发明的建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置具至少可以达到以下有益效果：

1、由于所述压缩机输出的高温高压气体的温度达到100℃以上，使得高温高压气体中携带的细菌、病毒可被瞬间杀灭；无菌无毒的高温高压气体依次经所述高温热交换器和所述膨胀机后形成无菌无毒的常压低温气体，无菌无毒的常压低温气体流入到所述空调空间内，与所述空调空间内的气体进行热交换形成常温常压气体，常温常压气体经所述回风口流入至所述压缩机进行下一次循环，如此，经多次循环后，所述热泵空调装置可将所述空调空间内的细菌、病毒，尤其是，新冠病毒COVID-19全部杀灭，将空调空间净化成一个无菌无毒的空间。。

2、所述空调空间的回风口通过回流管与所述压缩机的气体输入端连接，所述回流管还与用于引入外界新鲜空气的导入管连接，所述导入管上设有控制阀门。所述空调空间还与一连通外界的排风口连通，以使所述空调空间内的气体可通过所述排风口排出至外界。为了要将所述空调空间内的气体在一定时间内全部更换掉，所述空调空间的气体必须有一部分要排出至外界，而剩余的部分则混合外界新鲜的空气回流，这样经多次循环后，整个所述空调空间内的气体将被全部替换。。

3、所述热泵空调装置还包括与所述高温热交换器连接的储水箱，所述储水箱用于储存自所述高温热交换器流出的热水，所述储水箱具有第一供水口，所述第一供水口与所述空调空间连通。这样一来，自所述高温热交换器流出的热水可以经所述储水箱供应到所述空调空间，以为所述空调空间提供热量。那么，在寒冷季节，所述热泵空调装置可以对空调空间进行加热，创造更加舒适的环境。

4、在炎热的季节时，所述储水箱中的热水可以自所述第二供水口流出，可作为生活用水。这样，即充分利用了储水箱中的热水，又不会使热水流入到所述空调空间内导致所述空调空间在炎热的季节时内部温度过高。

5、所述热泵空调装置还包括低温热交换器，所述低温热交换器的气体输入端与所述膨胀机连接、气体输出端与所述压缩机连接。如此，在寒冷季节，经膨胀机减压成的常压低温气体可绕过所述空调空间，而流入到所述低温热交换器以吸收所述空调空间外的热量，确保在寒冷季节时所述空调空间内的热量不会被常压低温气体带走，使得所述空调空间内的温度不会过低。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1、现有逆布雷顿循环系统的结构示意图；

图2、现有逆布雷顿循环系统的T-S图；

图3、实施例一提供的热泵空调装置的结构示意图；

图4、实施例二提供的热泵空调装置的结构示意图；

图5、实施例三提供的热泵空调装置的结构示意图；

图6、实施例四提供的热泵空调装置的结构示意图；

图7、实施例五提供的热泵空调装置的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号说明

具体实施方式

为了便于理解发明，下面将参照相关附图对发明进行更全面的描述。附图中给出了发明的典型实施例。但是，发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制发明。

申请人发现，逆布雷顿循环(Reverse Brayton Cycle)技术中存在高温消毒的潜能却不被发现，本发明旨在把此潜能发掘出来，通过修改现有的逆布雷顿循环以开创一种可杀菌灭病毒，尤其是杀新冠COVID-19病毒的热泵空调装置。

图1为逆布雷顿循环(Reverse Brayton Cycle)的示意图。如图1所示，在逆布雷顿循环中，由电机M带动压缩机C将输入空气加压成高温高压气体，高温高压气体再经高温热交换器HHEX移出气体中热量后形成高压常温气体，高压常温气体进入到膨胀机X经减压后形成常压低温气体，常压低温气体进入到低温热交换器LHEX，常压低温气体吸收低温热交换器LHEX中的热量形成常压常温气体，常压常温气体再混合外界新鲜空气形成所述输入空气再次经压缩机C压缩，如此循环，热量就由低温热交换器LHEX搬至高温热交换器HHEX排出。

图2为逆布雷顿循环(Reverse Brayton Cycle)的T-S图。图2中，循环点1-循环点2是输入空气压缩成高压高温气体的过程，循环点2-循环点3是高温高压气体释放热量形成高压常温气体的过程，循环点3-循环点4是高压常温气体膨胀形成常压低温气体的过程，循环点4-循环点1是常压低温气体吸收热量形成常压常温气体的过程。由图2可知在逆布雷顿循环中，在循环点2处气体的温度达到最高，温度值为T2，也即，高压高温气体的温度为T2。

从各种研究报告中得知病毒在70℃以上须经过若干时间才被杀死，杀细菌的温度还要高一些；约80℃以上，而且报告称新冠病毒COVID-19即使在90℃下仍需暴露约5分钟才能被杀死；在100℃以上的高温下，细菌、病毒中的蛋白质都会发生质的变化，且细胞核会被破坏，这样等同被煮熟，也就是说，在100℃以上的高温下空气团内的细菌、病毒会被瞬间煮熟。

然而，在现有的逆布雷顿循环中，高压高温气体的温度T2还不能达到可以瞬间杀灭细菌、病毒的要求(即T2小于100℃)。而本发明就是要提高将高压高温气体的温度T2提升到T2'(T2'大于等于100℃)，以使高压高温气体携带的细菌和病毒能被即时杀死。

实施例一

本实施例提供了一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置。在这里，所述建筑物或所述封闭空间内具有空调空间S。

本实施例中，参见图3，所述热泵空调装置包括压缩机C、高温热交换器HHEX和膨胀机X；所述压缩机C的气体输出端连接所述高温热交换器HHEX的气体输入端，所述高温热交换器HHEX的气体输出端连接所述膨胀机X的气体输入端，所述膨胀机X的气体输出端连接至空调空间S的供气出口，所述压缩机C的气体输入端连接至所述空调空间S的回风口；所述压缩机C和所述膨胀机X由电机M驱动。参见图3，所述空调空间S的回风口是通过回流管1与所述压缩机C的气体输入端连接的，所述回流管1的中部还连接有一个导入管3，所述导入管3的末端直接与外界连通，在导入管3上安装有控制所述导入管3通或断的控制阀门。所述空调空间S还与一连通外界的排风口连通。具体的，所述空调空间S的回风口连接一外伸的出气管2，所述出气管2的末端具有两个出气口，其中一个出气口与所述回流管1连通，另一个出气口则连接一排气管4，所述排气管4的末端开口即为所述排风口。所述热泵空调装置还包括加热装置5，所述加热装置5的气体输出端连接于所述压缩机C的气体输入端、气体输入端通过所述回流管1连接所述空调空间S的回风口，用于预先对所述压缩机C吸入的气体进行加热升温至T1’；所述压缩机C吸入的气体温度为T1；T1'大于等于T1。

所述热泵空调装置对所述建筑物或所述封闭空间内的空调空间S进行菌毒杀灭的原理解释如下。

首先开启所述控制阀门，然后启动所述电机M。一方面，外界的新鲜空气通过所述导入管3流入到所述回流管1。另一方面，所述空调空间S内的气体经所述回风口流入到所述出气管2，自所述出气管2流出后，一部分通过所述排风口排出至外界，另一部流入到所述回流管1内，为便于描述，下文中将所述空调空间S内的气体称为循环气体。流入到所述回流管1内的新鲜空气和循环气体相混合形成混合气体，该混合气体即为所述压缩机C吸入的气体。温度为T1的混合气体首先流入所述加热装置5进行预加热处理，形成温度为T1'的预热气体；所述预热气体流入所述压缩机C内，经所述压缩机C压缩形成温度达到100℃以上的高温高压气体，要知道，100℃环境下细菌、病毒中的蛋白质短时间内都会发生质的变化，而细胞核会被破坏，这样等同高温“煮熟”细菌和病毒，也就是说，由于所述压缩机C输出的高温高压气体的温度达到100℃以上，使得高温高压气体中携带的细菌、病毒可被瞬间杀灭；无菌无毒的所述高温高压气体流入所述高温热交换器HHEX，经所述高温热交换器HHEX移出热量后形成无菌无毒的高压常温气体；无菌无毒的所述高压常温气体流入所述膨胀机X，经所述膨胀机X减压后形成无菌无毒的常压低温气体；无菌无毒的所述常压低温气体经所述供气出口流入至所述空调空间S内，在所述空调空间S内吸收热量后形成常温常压气体；如此完成一个循环。显然的，经多次循环后，所述热泵空调装置可将所述空调空间S内的气体携带的细菌、病毒，尤其是，新冠病毒COVID-19全部杀灭，从而将所述空调空间S净化成一个无菌无毒的空间。

需要解释的是，依据热力学(Thermal Dynamics)理想气体(IDEAL GAS)的压力强度在绝热(ADIABATE)环境下的关系可用下式计算：

R/C

式中R为通用气体常数，Cp为定压比热，Cv为定容比热，在大气环境下γ＝1.4，Cp/Cv为比热容比，设定大气压缩比P

表1

由以上计算可知，当所述压缩机C的压缩比为2.25时，T1'要维持在25-32℃之间，才能确保经所述压缩机C压缩得到的所述高温高压气体的温度T2'可达到103-111℃之间。在这里，考虑到实际环境气体并不是理想气体，因此T1'可进一步调高，优选为30℃以上，这样可使得所述高温高压气体的温度T2'达到109℃以上，确保所述高温高压气体所携带的菌毒瞬间被“煮熟”。因此，我们可以对所述回流管1内的有所述空调空间S内的气体与外界新鲜空气混合而成的混合气体在进入压缩机C之前进行温度检测，若检测到所述混合气体的温度为达不到30℃以上时，便启动所述加热装置5以使所述空调空间S内的气体在进入压缩机C之前可达到30℃以上。

本实施例中，外界的新鲜空气可通过所述导入管3流入到所述回流管1，与所述空调空间S内的气体混合后流入到所述压缩机C内，如此可为所述空调空间S补入新鲜空气。所述空调空间S内的气体流过所述出气管2后，一部分可通过所述排风口排出至外界，另一部则可通过所述回流管1流入到所述压缩机C内。而且，当所述控制阀门开启后，外界的新鲜空气可通过所述导入管3流入到所述回流管1。如此一来，所述空调空间S的气体一部分可排出至外界，而剩余的部分则混合外界新鲜空气一起回流至所述压缩机C，这样经多次循环后，整个所述空调空间S内的气体将被全部替换。

本实施例中，所述热泵空调装置工作过程中所用媒介就是空气本身，因此很环保。所述热泵空调装置所用的装设和零部件都可从市场买到，主要零部件有压缩机C、电机M、膨胀机X和高温热交换器HHEX。其中，压缩机C和膨胀机X最好选用涡轮式同轴压缩机C及膨胀机X，这样膨胀机X部分功率可回馈至压缩机C，减低功耗，其他压缩机C和膨胀机X都可以从市场买到，高温热交换器HHEX也是十分普遍的设备。

本实施例中，所述加热装置5可以是内置有发热丝的加热管。当然，在一些替他的实施例中，还可以采用其他的手段或方式对所述混合气体进行预加热。

本实施例中，建筑物和封闭空间(可扩展至半封闭空间)指家庭和公共建筑物等私人与公共场所、车船飞机等交通工具，等封闭空间或半封闭空间。

进一步的，所述排风口处设置有紫外线发生器，以使自所述排风口流出的气体经紫外线照射后排出至外界。如此，确保由所述热泵空调装置排出的气体是安全环保的。特别的，所述热泵空调装置应用到医院时，可确保医院内的空气经不断循环杀茵灭度，使得所有空气都会被“煮”过，其洁净程度是一个历史里程碑。

进一步的，在所述空调空间S内，所述供气出口的高度高于所述回风口的高度。菌毒一般由人们呼吸道喷出，在空气中主要集中在人们身高的以下位置，因此将供气出口设置在人们平均高度以上，优选的，可设置为人平均身高的两倍处，当然，也可通过实验手段来确定其应设高度。同时，回风口则应开在人们膝部以下，使病毒飘浮途径由上而下被吸走。

实施例二

本实施例提供了一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置。参见图4，本实施例与实施例一的区别在于，所述加热装置5安装位置不同。具体的，所述加热装置5的气体输入端连接于所述压缩机C的气体输出端、气体输出端连接于所述高温热交换器HHEX。

本实施例中，所述加热装置5用于对自所述压缩机C的气体输出端流出的气体进行加热升温至T2'。具体的，流入到所述回流管1内的新鲜空气和循环气体相混合形成的混合气体先流入到所述压缩机C，经所述压缩机C压缩后形成高温高压气体；所述高温高压气体流入到所述加热装置5，所述加热装置5将所述高温高压气体加热至100℃以上，以使所述高温高压气体携带的细菌、病毒，尤其是新冠病毒COVID-19被瞬间杀灭。

本实施例提供的热泵空调装置的其他结构及其整体工作原理可参见实施例一，这里不做赘述。

实施例三

本实施例提供了一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置。参见图5，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的泵空调装置不包括加热装置5，而是在所述压缩机C与所述电机M之间增加变速箱。压缩机C的压缩比与转速成比例，通过控制所述变速箱即可调节所述压缩机C的压缩比，因此，我们可以依据自所述压缩机C的气体输入端流入的气体(即新鲜空气和循环气体相混合形成的混合气体)的温度调校所述压缩机C的压缩比，以确保所述压缩机C的气体输出端流出的高温高压气体的温度可达到瞬间杀灭菌毒的要求，即大于100℃。

例如，当新鲜空气和循环气体相混合形成的混合气体的温度T1由0℃-32℃度变化时，若要求所述压缩机C的气体输出端流出的高温高压气体的温度T2到达到的目标温度为110℃，所需的压缩比列出如表2所示。

表2

在本实施例中，流入到所述回流管1内的新鲜空气和循环气体相混合形成的混合气体直接由所述压缩机C加压升温至目标温度(即100℃以上)，以使自所述压缩机C气体输出端流出的高温高压气体中携带的细菌、病毒，尤其是新冠病毒COVID-19被瞬间杀灭。

本实施例提供的热泵空调装置的其他结构及其整体工作原理可参见实施例一，这里不做赘述。

实施例四

本实施例提供了一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置。参见图6，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的泵空调装置不包括加热装置5，而是在所述压缩机C与所述高温热交换器HHEX之间增设一个压缩机C以及与之匹配的电机M，两个所述压缩机C形成二级压缩，为便于描述，将与所述回流管1连接的压缩机C称为第一级压缩机C，将与所述高温热交换器HHEX连接的压缩机C称为第二级压缩机C。所述第一级压缩机C采用固定压缩比，所述第二级压缩机C采用可调压缩比，以使所述第二压缩机C输出的高温高压气体的温度能达到瞬间杀灭菌毒的目标温度，即大于100℃。

例如，当新鲜空气和循环气体相混合形成的混合气体的温度T1由0℃-32℃度变化时，若将所述第二压缩机C输出的高温高压气体的温度T2的目标温度设为110℃，采用分两步加压升温的方式，第一步压缩比为1.75，那么通过计算可得到第二步压缩比值，计算结果列出如表3所示。

表3

表中，P2’为所述第二压缩机C输出的高温高压气体的压强，P2为所述第一压缩机C输出的高温高压气体的压强。

本实施例中，压缩机C分作两级，第一级压缩比保持不变，可选较大压缩比，第二级是可变压缩比，由较小的压缩机C和电机M组成，可变压缩比与室外的空气温度挂钩，细分为数个档次增速加压。

在本实施例中，流入到所述回流管1内的新鲜空气和循环气体相混合形成的混合气体经所述第一级压缩机C和所述第二级压缩机C加压后形成的高温高压气体可升温至100℃以上，以使自所述第二级压缩机C的气体输出端流出的高温高压气体中携带的细菌、病毒，尤其是新冠病毒COVID-19被瞬间杀灭。

本实施例提供的热泵空调装置的其他结构及其整体工作原理可参见实施例一，这里不做赘述。

实施例五

本实施例提供了一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置。参见图7，本实施例与实施例三的区别在于：所述热泵空调装置还包括与所述高温热交换器HHEX连接的储水箱6，所述储水箱6用于储存自所述高温热交换器HHEX流出的热水，所述储水箱6具有第一供水口61，所述第一供水口61与所述空调空间S连通，在连通所述第一供水口61与所述空调空间S的管路上可设置控制管路通断的第一分流器开关71。所述储水箱6还具有第二供水口62，所述第二供水口62与外界连通。另外，所述热泵空调装置还包括外置于所述空调空间S的低温热交换器LHEX，所述低温热交换器LHEX的气体输入端与所述膨胀机X连接、气体输出端与所述压缩机C连接。在连通所述膨胀机X与所述低温热交换器LHEX的管路上可设置控制管路通断的第二分流器开关72。

在寒冷的季节，自所述高温热交换器HHEX流出的热水可以存储在所述储水箱6内，第一分流器开关71打开后，所述储水箱6内的热水可供应到所述空调空间S，从而为所述空调空间S提供热量。同时，打开所述第二分流器开关72后，经膨胀机X减压成的常压低温气体可绕过所述空调空间S，而流入到所述低温热交换器LHEX以吸收所述空调空间S外的热量，确保在寒冷季节时所述空调空间S内的热量不会被常压低温气体带走，使得所述空调空间S内的温度不会过低。

在炎热的季节，则可以关闭第一分流器开关71，此时所述储水箱6中的热水全部自所述第二供水口62流出，而自所述第二供水口62流出的热水可作为生活用水。这样，既充分利用了储水箱6中的热水，又不会使热水流入到所述空调空间S内导致所述空调空间S在炎热的季节时内部温度过高。另一方面，关闭所述第二分流器开关72，经膨胀机X减压成的常压低温气体进入到所述空调空间S内，吸收所述空调空间S内的热量以使所述空调空间S内的温度降低，形成舒适的空调空间S。

实施例六

本实施例提供了一种建筑物和封闭空间高温杀菌灭新冠病毒热泵空调装置。本实施例与实施例一的区别在于：所述空调空间S内具有多个半封闭式的个人小空间，所述个人小空间包括椅子，所述椅子的靠背的顶部向前延伸形成一顶棚，所述椅子的左右扶手分别连接一活动式分隔板；所述空调空间S的供气出口和回风口分别设置于所述椅子的靠背和扶手的前侧。供气出口喷出经气“煮过”的空供乘坐椅子的人吸入，回气口则设置于所述椅子的扶手的前侧吸收人们呼出的空气。

应用例一

我们可以利用实施例一提供的热泵空调装置将一密封空间净化为无菌无毒空间。所述热泵空调装置特别适合密封空间，这里的密封空间相当于实施例一提到的空调空间S。从外伸的导入管3吸入的新鲜空气和密封空间内的空气混合后经所述压缩机C形成高温高压气体以瞬间杀菌灭病毒，高温高压气体的热量通过所述高温热交换器HHEX排出至密封空间外，从而确保密封空间的室内温度可控制在适宜条件，通过不断循环消毒，可使得所述密封空间内的病毒、例如新冠病毒COVID-19被杀灭，将密封空间变成无菌无毒空间，可用作隔离用途。

应用例二

将实施例六提供的热泵空调装置应用于设有大坡道的听坐席的场所。在这里，所述大坡道的听坐席的场所内包括多个半封闭式的个人小空间。所述个人小空间包括椅子，所述椅子的靠背的顶部向前延伸形成一顶棚，所述椅子的左右扶手分别连接一活动式分隔板；所述空调空间S的供气出口和回风口分别设置于所述椅子的靠背和扶手的前侧。供气出口喷出经气“煮过”的空供乘坐椅子的人吸入，回气口则设置于所述椅子的扶手的前侧吸收人们呼出的空气。这样可一定程度的保障场所内的观众或听众吸入无菌无毒空气。在这里，设有大坡道的听坐席的场所可以理解为球场、多功能演讲厅等。

应用例三

将实施例六提供的热泵空调装置应用于大型交通工具。在这里，所述大型交通工具可以是车、船、飞机等运输工具，类似于在密封空间中的应用，将大型交通工具的内部空间变成无菌无毒的空间。

上面结合附图对发明的实施例进行了描述，但是发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于发明的保护之内。