DE102021123368A1

DE102021123368A1 - AIR DISINFECTION ARRANGEMENT AND AIR DISINFECTION PROCEDURE

Info

Publication number: DE102021123368A1
Application number: DE102021123368.2A
Authority: DE
Inventors: Johannes Hoechtl; Günter Hötzl; Alexander Wilm
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-03-09
Also published as: WO2023036629A1

Abstract

Eine Anordnung (20) zur Luftdesinfektion umfasst eine erste Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13), die als Strahlung emittierende Halbleiterkörper realisiert sind. Die Anordnung (20) ist so ausgebildet, dass Luft in einem Strahlengang (30) der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) desinfiziert wird und durch eine Luftströmung (29) bewegt wird, die durch eine von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern (10 bis 13) abgegebene Wärme erzeugt wird.Weiter ist ein Verfahren zur Luftdesinfektion angegeben.An arrangement (20) for air disinfection comprises a first number N of semiconductor bodies (10 to 13) which are implemented as radiation-emitting semiconductor bodies. The arrangement (20) is designed such that air is disinfected in a beam path (30) of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) and is moved by an air flow (29) through one of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) emitted heat is generated. Next, a method for air disinfection is specified.

Description

Es werden eine Anordnung zur Luftdesinfektion und ein Verfahren zur Luftdesinfektion angegeben.An arrangement for air disinfection and a method for air disinfection are specified.

Ultraviolettstrahlung, abgekürzt UV Strahlung, kann zur Realisierung effektiver Desinfektionslösungen für viele verschiedene Zwecke wie z.B. Oberflächen- oder Luftdesinfektion eingesetzt werden. Insbesondere bei der Luftdesinfektion ist eine ausreichende Luftaustauschrate erforderlich, um sicherzustellen, dass das gesamte Luftvolumen in einem Raum auf die richtige Weise behandelt und desinfiziert wird. Um einen bestimmten Mindestluftstrom zu gewährleisten, werden Ventilatoren benötigt, wie sie z.B. in Klimaanlagen eingesetzt werden. Dies erhöht die Systemkomplexität sowie die Gesamtkosten, Effizienz und Wartung und verringert die Lebensdauer des Systems.Ultraviolet radiation, abbreviated UV radiation, can be used to realize effective disinfection solutions for many different purposes such as surface or air disinfection. Air disinfection in particular requires a sufficient air exchange rate to ensure that the entire volume of air in a room is treated and disinfected in the right way. In order to ensure a certain minimum air flow, fans are required, such as those used in air conditioning systems. This increases system complexity, overall cost, efficiency and maintenance, and decreases system life.

Eine Anordnung zur Luftdesinfektion dient dazu, in der Luft befindliche Bakterien oder Viren zu deaktivieren. Dabei wird beispielsweise UV-C Strahlung eingesetzt. Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb von 280 Nanometern bewirkt bei Bakterien oder Viren, dass chemische Bindungen in der RNA oder DNA der Bakterien bzw. Viren aufbrechen. Aufgrund von aufgebrochenen Bindungen wird das Virus inaktiviert und ein Bakterium an der Reproduktion gehindert. Zum Generieren von Ultraviolett-Strahlung können Quecksilberdampflampen, Quarzlampen oder UV-Leuchtdioden eingesetzt werden. Die zum Erzeugen einer Luftströmung verwendeten Ventilatoren benötigen elektrische Energie und erzeugen zumindest einen geringen Geräuschpegel.An air disinfection arrangement serves to deactivate airborne bacteria or viruses. Here, for example, UV-C radiation is used. In bacteria or viruses, radiation with a wavelength below 280 nanometers causes chemical bonds in the RNA or DNA of the bacteria or viruses to break. Due to broken bonds, the virus is inactivated and a bacterium is prevented from reproducing. Mercury vapor lamps, quartz lamps or UV light-emitting diodes can be used to generate ultraviolet radiation. The fans used to generate an air flow require electrical energy and generate at least a small level of noise.

Eine Aufgabe ist es, eine Anordnung zur Luftdesinfektion und ein Verfahren zur Luftdesinfektion anzugeben, die einen sehr geringen Energieverbrauch aufweist.One object is to specify an arrangement for air disinfection and a method for air disinfection that has very low energy consumption.

Diese Aufgaben werden durch die Anordnung zur Luftdesinfektion und das Verfahren zur Luftdesinfektion gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Anordnung zur Luftdesinfektion oder des Verfahrens zur Luftdesinfektion sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These objects are solved by the air disinfection arrangement and the air disinfection method according to the independent claims. Further configurations of the arrangement for air disinfection or the method for air disinfection are the subject matter of the dependent claims.

In zumindest einer Ausführungsform umfasst eine Anordnung zur Luftdesinfektion eine erste Anzahl N von Halbleiterkörpern, die als Strahlung emittierende Halbleiterkörper realisiert sind. Die Anordnung ist so ausgebildet, dass Luft im Strahlengang der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern durch eine Luftströmung bewegt wird, die durch eine von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern abgegebene Wärme erzeugt wird.In at least one embodiment, an arrangement for air disinfection includes a first number N of semiconductor bodies, which are realized as radiation-emitting semiconductor bodies. The arrangement is designed in such a way that air is moved in the beam path of the first number N of semiconductor bodies by an air flow which is generated by heat emitted by the first number N of semiconductor bodies.

Mit Vorteil erzeugt die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern nicht nur Strahlung zur Desinfektion von Keimen in der Luft, sondern bewirkt durch die Wärmeabgabe einen Luftstrom, durch den desinfizierte Luft abtransportiert wird und zu desinfizierende Luft nachströmt.Advantageously, the first number N of semiconductor bodies not only generates radiation for disinfecting germs in the air, but also causes an air flow through the heat emission, through which disinfected air is transported away and air to be disinfected flows in afterwards.

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern als UV Strahlung emittierende Halbleiterkörper, z.B. als UV-C, UV-B und/oder UV-A Strahlung emittierende Halbleiterkörper, realisiert. Da eine Strahlung von LEDs eine gewisse Wellenlängenbreite von 10 nm bis 20 nm aufweisen kann, können z.B. Teile der emittierten Strahlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern im UV-C Spektrum und andere Teile im UV-B Spektrum sein oder Teile der emittierten Strahlung im UV-B Spektrum und andere Teile im UV-A Spektrum sein.In at least one embodiment of the arrangement, the first number N of semiconductor bodies is implemented as semiconductor bodies that emit UV radiation, e.g. as semiconductor bodies that emit UV-C, UV-B and/or UV-A radiation. Since radiation from LEDs can have a certain wavelength range of 10 nm to 20 nm, parts of the emitted radiation from the first number N of semiconductor bodies can be in the UV-C spectrum and other parts in the UV-B spectrum, for example, or parts of the emitted radiation can be in the UV -B spectrum and other parts in the UV-A spectrum.

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist eine Wellenlänge der von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern emittierten Strahlung in einem Bereich von 200 nm bis 280 nm, alternativ in einem Bereich von 265 nm bis 280 nm. Mit Vorteil ist in diesem Wellenlängenbereich die inaktivierende Wirkung auf DNA oder RNA von Bakterien und Viren sehr hoch. Somit emittiert die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern UV-C Strahlung. Das Optimum der Wirkung wird bei einer Wellenlänge von etwa 265 nm erzielt.In at least one embodiment of the arrangement, a wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies is in a range from 200 nm to 280 nm, alternatively in a range from 265 nm to 280 nm. The inactivating effect is advantageous in this wavelength range DNA or RNA of bacteria and viruses very high. The first number N of semiconductor bodies thus emits UV-C radiation. The optimum effect is achieved at a wavelength of around 265 nm.

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern als Leuchtioden, abgekürzt LED realisiert. Mit Vorteil weisen Leuchtdioden eine kleine Baugröße auf und können kosteneffizient hergestellt werden.In at least one embodiment of the arrangement, the first number N of semiconductor bodies is implemented as light-emitting diodes, abbreviated as LEDs. Light-emitting diodes advantageously have a small overall size and can be produced in a cost-efficient manner.

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist eine aktive Zone eines Halbleiterkörpers der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern aus AlGaN hergestellt. Mit Vorteil eignet sich AlGaN zur Herstellung UV-C emittierender Leuchtdioden.In at least one embodiment of the arrangement, an active zone of a semiconductor body of the first number N of semiconductor bodies is produced from AlGaN. AlGaN is advantageously suitable for producing UV-C emitting light-emitting diodes.

In zumindest einer alternativen Ausführungsform der Anordnung ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern als Strahlung im violetten oder blauen Spektrum emittierende Halbleiterkörper, also z.B. als violette oder blaue LED realisiert.In at least one alternative embodiment of the arrangement, the first number N of semiconductor bodies is implemented as semiconductor bodies emitting radiation in the violet or blue spectrum, that is to say, for example, as violet or blue LEDs.

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist eine Wellenlänge der von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern emittierten Strahlung in einem Bereich von 380 nm bis 500 nm, von 390 nm bis 470 nm oder von 400 nm bis 420 nm. Die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern emittierte Strahlung kann somit aus dem violettem Spektrum, dem blauen Spektrum und/oder dem UV-A Spektrum sein. Da die Strahlung von LEDs eine gewisse Wellenlängenbreite aufweist, können Teile der emittierten Strahlung z.B. im violettem Spektrum und andere Teile im UV-A Spektrum sein. Strahlung im violetten und/oder blauen Spektrum kann desinfizierende Wirkung auf Bakterien besitzen. Aufgrund der Eigenschaften von blauem Licht kann in der Regel die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern aktiv sein, auch während sich Personen im Strahlengang von blauem Licht aufhalten (unter Berücksichtigung von Grenzen wie des Abstands von der Strahlungsquelle zur Person, Intensität der Strahlung, Dauer etc.).In at least one embodiment of the arrangement, a wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies is in a range from 380 nm to 500 nm, from 390 nm to 470 nm or from 400 nm to 420 nm Radiation emitted by semiconductor bodies can thus be from the violet spectrum, the blue spectrum and/or the UV-A spectrum. Since the radiation from LEDs has a certain wavelength range, parts of the emitted th radiation eg in the violet spectrum and other parts in the UV-A spectrum. Radiation in the violet and/or blue spectrum can have a disinfecting effect on bacteria. Due to the properties of blue light, the first number N of semiconductor bodies can usually be active even while people are in the beam path of blue light (taking into account limits such as the distance from the radiation source to the person, intensity of the radiation, duration, etc. ).

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist eine aktive Zone eines Halbleiterkörpers der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern aus InGaN hergestellt. InGaN eignet sich zur Herstellung von Strahlung im blauen Spektrum emittierenden Leuchtdioden.In at least one embodiment of the arrangement, an active zone of a semiconductor body of the first number N of semiconductor bodies is produced from InGaN. InGaN is suitable for producing light-emitting diodes that emit radiation in the blue spectrum.

In zumindest einer Ausführungsform ist die Anordnung zur Luft-Desinfektion ausgelegt.In at least one embodiment, the arrangement is designed for air disinfection.

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung wird die Luftströmung durch einen Kamineffekt bewirkt. Durch den Kamineffekt ist die Luftgeschwindigkeit erhöht. Die Anordnung weist Oberflächen auf, welche die Luftströmung leiten. Die Luftströmung erfolgt meist in einen Zwischenraum zwischen den Oberflächen. Die Oberflächen sind durch Wände, Platten, Zylinder, Rippen oder andere Körper realisiert. Die Oberflächen sind z.B. senkrecht zu einem Boden eines Raumes angeordnet. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern gibt Wärme und Strahlung in den Zwischenraum ab.In at least one embodiment of the arrangement, the air flow is brought about by a chimney effect. The air speed is increased by the chimney effect. The assembly has surfaces that direct airflow. The air flow is mostly in a space between the surfaces. The surfaces are realized by walls, plates, cylinders, ribs or other bodies. For example, the surfaces are perpendicular to a floor of a room. The first number N of semiconductor bodies emits heat and radiation into the intermediate space.

In zumindest einer Ausführungsform ist die Anordnung frei von einem Lüfter. Mit Vorteil entsteht somit kein störendes Lüftergeräusch.In at least one embodiment, the arrangement is free of a fan. Advantageously, there is no annoying fan noise.

In zumindest einer Ausführungsform ist die Anordnung frei von einem mechanischen Kühlelement.In at least one embodiment, the arrangement is free of a mechanical cooling element.

In zumindest einer Ausführungsform ist die Anordnung frei von einem Motor. Mit Vorteil sind ein Leistungsverbrauch und eine Geräuschentwicklung gering gehalten.In at least one embodiment, the arrangement is free of a motor. Power consumption and noise development are advantageously kept low.

In zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anordnung ein oder mehrere Halbleiterkörpergehäuse, in der die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern angeordnet ist. Eine Abdeckung des Halbleiterkörpergehäuses oder der mehreren Halbleiterkörpergehäuse ist aus einem für die Strahlung beständigen Material, etwa einem UV beständigen Material. Das Material kann z.B. Quarzglas sein. Die Abdeckung ist optional.In at least one embodiment, the arrangement comprises one or more semiconductor body packages in which the first number N of semiconductor bodies is arranged. A cover of the semiconductor body package or the plurality of semiconductor body packages is made of a radiation resistant material, such as a UV resistant material. The material can be, for example, quartz glass. The cover is optional.

In zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anordnung eine Platte, die vor einer Wand derart angeordnet ist, dass ein Zwischenraum zwischen der Wand und der Platte vorhanden ist. Die Platte ist so realisiert, dass eine Einlassöffnung zum Zwischenraum und eine Auslassöffnung vom Zwischenraum vorhanden sind. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern sind derart befestigt, dass die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern Wärme und Strahlung in den Zwischenraum abgibt.In at least one embodiment, the assembly includes a panel placed in front of a wall such that there is a gap between the wall and the panel. The plate is realized in such a way that there is an inlet opening to the intermediate space and an outlet opening from the intermediate space. The first number N of semiconductor bodies are fixed such that the first number N of semiconductor bodies emits heat and radiation into the gap.

In einem Beispiel ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern in der Höhe der oberen Hälfte der Wand, alternativ in der Höhe des obersten Drittels der Wand angeordnet. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern sind z.B. an der Platte oder an der Wand befestigt. Mit Vorteil ist dadurch der Kamineffekt verglichen mit einer Anordnung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern in Bodennähe erhöht.In one example, the first number N of semiconductor bodies is arranged at the level of the upper half of the wall, alternatively at the level of the top third of the wall. The first number N of semiconductor bodies are attached to the plate or to the wall, for example. This advantageously increases the chimney effect compared to an arrangement of the first number N of semiconductor bodies near the floor.

In zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anordnung einen Heizkörper. Luft in einer Luftströmung entlang einer Heizkörperoberfläche oder zwischen dem Heizkörper und einer Wand befindet sich im Strahlengang der Strahlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern. Mit Vorteil sind viele Heizkörper so konstruiert, dass eine hohe Luftströmung bei eingeschalteter Heizungsanlage entsteht. Die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern abgegebene Wärme bewirkt einen Luftstrom auch bei ausgeschalteter Heizungsanlage. Die senkrecht stehenden Flächen des Heizkörpers eignen sich gut zur Lenkung des Luftstroms bei ausgeschalteter Heizungsanlage. Mit Vorteil befinden sich Heizkörper in den meisten Wohnräumen, so dass ein zusätzlicher Aufwand gering gehalten ist.In at least one embodiment, the arrangement includes a heater. Air in an air flow along a radiator surface or between the radiator and a wall is in the beam path of the radiation from the first number N of semiconductor bodies. Many radiators are designed in such a way that there is a high air flow when the heating system is switched on. The heat given off by the first number N of semiconductor bodies causes an air flow even when the heating system is switched off. The vertical surfaces of the radiator are well suited to directing the air flow when the heating system is switched off. It is advantageous to have radiators in most living rooms, so that additional expenditure is kept to a minimum.

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist der Heizkörper als Plattenheizkörper ausgebildet. Ein Plattenheizkörper kann auch Flachheizkörper genannt werden. Ein Plattenheizkörper weist z.B. eine gerippte Konstruktion aus kaltverformten und rollgeschweißten Stahlblechen auf.In at least one embodiment of the arrangement, the heating element is designed as a panel heating element. A panel radiator can also be called a panel radiator. A panel radiator, for example, has a ribbed construction made of cold-formed and roll-welded steel sheets.

In zumindest einer Ausführungsform der Anordnung ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern auf einem Streifen angeordnet. Somit können die Wärmeerzeugung und die Desinfektion auf der Länge eines Heizkörpers oder einer Wand erfolgen. Der Streifen ist z.B. flexibel oder starr.In at least one embodiment of the arrangement, the first number N of semiconductor bodies is arranged on a strip. In this way, heat generation and disinfection can take place over the length of a radiator or a wall. For example, the strip is flexible or rigid.

In zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anordnung eine Leichtbaudecke, die von einer Rohdecke abgehängt ist. Die Leichtbaudecke weist mindestens eine Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung auf. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern ist derart in oder an der mindestens einen Einlassöffnung befestigt, dass durch die Wärmeabgabe der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern eine Luftströmung entsteht. Die Decke ist somit als abgehängte Decke realisiert, welche die Rohdecke, die Leichtbaudecke und mehrere Direktabhänger umfasst, welche die Rohdecke und die Leichtbaudecke verbinden.In at least one embodiment, the arrangement includes a lightweight ceiling that is suspended from a raw ceiling. The lightweight ceiling has at least one inlet opening and at least one outlet opening. The first number N of semiconductor bodies is fastened in or on the at least one inlet opening in such a way that the heat dissipation of the first number N of semiconductor bodies results in an air flow. The ceiling is thus realized as a suspended ceiling, which includes the raw ceiling, the lightweight ceiling and several direct hangers that connect the raw ceiling and the lightweight ceiling.

In zumindest einer Ausführungsform ist die Anordnung derart ausgelegt, dass sich eine unter der Leichtbaudecke befindende Person außerhalb eines Strahlengangs der Strahlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern ist.In at least one embodiment, the arrangement is designed in such a way that a person located under the lightweight ceiling is outside a beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies.

In zumindest einer Ausführungsform umfasst die Anordnung zusätzlich mindestens einen lichtemittierenden Halbleiterkörper, der derart ausgelegt ist, dass er Licht zur Beleuchtung emittiert. Die vom mindestens einen lichtemittierenden Halbleiterkörper abgegebene Wärme trägt zur Erzeugung der Luftströmung bei. Der lichtemittierende Halbleiterkörper ist z.B. als Weißlicht Leuchtdiode realisiert.In at least one embodiment, the arrangement additionally comprises at least one light-emitting semiconductor body, which is designed in such a way that it emits light for illumination. The heat given off by the at least one light-emitting semiconductor body contributes to the generation of the air flow. The light-emitting semiconductor body is implemented as a white light-emitting diode, for example.

In einem Beispiel umfasst die Anordnung mindestens drei lichtemittierende Halbleiterkörper, die als rote LED, grüne LED und blaue LED realisiert sind. Die drei lichtemittierenden Halbleiterkörper bilden z.B. ein RGB-Modul.In one example, the arrangement includes at least three light-emitting semiconductor bodies that are implemented as red LEDs, green LEDs, and blue LEDs. The three light-emitting semiconductor bodies form an RGB module, for example.

In zumindest einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Luftdesinfektion:

- Abgeben von Wärme durch Betreiben einer ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern, die als Strahlung emittierende Halbleiterkörper realisiert sind, und Erzeugen einer Luftströmung, sowie
- Bestrahlen der Luft in der Luftströmung zur Desinfektion durch die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern.

In at least one embodiment, a method for air disinfection includes:

- Dissipating heat by operating a first number N of semiconductor bodies, which are implemented as radiation-emitting semiconductor bodies, and generating an air flow, and
- irradiating the air in the airflow for disinfection through the first number N of semiconductor bodies.

Die Anordnung zur Luftdesinfektion ist z.B. selbsttätig, englisch self-operating. Mit Vorteil weist die Anordnung zur Luftdesinfektion eine einfache Konstruktion sowie eine konstante Desinfektion und Durchflussmenge ohne weitere Komponenten auf. Der Wegfall von Lüftern oder mechanischen Kühlkomponenten führt zu einer kostengünstigen Realisierung. Eine konstante Durchfluss- und Desinfektionsrate kann durch das Systemdesign erreicht werden. Der Kamineffekt wird nicht nur zur Kühlung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern, sondern auch für die Erzeugung des Luftstroms verwendet. Die überschüssige Wärme wird für Konvektions- und Lüftungszwecke effizient genutzt. Die Beleuchtung mit UV-C Strahlung, violettem oder blauem Licht führt zur einer effektiven Desinfektion. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern emittieren Strahlung z.B. zwischen 200 nm und 500 nm.The arrangement for air disinfection is e.g. self-operating. The arrangement for air disinfection advantageously has a simple construction and constant disinfection and flow rate without additional components. The omission of fans or mechanical cooling components leads to a cost-effective implementation. A constant flow and disinfection rate can be achieved by the system design. The chimney effect is used not only for cooling the first number N of semiconductor bodies, but also for generating the air flow. The excess heat is efficiently used for convection and ventilation purposes. Illumination with UV-C radiation, violet or blue light leads to effective disinfection. The first number N of semiconductor bodies emit radiation between 200 nm and 500 nm, for example.

Das hier beschriebene Verfahren ist für den Betrieb der hier beschriebenen Anordnung besonders geeignet. Die im Zusammenhang mit der Anordnung beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.The method described here is particularly suitable for operating the arrangement described here. The features described in connection with the arrangement can therefore also be used for the method and vice versa.

Die Anordnung zur Luftdesinfektion und das Verfahren zur Luftdesinfektion werden z.B. in einem Büro, einem öffentliche Bereich, einem Geschäft, einer Wohnung und/oder bei einem Verbraucher angewendet.The air disinfection arrangement and the air disinfection method are applied, for example, in an office, a public area, a shop, a home and/or at a consumer.

In einem Beispiel nutzt die Anordnung zur Luftdesinfektion die beim Betrieb von UV-C, violettem oder blauem Licht emittierenden Bauteilen ohnehin entstehende Überschusswärme und schöpft sie durch eine entsprechende Anlagenkonzeption aus. Dadurch wird nicht nur die Kühlsituation durch den so genannten Kamineffekt verbessert, sondern dieser Effekt wird auch für die Umwälzung des zu desinfizierenden bzw. zu behandelnden Luftvolumens genutzt. Die unterschiedlichen Wirkungen werden kombiniert (nicht getrennt) und speziell für die UV-C Luftdesinfektion genutzt. Die Energieeinsparung führt zu weniger Aufwand. Für die Erzeugung einer Konvektion wird die Wärmeableitung verwendet. Dies resultiert in einen Luftstrom für die Luftdesinfektion durch UV-C Strahlung. Der absichtlich erzeugte Kamineffekt wird nicht nur zur Kühlung, sondern auch zur kontrollierten Luftströmung und Luftdesinfektion genutzt. Durch die Realisierung verschiedener Anwendungsszenarien und Systemdesigns kann der Kamineffekt für mehrere Zwecke genutzt werden.In one example, the arrangement for air disinfection uses the excess heat that occurs anyway during the operation of UV-C, violet or blue light-emitting components and exploits it through a corresponding system design. This not only improves the cooling situation through the so-called chimney effect, but this effect is also used to circulate the volume of air to be disinfected or treated. The different effects are combined (not separated) and used specifically for UV-C air disinfection. The energy saving leads to less effort. Heat dissipation is used to generate convection. This results in an air flow for air disinfection by UV-C radiation. The intentionally created chimney effect is not only used for cooling, but also for controlled air flow and air disinfection. By realizing various application scenarios and system designs, the chimney effect can be used for multiple purposes.

Nachteile von Ventilatoren können dadurch überwunden werden, dass die ohnehin vorhandene Wärmeentwicklung der UV-C Bauteile zur Luftstromerzeugung genutzt wird und nicht nur durch zusätzlichen Kühlaufwand, z.B. über Kühlkörper, abgeführt wird. Bei geeigneter Systemauslegung kann der Wärmestrom in eine bestimmte Betriebsart gezwungen werden (sogenannter Kamineffekt), was sowohl die Kühlsituation der UV-C Strahlungsquelle selbst verbessert (weniger Systemkomplexität und -kosten) als auch zu einer konstanten Luftströmungsrate führt, die für eine kontrollierte Luftdesinfektion vorteilhaft ist. Es werden keine zusätzlichen mechanisch beweglichen Komponenten benötigt. Komponenten wie z.B. Ventilatoren können entfallen.Disadvantages of fans can be overcome by using the already existing heat generation of the UV-C components to generate the air flow and not just dissipating it through additional cooling effort, e.g. via heat sinks. With a suitable system design, the heat flow can be forced into a certain mode of operation (so-called chimney effect), which both improves the cooling situation of the UV-C radiation source itself (less system complexity and costs) and leads to a constant air flow rate, which is advantageous for controlled air disinfection . No additional mechanically moving components are required. Components such as fans can be omitted.

Durch den Kamineffekt wird unbehandelte Luft automatisch in die Desinfektionszone geleitet und kontinuierlich ausgetauscht. Der Aufwand für das Wärmemanagement ist geringer und gleichzeitig wird eine kontrollierte Luftkonvektion realisiert. Als Vorteile können z.B. je nach Ausführungsform erzielt werden: Geringere Systemkomplexität, geringere Systemkosten, geringerer Wartungsaufwand. Der Wirkungsgrad der Anordnung bleibt konstant. Die Licht- bzw. Strahlungsquellen werden durch den Luftstrom staubfrei gehalten. Eine Übertragung unerwünschter Wärmeverluste auf eine nutzbringende Anwendung (Luftkonvektion) wird durchgeführt.Due to the chimney effect, untreated air is automatically fed into the disinfection zone and continuously exchanged. The effort for the heat management is lower and at the same time a controlled air convection is realized. Depending on the embodiment, the following advantages can be achieved, for example: lower system complexity, lower system costs, lower maintenance costs. The efficiency of the arrangement remains constant. The light or radiation sources are kept dust-free by the air flow. A transmission under desired heat loss to a useful application (air convection) is carried out.

In einem Beispiel ist eine Wiederverwendung und Aufrüstung bestehender Systeme zu einer Anordnung zur Luftdesinfektion möglich (z.B. Heizkörper, Strahler, ...). Die Anordnung zur Luftdesinfektion kann in neuen Systemdesigns und Anwendungsfälle angewendet werden (z.B. befestigte Wände mit Lüftungsschächten, unsichtbar und sicher in der Anwendung, da keine Exposition für Menschen). Die Anordnung zur Luftdesinfektion ist selbsttätig. Die Anordnung zur Luftdesinfektion arbeitet automatisch. Die Ausgestaltung erfolgt derart, dass keine desinfizierende Strahlung den „Behandlungsbereich“, z.B. Vorbauwand, verlassen kann und somit einen sicheren Aufenthalt von Personen im Raum ermöglicht ist. Mit Vorteil kann somit die Anordnung zur Luftdesinfektion kontinuierlich betrieben werden, z.B. auch bei Anwesenheit von Personen.In one example, existing systems can be reused and upgraded to an air disinfection arrangement (e.g. radiators, radiators, ...). The air disinfection arrangement can be applied in new system designs and use cases (e.g. fortified walls with ventilation shafts, invisible and safe to use as there is no human exposure). The arrangement for air disinfection is automatic. The arrangement for air disinfection works automatically. The design is such that no disinfecting radiation can leave the "treatment area", e.g. The arrangement for air disinfection can thus advantageously be operated continuously, e.g. even when people are present.

Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen der Anordnung oder des Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit 1 bis 7C erläuterten Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Schaltungsteile und Bauelemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

1A bis 1C Ausführungsbeispiele eines Strahlung emittierenden Halbleiterkörpers;
2A und 2B ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Luftdesinfektion;
3A-3D und 4A-4D Simulationsergebnisse einer Anordnung zur Luftdesinfektion;
5 und 6 Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Luftdesinfektion; und
7A bis 7C Simulationsergebnisse der Luftströmung bei verschiedenen Körpern.

Further embodiments and developments of the arrangement or the method result from the following in connection with 1 until 7C explained embodiments. Circuit parts and components that are the same, of the same type or have the same effect are provided with the same reference symbols in the figures. Show it:

1A until 1C Exemplary embodiments of a radiation-emitting semiconductor body;
2A and 2 B an embodiment of an arrangement for air disinfection;
3A-3D and 4A-4D Simulation results of an arrangement for air disinfection;
5 and 6 Embodiments of arrangements for air disinfection; and
7A until 7C Air flow simulation results for different bodies.

1A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Halbleiterkörper 10 und eines Halbleiterkörpergehäuses 14. Der Halbleiterkörper 10 ist als UV-C Strahlung emittierender Halbleiterkörper realisiert. Der Halbleiterkörper 10 ist als UV-C Strahlung emittierende LED hergestellt. Der Halbleiterkörper 10 ist im Halbleiterkörpergehäuse 14 angeordnet. Das Halbleiterkörpergehäuse 14 umfasst einen Grundkörper 15. Das Halbleiterkörpergehäuse 14 umfasst optional eine Abdeckung 16. Auf der Rückseite des Grundkörpers 15 sind nicht gezeigte Anschlüsse realisiert. 1A 12 shows an exemplary embodiment of a semiconductor body 10 and a semiconductor body housing 14. The semiconductor body 10 is implemented as a semiconductor body emitting UV-C radiation. The semiconductor body 10 is produced as an LED emitting UV-C radiation. The semiconductor body 10 is arranged in the semiconductor body housing 14 . The semiconductor body housing 14 includes a base body 15. The semiconductor body housing 14 optionally includes a cover 16. On the back of the base body 15, connections (not shown) are realized.

Die Abdeckung 16 ist aus UV-C beständigem Material hergestellt. Die Abdeckung 16 enthält z.B. Quarzglas. Die Abdeckung 16 ist als planer Körper realisiert. In einem Beispiel schließen die Abdeckung 16 und der Grundkörper 15 den Halbleiterkörper 10 hermetisch ein. Das Halbleiterkörpergehäuse 14 mit dem Halbleiterkörper 10 kann als LED-Modul bezeichnet werden.The cover 16 is made of UV-C resistant material. The cover 16 contains, for example, quartz glass. The cover 16 is realized as a flat body. In one example, the cover 16 and the base body 15 hermetically enclose the semiconductor body 10 . The semiconductor body package 14 with the semiconductor body 10 can be referred to as an LED module.

1B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Halbleiterkörpers 10 und eines Halbleiterkörpergehäuses 14, die Weiterbildungen der in 1A gezeigten Ausführungsformen sind. Die Abdeckung 16 weist eine Linsenform auf. Die Abdeckung 16 bewirkt somit eine Strahlaufweitung des Strahlengangs der vom Halbleiterkörper 10 emittierten UV-C Strahlung. 1B shows a further exemplary embodiment of a semiconductor body 10 and a semiconductor body housing 14, the developments of those in 1A embodiments shown are. The cover 16 has a lens shape. The cover 16 thus brings about a beam expansion of the beam path of the UV-C radiation emitted by the semiconductor body 10 .

1C zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Halbleiterkörpers 10 und eines Halbleiterkörpergehäuses 14, die Weiterbildungen der in 1A und 1B gezeigten Ausführungsformen sind. Gemäß 1C ist eine erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 im Halbleiterkörpergehäuse 14 angeordnet. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 sind regelmäßig, z.B. in Arrayform, angeordnet. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern ist z.B. aus AlGaN hergestellt. 1C shows a further exemplary embodiment of a semiconductor body 10 and a semiconductor body housing 14, the developments of those in 1A and 1B embodiments shown are. According to 1C a first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged in the semiconductor body housing 14 . The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are arranged regularly, for example in the form of an array. The first number N of semiconductor bodies is made from AlGaN, for example.

In einer alternativen Ausführungsform gibt die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 Strahlung z.B. im violetten Spektrum, im blauen Spektrum, im UV-A Spektrum oder im UV-B Spektrum oder (z.B. aufgrund der Wellenlängenbreite) in zwei benachbarten Spektren diese drei Spektren ab. Eine Wellenlänge der von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 emittierten Strahlung ist z.B. in einem Bereich von 380 nm bis 500 nm, von 390 nm bis 470 nm oder von 400 nm bis 420 nm. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist z.B. aus InGaN hergestellt. In einem Beispiel kann Strahlung in diesen Spektren vor allem eine abtötende Wirkung auf Bakterien aufweisen.In an alternative embodiment, the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 emits radiation, e.g. in the violet spectrum, in the blue spectrum, in the UV-A spectrum or in the UV-B spectrum or (e.g. due to the wavelength width) in two adjacent spectra of these three spectra . A wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is, for example, in a range from 380 nm to 500 nm, from 390 nm to 470 nm or from 400 nm to 420 nm. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is made of InGaN, for example. In one example, radiation in these spectra may primarily have a killing effect on bacteria.

2A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 20 zur Luftdesinfektion, abgekürzt Anordnung. Die Anordnung 20 umfasst die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13, z.B. gemäß einem der oben geschilderten Ausführungsbeispiele. Weiter weist die Anordnung 20 das Halbleiterkörpergehäuse 14 auf. Die Anordnung 20 umfasst eine Platte 21. Die Platte 21 ist vor einer Wand 22 angeordnet. Die Befestigung der Platte 21 erfolgt z.B. an der Wand 22 durch nicht gezeigte Abstandshalter. Zwischen der Platte 21 und der Wand 22 befindet sich ein Zwischenraum 23. 2A shows an embodiment of an arrangement 20 for air disinfection, abbreviated arrangement. The arrangement 20 comprises the first number N of semiconductor bodies 10 to 13, for example in accordance with one of the exemplary embodiments described above. Furthermore, the arrangement 20 has the semiconductor body package 14 . The arrangement 20 comprises a plate 21. The plate 21 is arranged in front of a wall 22. The plate 21 is fastened, for example, to the wall 22 by spacers (not shown). There is a space 23 between the plate 21 and the wall 22.

Der Zwischenraum 23 weist eine Einlassöffnung 24 und eine Auslassöffnung 25 auf. Die Einlassöffnung 24 ist bodenseitig und die Auslassöffnung 25 ist deckenseitig. Die Einlassöffnung 24 wird, wie in 2A gezeigt, dadurch erreicht, dass die Platte 21 nicht bis zu einem Boden 26 reicht. Alternativ kann die Einlassöffnung 24 auch durch Schlitze oder Löcher in der Platte 21 erzeugt werden. Die Auslassöffnung 25 wird dadurch hergestellt, dass die Platte 21 nicht bis zu einer Decke 27 reicht. Alternativ kann die Auslassöffnung 25 durch Schlitze oder Löcher in der Platte 21 erzielt werden.The intermediate space 23 has an inlet opening 24 and an outlet opening 25 . The inlet opening 24 is at the bottom and the outlet opening 25 is at the top. The inlet opening 24, as in 2A shown, achieved in that the plate 21 does not reach a floor 26. Alternatively, the inlet opening 24 can also be created by slots or holes in the plate 21. The outlet opening 25 is produced in that the plate 21 does not reach up to a ceiling 27 . Alternatively, the outlet opening 25 can be achieved through slots or holes in the plate 21.

Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist in dem in 2A gezeigten Beispiel nahe der Einlassöffnung 24 angebracht. Die Wärmeabgabe durch die Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 erzeugt eine Luftströmung von der Einlassöffnung 24 zur Auslassöffnung 25. Somit wird Luft aus einem Raum 28 angezogen. Der Luftströmung ist hier durch einen Pfeil 29 symbolisiert. Luft in der Luftströmung 29 befindet sich in einem Strahlengang 30 der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13. Mit Vorteil ist der Strahlengang 30 derartig ausgerichtet, dass sich keine Personen im Strahlengang 30 befinden. Mit Vorteil ist die Anordnung 20 frei von mechanisch bewegten Teilen.The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is in the 2A shown example attached near the inlet port 24. The heat dissipation by the number N of semiconductor bodies 10 to 13 generates an air flow from the inlet opening 24 to the outlet opening 25. Air from a space 28 is thus drawn in. The air flow is symbolized by an arrow 29 here. Air in the air flow 29 is in a beam path 30 of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13. The beam path 30 is advantageously aligned in such a way that there are no people in the beam path 30. The arrangement 20 is advantageously free of mechanically moving parts.

Die Anordnung zur Luftdesinfektion 20 ist selbsttätig, englisch self-operating. Die Platte 21 ist z.B. auf der Wand 22 aufgesetzt. Die UV-C LEDs 10 bis 13 strahlen nach oben. Frischluft und unbehandelte Luft wird von unten angesaugt. Behandelte Luft tritt an der Oberseite z.B. an der Decke 27 oder durch Löcher oder Ausschnitte aus. Die Anordnung 20 weist eine transparente Abdeckung auf. Optional sind die Seitenwände im Zwischenraum 23 mit hochreflektierendem Material abgedeckt. Der Zwischenraum 23 kann als Desinfektionskanal oder Zwischenbereich bezeichnet werden. Die Platte 21 kann auch als Wandpaneele oder Vorbauwand bezeichnet werden.The arrangement for air disinfection 20 is self-operating. The plate 21 is placed on the wall 22, for example. The UV-C LEDs 10 to 13 shine upwards. Fresh air and untreated air is sucked in from below. Treated air exits at the top, e.g., at the ceiling 27, or through holes or cutouts. The arrangement 20 has a transparent cover. Optionally, the side walls in the space 23 are covered with highly reflective material. The space 23 can be referred to as a disinfection channel or intermediate area. The plate 21 can also be referred to as a wall panel or porch wall.

Die Anordnung 20 ist derart realisiert, dass der Wärmeübergang von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 - also den UV LED oder blauen LED - an die Luft im Zwischenraum 23 erfolgt. Idealerweise ist die Anordnung 20 derart implementiert, dass die Abwärme zu keiner signifikanten Erwärmung der zum Raum 23 gerichteten Seite der Platte 21 führen, da ansonsten eine Konvektionsströmung vor der Platte 21 erzeugt wird und somit die Luftströmung im Zwischenraum 23 verringert wird oder sogar ganz zum Erliegen kommt.The arrangement 20 is realized in such a way that the heat transfer from the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 - ie the UV LEDs or blue LEDs - to the air in the intermediate space 23 takes place. Ideally, the arrangement 20 is implemented in such a way that the waste heat does not lead to any significant heating of the side of the plate 21 facing the space 23, since otherwise a convection flow is generated in front of the plate 21 and thus the air flow in the intermediate space 23 is reduced or even completely stopped comes.

In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die Platte 21 von der Decke 27 abgehängt.In an alternative embodiment, not shown, the plate 21 is suspended from the ceiling 27.

In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die Platte 21 am Boden 26 aufgeständert.In an alternative embodiment that is not shown, the plate 21 is elevated on the floor 26 .

2B zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 20 zur Luftdesinfektion. Die Anordnung 20 umfasst die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 gemäß einem der oben geschilderten Ausführungsbeispiele. In diesem Beispiel ist die erste Anzahl N gleich 4. Die erste Anzahl N kann jedoch auch 1, 2 oder 3 sein. Die erste Anzahl N kann > 1, > 2, > 4, > 10 oder >20 sein. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist auf einem Streifen 50 angeordnet. Der Streifen 50 ist z.B. flexibel. Eine Länge des Streifens ist z.B. näherungsweise gleich einer Breite der Platte 21. Die Anordnung 20 umfasst eine Treiberschaltung 51, die mit der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 über nicht gezeigte Leitungen verbunden ist. Die Treiberschaltung 51 ist auf dem Streifen 50 angeordnet. Die Treiberschaltung 51 ist an eine externe Spannungsversorgung angeschlossen. 2 B shows an embodiment of an arrangement 20 for air disinfection. The arrangement 20 includes the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 in accordance with one of the exemplary embodiments described above. In this example, the first number N is 4. However, the first number N can also be 1, 2 or 3. The first number N can be >1, >2, >4, >10 or >20. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged on a strip 50 . The strip 50 is flexible, for example. A length of the strip is, for example, approximately equal to a width of the plate 21. The arrangement 20 comprises a driver circuit 51 which is connected to the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 via lines which are not shown. The driver circuit 51 is arranged on the strip 50. FIG. The driver circuit 51 is connected to an external power supply.

3A bis 3D zeigen Bespiele von Simulationen der in 2A gezeigten Anordnung 20. Dabei ist die Geschwindigkeit der Luft an verschiedenen Stellen des Raumes 28 angegeben. 3D gibt die Schraffuren für die verschiedenen Geschwindigkeiten der Luft an. Für die Simulation ist in 3A als Wärmeleistung 20 Watt, in 3B 50 Watt und in 3C 100 Watt angenommen. Bei einem angenommenen Wirkungsgrad der UV-C emittierenden Halbleiterkörper 10 bis 13 von 5 % bedeutet dies in 3A eine Leistung der UV-C Strahlung von 1 Watt, in 3B von 2,5 Watt und in 3C von 5 Watt. Als Raumtemperatur und Temperatur der Wand 22 sind 18 Grad Celsius angenommen. Durch die Wärme wird in 3A eine Luftgeschwindigkeit von ungefähr 0,1 Meter pro Sekunde, in 3B eine Geschwindigkeit von 0,15 Meter pro Sekunde und in 3C eine Geschwindigkeit von 0,2 Meter pro Sekunde im Zwischenraum 23 erzielt. Wie aus den Schraffuren ersichtlich, ist in 3C die Luftgeschwindigkeit vor allem in der Nähe der Decke 27 und mit zunehmendem Abstand zur Wand 22 erhöht. Die Luftgeschwindigkeit und damit die Luftumwälzung steigen mit steigendem Wert der Wärmeleistung. 3A until 3D show examples of simulations of the in 2A shown arrangement 20. The speed of the air at different points of the room 28 is given. 3D specifies the hatching for the different velocities of the air. For the simulation is in 3A as heat output 20 watts, in 3B 50 watts and in 3C 100 watts assumed. With an assumed efficiency of the UV-C emitting semiconductor bodies 10 to 13 of 5%, this means in 3A a power of UV-C radiation of 1 watt, in 3B of 2.5 watts and in 3C of 5 watts. The room temperature and the temperature of the wall 22 are assumed to be 18 degrees Celsius. Due to the heat in 3A an air velocity of approximately 0.1 meters per second, in 3B a speed of 0.15 meters per second and in 3C achieved a speed of 0.2 meters per second in space 23. As can be seen from the hatching, in 3C the air speed increases, especially in the vicinity of the ceiling 27 and with increasing distance from the wall 22. The air speed and thus the air circulation increase as the thermal output value increases.

4A bis 4D zeigen ein weiteres Beispiel von Simulationen der in 2A gezeigten Anordnung 20. In 4A bis 4C ist der Einfluss des Montageorts der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 simuliert. 4D gibt die Schraffuren für die verschiedenen Geschwindigkeiten der Luft an. Als Temperatur des Raumes und der Wand 22 sind ebenfalls 18 Grad Celsius angenommen. Für die Simulation sind in den drei 4A bis 4C als Wärmeleistung jeweils 50 Watt angenommen. In 4A sind die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 in Bodennähe, in 4B im unteren Drittel der Wand 22 und in 4C im oberen Drittel der Wand 22 angeordnet. Wie aus den Schraffuren in 4C ersichtlich, ist in großen Bereichen des Raumes 28 die Luftgeschwindigkeit erhöht. Gemäß diesem Beispiel führt ein Montageort der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 in der Höhe der oberen Hälfte der Wand 22 oder in der Höhe des obersten Drittels der Wand 22 zu einer hohen Luftgeschwindigkeit. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 wird dabei z.B. an der Wand 22 oder an der Platte 21 befestigt. 4A until 4D show another example of simulations of the in 2A shown arrangement 20. In 4A until 4C the influence of the mounting location of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is simulated. 4D specifies the hatching for the different velocities of the air. The temperature of the room and the wall 22 is also assumed to be 18 degrees Celsius. For the simulation are in the three 4A until 4C assumed to be 50 watts of heat output. In 4A are the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 at ground level, in 4B in the lower third of the wall 22 and in 4C arranged in the upper third of the wall 22. As seen from the hatchings in 4C As can be seen, in large areas of the space 28 the air velocity is increased. According to this example, a mounting location for the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 at the level of the upper half of the wall 22 or at the level of the uppermost third of the wall 22 leads to a high air ge speed. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is attached to the wall 22 or to the plate 21, for example.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung 20 zur Luftdesinfektion, die eine Weiterbildung der oben gezeigten Ausführungsformen ist. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist auf einem Streifen 50 angeordnet, wie z.B. in 2B gezeigt. Ein Gehäuse 40, das die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 umfasst, hat eine längliche Bauform. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist unter einem Heizkörper 42 angeordnet. Der Heizkörper 42 ist an der Wand 22 befestigt. Dabei ist das Gehäuse 40 z.B. auf dem Boden 26 aufgestellt. Das Gehäuse 40 ist nahe zu einer Kante 46 zwischen der Wand 22 und dem Boden 26 angeordnet. 5 shows another embodiment of an arrangement 20 for air disinfection, which is a further development of the embodiments shown above. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged on a strip 50, such as in 2 B shown. A housing 40, which includes the first number N of semiconductor bodies 10 to 13, has an elongated shape. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged under a heating element 42 . The heater 42 is attached to the wall 22 . The housing 40 is set up on the floor 26, for example. The housing 40 is positioned near an edge 46 between the wall 22 and the floor 26 .

Der Heizkörper 42 ist z.B. als Plattenheizkörper, der auch Flachheizkörper genannt werden kann, realisiert. Der Plattenheizkörper ist z.B. aus gerippten Stahlblechen hergestellt. Die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 erzeugte Wärme bewirkt eine Luftströmung entlang einer Oberfläche des Heizkörpers 42 oder in einem Zwischenraum 45 zwischen dem Heizkörper 42 und der Wand 22. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 sind derart angeordnet, dass sich Luft aus der Luftströmung im Strahlengang der Strahlung (z.B. UV-C Strahlung oder blaues Licht) der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 befindet. Der Zwischenraum 45 zwischen dem Heizkörper 42 und der Wand 22 wird zur Führung der Luftströmung verwendet.The heating element 42 is implemented, for example, as a plate heating element, which can also be called a flat heating element. The panel radiator is made of ribbed steel sheets, for example. The heat generated by the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 causes an air flow along a surface of the heating element 42 or in a gap 45 between the heating element 42 and the wall 22. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are arranged such that there is air from the air flow in the beam path of the radiation (e.g. UV-C radiation or blue light) of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13. The space 45 between the radiator 42 and the wall 22 is used to guide the air flow.

Auch wenn der Heizkörper 42 nicht im Betrieb ist (z.B. im Sommer), wird durch die Wärme, die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 abgegeben wird, die Luftströmung erzeugt. Bei Betrieb des Heizkörpers 42 ist mit Vorteil der Luftströmung vergrößert. Somit wird ohne größere Umbauten eine Luftdesinfektion erzielt. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 oder das Gehäuse 40 mit der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern kann auch als UV-C Entkeimungsmodul bezeichnet werden.Even when the heating element 42 is not in operation (e.g. in summer), the air flow is generated by the heat which is emitted from the first number N of semiconductor bodies 10 to 13. When the heater 42 is in operation, the air flow is advantageously increased. Air disinfection is thus achieved without major modifications. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 or the housing 40 with the first number N of semiconductor bodies can also be referred to as a UV-C sterilization module.

In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist das Gehäuse 40 im Zwischenraum 45 zwischen dem Heizkörper 42 und der Wand 22 angeordnet. Das Gehäuse 40 ist dabei am Heizkörper 42 oder an der Wand 22 befestigt. Wird das Gehäuse 40 mit der ersten Anzahl von Halbleiterkörpern 10 bis 13 im Zwischenraum 45 angeordnet, so ist das Gehäuse 40 „versteckt“.In an alternative embodiment that is not shown, the housing 40 is arranged in the space 45 between the heating element 42 and the wall 22 . The housing 40 is attached to the heating element 42 or to the wall 22 . If the housing 40 with the first number of semiconductor bodies 10 to 13 is arranged in the intermediate space 45, then the housing 40 is “hidden”.

Somit befindet sich die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 unter dem Heizkörper 42 oder ist im Heizkörper 42 integriert oder an der Wand 22 befestigt. Der Heizkörper 42 kann auch als Radiator bezeichnet werden.The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is thus located under the heating element 42 or is integrated in the heating element 42 or attached to the wall 22 . The heating element 42 can also be referred to as a radiator.

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 20 zur Luftdesinfektion, die eine Weiterbildung der oben gezeigten Anordnungen 20 ist. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist an der Decke 27 angebracht. Die Decke 27 umfasst eine Rohdecke 56 und eine Leichtbaudecke 57, die von der Rohdecke 56 abgehängt ist. Die Leichtbaudecke 57 ist über Direktabhänger (nicht gezeigt) an der Rohdecke 56 befestigt. Die Leichtbaudecke 57 umfasst eine Einlassöffnung 58 und eine Auslassöffnung 59. Im in 6 gezeigten Beispiel umfasst die Leichtbaudecke 57 eine weitere Auslassöffnung 60. Je nach Fläche der Decke 27 weist die Leichtbaudecke 57 eine Vielzahl von Einlassöffnungen 58 und eine Vielzahl von Auslassöffnungen 59, 60 auf. 6 shows an embodiment of an arrangement 20 for air disinfection, which is a further development of the arrangements 20 shown above. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is attached to the ceiling 27 . The ceiling 27 comprises a raw ceiling 56 and a lightweight ceiling 57 which is suspended from the raw ceiling 56. The lightweight ceiling 57 is fastened to the raw ceiling 56 via direct hangers (not shown). The lightweight ceiling 57 includes an inlet opening 58 and an outlet opening 59. In in 6 In the example shown, the lightweight ceiling 57 includes a further outlet opening 60. Depending on the area of the ceiling 27, the lightweight ceiling 57 has a large number of inlet openings 58 and a large number of outlet openings 59, 60.

Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 ist in oder an der Einlassöffnung 58 befestigt. Beispielsweise ist die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern auf Rippen 65, 66 eines Gehäuses 64 der Anordnung 20 angeordnet. Die Flächen einer Rippe 65, 66 sind dabei parallel zu der Luftströmung 29. Die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 abgegebene Wärme bewirkt die Luftströmung 29 nach oben. Der Luftströmung 29 streicht somit an der Oberfläche der Rippen 65, 66 und damit an der Oberfläche der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 vorbei. Das Gehäuse 64 ist derart geformt, dass sich die Luft in der Luftströmung 65 im Strahlengang der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 befindet. Weiter ist das Gehäuse 64 derartig realisiert, dass eine Abstrahlung der UV-C Strahlung nach unten, etwa in Richtung von Personen, die sich im Raum 28 aufhalten, vermieden ist. Die Anordnung 20 umfasst die Leichtbaudecke 57 sowie das Gehäuse 64 mit der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13.The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is fixed in or on the inlet opening 58 . For example, the first number N of semiconductor bodies is arranged on ribs 65, 66 of a housing 64 of the arrangement 20. FIG. The surfaces of a rib 65, 66 are parallel to the air flow 29. The heat given off by the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 causes the air flow 29 upwards. The air flow 29 thus sweeps past the surface of the ribs 65, 66 and thus the surface of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13. The housing 64 is shaped in such a way that the air in the air flow 65 is in the beam path of the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 . Furthermore, the housing 64 is implemented in such a way that the UV-C radiation is not emitted downwards, for example in the direction of people who are in the room 28 . The arrangement 20 includes the lightweight ceiling 57 and the housing 64 with the first number N of semiconductor bodies 10 to 13.

Zusätzlich umfasst die Anordnung 20 z.B. einen Hohlkörper 69, der oberhalb des Gehäuses 64 angeordnet ist. Der Hohlkörper 69 ist oben offen. Der Hohlkörper schließt unten an das Gehäuse 64 an. Der Hohlkörper 69 ist z.B. als Zylinder 69 realisiert. Der Hohlkörper 69 erhöht den Kamineffekt.In addition, the arrangement 20 comprises, for example, a hollow body 69 which is arranged above the housing 64. The hollow body 69 is open at the top. The hollow body connects to the housing 64 at the bottom. The hollow body 69 is implemented as a cylinder 69, for example. The hollow body 69 increases the chimney effect.

Darüber hinaus umfasst die Anordnung 20 z.B. mindestens einen lichtemittierenden Halbleiterkörper 68, der zur Beleuchtung dient. Der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 gibt beispielsweise Weißlicht ab. Der lichtemittierende Halbleiterkörper 64 ist im Gehäuse 64 derartig angeordnet, dass er Licht nach unten abgibt. Eine Wärme, welche die Luftströmung 29 erzeugt, ist somit die Summe der Wärme, die von der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 abgegeben wird, und der Wärme, die vom lichtemittierenden Halbleiterkörper 68 abgegeben wird. Mit Vorteil wird somit eine Leuchte oder ein Leuchtkörper nicht nur zur Beleuchtung des Raumes, sondern auch zur Desinfektion eingesetzt.In addition, the arrangement 20 comprises, for example, at least one light-emitting semiconductor body 68, which is used for illumination. The light-emitting semiconductor body 68 emits white light, for example. The light-emitting semiconductor body 64 is arranged in the housing 64 in such a way that it emits light downward. A heat which the air flow 29 generates is thus the sum of the heat which is given off by the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 and the heat which is given off by the light-emitting semiconductor body 68 . Advantage is thus a lamp or a lamp is not only used to illuminate the room, but also for disinfection.

Der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 ist an eine Spannungsversorgung über nicht gezeigte Leitungen angeschlossen. Diese Spannungsversorgung und diese Leitungen versorgen den lichtemittierenden Halbleiterkörper 68 sowie die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 elektrisch. Somit ist kein zusätzlicher Verkabelungsaufwand benötigt beziehungsweise ist ein zusätzlicher Verkabelungsaufwand gering gehalten.The light-emitting semiconductor body 68 is connected to a voltage supply via lines that are not shown. This voltage supply and these lines supply the light-emitting semiconductor body 68 and the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 with electricity. This means that no additional cabling is required, or additional cabling is kept to a minimum.

Die Leitungen umfassen z.B. eine Busleitung, die ausgelegt ist, folgende Befehle zu übermitteln:

- Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 und der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 sollen betrieben werden.
- Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 sollen betrieben werden und der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 soll ausgeschaltet sein.
- Der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 soll betrieben werden und die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 sollen ausgeschaltet sein.

The lines include, for example, a bus line that is designed to transmit the following commands:

- The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 and the light-emitting semiconductor body 68 are to be operated.
- The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are to be operated and the light-emitting semiconductor body 68 is to be switched off.
- The light-emitting semiconductor body 68 is to be operated and the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 are to be switched off.

Somit werden Befehle von einer nicht gezeigten zentralen Einheit zur Steuerung der ersten Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 und des lichtemittierenden Halbleiterkörpers 68 verwendet. Alternativ erfolgt die Steuerung durch Funkübertragung (z.B. Bluetooth). Im in 6 gezeigten Beispiel umfasst die Anordnung 20 eine zweite Anzahl M von lichtemittierenden Halbleiterkörpern 68 bis 71, die wie der lichtemittierende Halbleiterkörper 68 implementiert sein können. Die zweite Anzahl M kann >1, >2, >4 oder > 8 sein.Thus, commands from a central unit (not shown) for controlling the first number N of semiconductor bodies 10 to 13 and the light-emitting semiconductor body 68 are used. Alternatively, control is by radio transmission (e.g. Bluetooth). in 6 In the example shown, the arrangement 20 comprises a second number M of light-emitting semiconductor bodies 68 to 71, which can be implemented like the light-emitting semiconductor body 68. The second number M can be >1, >2, >4 or >8.

Die Anordnung zur Luftdesinfektion 20 ist selbsttätig. Die Anordnung zur Luftdesinfektion 20 kann in ein Raumklimasystem eingebaut werden. Die Anordnung zur Luftdesinfektion 20 verwendet dazu einen Kühlkanal. Der Zwischenraum zwischen Rohdecke 56 und Leichtbaudecke 57 wird als Rücklaufkanal für desinfizierte Luft verwendet. Innen in der Einlassöffnung 24 erzeugen die UV-C LEDs eine Strahlung nach oben.The air disinfection arrangement 20 is automatic. The arrangement for air disinfection 20 can be built into a room air conditioning system. For this purpose, the arrangement for air disinfection 20 uses a cooling channel. The gap between raw ceiling 56 and lightweight ceiling 57 is used as a return duct for disinfected air. Inside the inlet opening 24, the UV-C LEDs generate radiation upwards.

Verschiedene Konfigurationen sind möglich:

- Die Einlassöffnung 24 wird ausschließlich als Schlitz in der Decke zum Ansaugen von Luft, die desinfiziert werden soll, verwendet.
- Die Anordnung 20 zur Luftdesinfektion wird mit einem Strahler oder Standardstrahler kombiniert. Die erste Anzahl N von Halbleiterkörpern 10 bis 13 wird zusätzlich mit sichtbaren, nach unten abstrahlenden lichtemittierenden Halbleiterkörpern 68 bis 71, etwa LEDs, kombiniert. Die zusätzliche Wärme wird zur Erhöhung oder Erzeugung des Kamineffekts eingesetzt.

Various configurations are possible:

- The inlet opening 24 is used exclusively as a slit in the ceiling for sucking in air to be disinfected.
- The arrangement 20 for air disinfection is combined with a radiator or standard radiator. The first number N of semiconductor bodies 10 to 13 is additionally combined with visible light-emitting semiconductor bodies 68 to 71, such as LEDs, which radiate downwards. The additional heat is used to increase or create the chimney effect.

7A bis 7C zeigen Simulationen von Luftströmungen an verschiedenen Anordnungen 20, die Wärme abgeben. In 7A umfasst die Anordnung 20 mehrere Platten 81, 82, die Abstände voneinander aufweisen und senkrecht angeordnet sind. Wie in 7A ersichtlich, wird eine starke Luftströmung 29 nach oben erzeugt. Der Kamineffekt ist in der Anordnung gemäß 7A sehr deutlich ausgeprägt. 7A until 7C show simulations of airflows on different assemblies 20 dissipating heat. In 7A For example, the arrangement 20 comprises a plurality of plates 81, 82 which are spaced apart and arranged vertically. As in 7A As can be seen, a strong air flow 29 is generated upwards. The chimney effect is in accordance with the arrangement 7A very clearly pronounced.

In 7B ist die Anordnung 20 zylinderförmig realisiert. Die Anordnung 20 weist Rippen 65, 66 auf. Die Zylinderform ist oben und unten offen. Die Rippen 65, 66 stehen senkrecht. Es wird eine deutliche Luftströmung 29 entlang einer Achse der Anordnung 20 generiert. Die Anordnung 20 kann als Kühlkörper realisiert sein.In 7B the arrangement 20 is implemented in the form of a cylinder. The assembly 20 includes ribs 65,66. The cylindrical shape is open at the top and bottom. The ribs 65, 66 are vertical. A clear air flow 29 is generated along an axis of the arrangement 20 . The arrangement 20 can be implemented as a heat sink.

Gemäß 7C umfasst die Anordnung 20 mehrere Platten 81, 82, die waagrecht angeordnet sind. Die Platten 81, 82 weisen Abstände zueinander auf. Auch hier ist eine Luftströmung 29 ersichtlich, die jedoch geringer als die Luftströmung gemäß 7A ist.According to 7C the arrangement 20 comprises several plates 81, 82 which are arranged horizontally. The plates 81, 82 are spaced apart from one another. An air flow 29 can also be seen here, but it is less than the air flow according to FIG 7A is.

Die verschiedenen, in 7A bis 7C gezeigten Anordnungen, bewirken eine Luftströmung 29 nach oben. Mit Vorteil weist die Anordnung 20 senkrecht stehende Oberflächen zur Leitung der Luftströmung auf. Eine derartige Anordnung 20, die senkrecht stehende Oberflächen oder Körper aufweist, zeigt eine besonders starke Luftströmung 29. Bei diesen Anordnungen 20 ist der Kamineffekt besonders gut ausgebildet.The various, in 7A until 7C Arrangements shown cause an air flow 29 upwards. Advantageously, assembly 20 includes vertical surfaces for directing airflow. Such an arrangement 20, which has vertical surfaces or bodies, shows a particularly strong air flow 29. In these arrangements 20, the chimney effect is particularly well developed.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited to these by the description of the invention based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the claims or exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteReference List

10 - 1310 - 13: Halbleiterkörpersemiconductor body
1414: Halbleiterkörpergehäusesemiconductor body package
1515: Grundkörperbody
1616: Abdeckungcover
2020: Anordnungarrangement
2121: Platteplate
2222: WandWall
2323: Zwischenraumspace
2424: Einlassöffnungintake port
2525: Auslassöffnungexhaust port
2626: BodenFloor
2727: DeckeCeiling
2828: RaumSpace
2929: Luftströmungairflow
3030: Strahlengangbeam path
4040: GehäuseHousing
4242: Heizkörperradiator
4545: Zwischenraumspace
4646: Kanteedge
5050: Streifenstripes
5151: Treiberschaltungdriver circuit
5656: Rohdeckeraw ceiling
5757: Leichtbaudeckelightweight ceiling
5858: Einlassöffnungintake port
59, 6059, 60: Auslassöffnungexhaust port
6464: GehäuseHousing
65, 6665, 66: Ripperib
68 bis 7168 to 71: weiterer Halbleiterkörperfurther semiconductor body
6969: Hohlkörperhollow body
81, 8281, 82: Platteplate

Claims

Arrangement (20) for air disinfection, wherein the arrangement (20) comprises a first number N of semiconductor bodies (10 to 13) which are realized as radiation-emitting semiconductor bodies, and wherein the arrangement (20) is designed such that air is disinfected in a beam path (30) of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) and is moved by an air flow (29) through one of the first number N of Semiconductor bodies (10 to 13) emitted heat is generated.

Arrangement (20) after claim 1 , wherein a wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is in a range from 200 nm to 280 nm.

Arrangement (20) after claim 1 or 2 , wherein an active zone of a semiconductor body of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is made of AlGaN.

Arrangement (20) after claim 1 , wherein a wavelength of the radiation emitted by the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is in a range from 380 nm to 500 nm.

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 4 , wherein the arrangement (20) is designed for air disinfection.

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 5 , wherein the air flow (29) is caused by a chimney effect.

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the arrangement (20) is free of a fan.

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 7 , wherein the arrangement (20) is free of a mechanical cooling element.

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 8th , wherein the arrangement (20) comprises one or more semiconductor packages (14), in which the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is arranged, wherein a cover (16) of the semiconductor package (14) or the plurality of semiconductor packages (14) is made of quartz glass.

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 9 , wherein the assembly (20) comprises a panel (21) arranged in front of a wall (22) such that there is a gap (23) between the wall (22) and the panel (21), the panel ( 21) is realized in such a way that there is an inlet opening (24) to the intermediate space (23) and an outlet opening (25) from the intermediate space (23), and wherein the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is fixed in such a way that the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) emits heat and radiation into the intermediate space (23).

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 9 , wherein the arrangement (20) comprises a heater (42), with air in an air flow along a heater surface or between the heater (42) and a wall (22) in the beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13 ) is located.

Arrangement (20) after claim 11 , wherein the radiator (42) is designed as a panel radiator.

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 9 , wherein the arrangement (20) comprises a lightweight ceiling (57) which is suspended from a raw ceiling (56), the lightweight ceiling (57) having at least one inlet opening (58) and at least one outlet opening (59, 60), the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is fixed in or on the at least one inlet opening (58) in such a way that the heat dissipation of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) causes an air flow.

Arrangement (20) after Claim 13 , wherein the arrangement (20) is designed such that a person located under the lightweight ceiling (57) is outside a beam path of the radiation of the first number N of semiconductor bodies (10 to 13).

Arrangement (20) after Claim 13 or 14 , wherein the arrangement (20) additionally comprises at least one light-emitting semiconductor body (68) which is designed in such a way that it emits light for illumination and the heat emitted by it contributes to the generation of the air flow.

Arrangement (20) according to one of Claims 1 until 15 , wherein the first number N of semiconductor bodies (10 to 13) is arranged on a strip (50).

A method for air disinfection, comprising - Dissipating heat by operating a first number N of semiconductor bodies (10 to 13), which are realized as radiation-emitting semiconductor bodies, and generating an air flow (29), and - Irradiating air in the air flow (29) for disinfection through the first number N of semiconductor bodies (10 to 13).