0 0
0

Применение ультрафиолетовых бактерицидных ламп в системах вентиляции и кондиционирования.

Компания ПромВентХолод - вентиляция и кондиционирование

Предисловие.

Во влажной и темной среде внутри агрегатов и воздуховодов систем вентиляции и кондиционирования воздуха могут стремительно расти и распространяться по всему зданию вирусы, бактерии, плесень, споры, грибки и т. п. биологические загрязнители, создавая внутри помещений здания нездоровую и небезопасную для дыхания атмосферу. Люди внутри здания могут жаловаться на такие симптомы, как: раздражение глаз и слизистых оболочек носа или горла, раздражение кожи, возникновение гиперчувствительности к запахам, внезапного обострения хронических заболеваний, общие нейротоксические проблемы со здоровьем. Обычно эти признаки вызывает так называемый «Синдром больного здания (Sick building syndrome, SBS). Этот термин используется для описания ситуации, когда люди внутри здания испытывают плохое самочувствие и дискомфорт, не связанные с проявлением какой-либо конкретной болезни.

отложение в системах вентиляции отложение в системах вентиляции

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВиК) имеют непосредственное отношение к инфекциям, представляющим наибольшую опасность в частности для учреждений, связанным со здравоохранением. Многие микроорганизмы, которые растут на теплообменниках и в дренажных поддонах кондиционеров, являются аэробными бактериями, встречающимися повсеместно и вызывающими так называемые «внутрибольничные инфекции».

Системы вентиляции и кондиционирования в медицинских учреждениях намного сложнее, чем в обычных офисных зданиях. Это обусловлено более высокими значениями воздухообмена и сложного контроля температуры и влажности. При этом существует необходимость минимизировать риск передачи переносимых по воздуху микроорганизмов и сохранить чистую окружающую среду для пациентов и персонала.

Многочисленными исследованиями было доказано, что использование бактерицидного ультрафиолетового облучения в системах вентиляции и кондиционирования воздуха является наиболее эффективным методом деактивации плесени, бактерий и вирусов, являющимися источниками внутрибольничной инфекции.

В недавнем отчете, опубликованном обществом ASHRAE®, говорится, что передача болезней воздушным путем через системы ОВиК на самом деле намного более распространена, чем считалось ранее. ASHRAE® предлагает в качестве одной из стратегий, которая может помочь избежать передачи таких инфекций, использование ультрафиолетового излучения.


Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовая энергия может быть обнаружена в излучаемом солнцем электромагнитном спектре, между видимым светом и рентгеновскими лучами. Ультрафиолетовое излучение невидимо для человеческого глаза.


Ультра фиолетовой излучение


Искусственное бактерицидное ультрафиолетовое излучение – это безопасная, проверенная технология, производимая с помощью ламп, похожих на люминесцентные. Чтобы убить бактерии, вирусы и споры плесени, энергия ультрафиолетового излучения должна только проникнуть через внешнюю клеточную мембрану микроба и достичь ДНК, где она серьезно повреждает этот генетический материал. Микроб при этом погибает или не может размножаться.

Это основной механизм воздействия ультрафиолетового излучения на клетки микроорганизмов, и самое важное, что в этом случае отпадает необходимость использования химикатов или других аналогичных дезинфицирующих веществ. Таким образом, система центрального кондиционирования становится оптимальным и наиболее эффективным решением для обеззараживания воздуха при помощи интегрированной системы ультрафиолетового излучения. 

Бактерицидное ультрафиолетовое излучение (UVGI) позволяет не только защитить здание, медицинский персонал и пациентов, сократив время их пребывания в больнице, но и снизить энергопотребление и затраты на техническое обслуживание оборудования систем ОВиК.

Бактерицидное облучение использует энергию коротковолнового ультрафиолета для деактивации вирусных, бактериальных и грибковых организмов, чтобы они не могли размножаться и потенциально вызывать заболевания.


влияние ультрафиолетового излученияЭнергия ультрафиолетового излучения разрушает дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) широкого спектра микроорганизмов, делая их безвредными. Многочисленные исследования установили, что наиболее эффективный для деактивации микроорганизмов диапазон длин волн ультрафиолетового излучения находится между 220 и 280 нм, с максимальной эффективностью около 265 нм. На рисунке слева показан график влияния ультрафиолетового излучения, в том числе и на организм человека.

Стандартным источником ультрафиолетового излучения в коммерческих системах являются ртутные лампы низкого давления, которые имеют оптимальный показатель ультрафиолетового излучения 253,7 нм. Использование бактерицидных ультрафиолетовых ламп и ламповых систем для дезинфекции воздуха внутри помещений и в воздушных потоках началось примерно с 1900 года. В настоящее время применение ультрафиолетового систем обеззараживания воздуха становится все более частым из-за растущей обеспокоенности по поводу повышения качества воздуха внутри помещений. Такие системы используется в качестве инженерного средства для предотвращения передачи патогенных организмов, таких как, например, туберкулезная палочка, различные вирусы гриппа, плесень и грибки.

Устройства и системы с ультрафиолетовыми лампами размещаются как в вентиляционных установках и центральных кондиционерах, так и непосредственно в помещениях с целью обеззараживания воздуха и поверхностей. Контроль биоаэрозолей (взвешенных вирусов, бактерий и грибков, содержащихся в ядрах капель и других частицах-носителях) с помощью ультрафиолетового излучения может улучшить качество воздуха в помещении и, таким образом, защитить здоровье и обеспечить комфорт и повышение производительности труда находящихся в нем людей.

бактерицидная эффективность

Устройства излучения устанавливаются в верхней зоне жилых помещений для контроля биоаэрозолей в пространстве. Системы обеззараживания на базе ультрафиолетового излучения устанавливаются также в воздуховодах и в установках для обработки воздуха (центральных кондиционерах). Тем самым они контролируют концентрации биоаэрозолей в рециркуляционном воздухе, который поступает в установку из помещений, и предотвращают рост микробов на поверхности теплообменников охлаждения и дренажных поддонах.

Предотвращение появления биологических отложений на теплообменниках позволяет снизить гидравлическое сопротивление и повысить эффективность теплообмена. При этом происходит снижение потребления энергии, необходимой для подготовки и движения воздуха в системе вентиляции. Системы ультрафиолетового излучения обычно комбинируются с традиционными устройствами, обеспечивающими качество воздуха, включая разбавляющую вентиляцию и фильтрацию твердых частиц. Тем самым оптимизируется стоимость и потребление энергии установок подготовки воздуха в целом.


Устройство бактерицидных ультрафиолетовых ламп.

Ультрафиолетовая лампа является наиболее важным компонентом любой системы обеззараживания воздуха или поверхности. Ультрафиолетовые лампы могут иметь различные формы, размеры, и могут различаться как по выходной мощности ультрафиолетового излучения, так и различным спектральным диапазонам бактерицидного излучения. Спектр ультрафиолетового излучения имеет диапазон длин волн примерно от 100 до 400 нм. Все бактерицидные ультрафиолетовые лампы излучают свет с длинами волн либо в диапазоне UVC (100–280 нм), либо в диапазоне UVB (280–320 нм), либо одновременно в расширенном диапазоне (UVC / UVB). 

спектр излучений

Наибольший интерес для систем обеззараживания воздуха и поверхностей представляют излучения UVC (200–280 нм) и UVB (280–320 нм). Хотя ультрафиолетовое излучение  вызывают некоторые фотохимические эффекты во всем диапазоне длин волн, излучение UVC особенно опасно для клеток, поскольку оно разрушает белки, РНК и ДНК клеток многих микроорганизмов. Длины волн UVA (320–400 нм) не являются бактерицидными, и такие лампы используются в качестве ламп «черного света», которые еще называют «лампами Вуда».  Излучаемый ими свет кажется черным из-за особенностей человеческого зрения: глаз почти не воспринимает диапазон волн, которые воспроизводит светильник Вуда, поэтому помещение кажется очень темным.

В настоящее время для дезинфекции воздуха и поверхностей используются различные типы ультрафиолетовых ламп, в том числе стандартные лампы среднего давления, которые излучают волны в широкополосном диапазоне UVC / UVB, лампы низкого давления, которые излучают волны в узкополосном диапазоне UVC, микроволновые ультрафиолетовые лампы, и светодиоды. Технические характеристики ламп диапазона UVC пересекаются с характеристиками ламп среднего давления, которые излучают широкополосные длины волн UVC / UVB, поэтому при обычном использовании на это различие не всегда обращается внимание.

Ультрафиолетовые лампы часто называют ртутными или «амальгамными», поскольку колба амальгамных ламп покрыта изнутри пленкой амальгамы – сплава ртути с другим элементом, таким как индий или галлий, который регулирует давление паров ртути. Помимо ртути, такие лампы содержат инертный газ, обычно аргон. Двумя наиболее распространенными типами ультрафиолетовых ламп являются разрядные лампы высокой интенсивности, также называемые ртутными лампами высокого или среднего давления, и ртутные лампы низкого давления. Лампы среднего давления содержат газообразную ртуть под давлением приблизительно 1,35 бар, и генерируют высокие уровни ультрафиолетового излучения в широком диапазоне длин волн. Ультрафиолетовые лампы низкого давления содержат газообразную ртуть при давлении не более 1350 Па, и когда этот газ стимулируется электрическим зарядом, он излучает свет в узком ультрафиолетовом диапазоне длин волн с максимальной интенсивностью при 254 нм, как было показано на рисунке выше.

Различные спектры ультрафиолетовых ламп могут по-разному влиять на их антибактериальную (бактерицидную) эффективность. Из-за узкого спектра диапазона UVC, излучаемого  лампами низкого давления, при работе этого типа ламп, как правило, выделяется гораздо меньше ядовитого озона. Ультрафиолетовые лампы среднего давления имеют более широкий спектр излучения и вызывают большее повреждение ферментов и других микробных компонентов, ограничивая или предотвращая их фотореактивацию. Исследования, проводимые на кишечной палочке (E.coli), показывают, что фотореактивация клеток микроорганизмов происходит после их облучения лампами низкого давления, но не происходит после воздействия ламп среднего давления. Такие эффекты, будучи в большинстве случаев несущественны, могут диктовать выбор типа ламп для определенных применений. Лампы среднего давления имеют более высокую температуру стенок колбы и более низкую эффективность излучения, чем лампы низкого давления, но могут достигать более высокой интенсивности излучения.

Эффективность излучения UVC проиллюстрирована на рисунке выше, где можно наблюдать, что бактерицидная эффективность достигает максимума примерно при 260–265 нм. Это соответствует пику поглощения ультрафиолетового излучения ДНК многих бактерий. Ртутная лампа низкого давления излучает около 95% своей энергии с длиной волны 253,7 нм, которая настолько близка к пику поглощения ДНК (260–265 нм), что обладает высокой бактерицидной эффективностью.

Если сравнить представленные выше эффективности ламп низкого и среднего давления, которые производят ультрафиолетовое излучение одинаковой мощности, то обнаружится, что чистая бактерицидная эффективность лампы низкого давления составляет 84% против 79% для лампы среднего давления.

ультрафиолетовые лампы низкого давления лампы среднего давления


Ультрафиолетовые лампы низкого давления имеют много общего с традиционными люминесцентными лампами, которые также являются ртутными газоразрядными лампами низкого давления. Оба этих типа ламп могут использовать такие одинаковые компоненты, как стартовую арматуру, называемую также электронным балластом. Поскольку конструкция этих ламп позволяет использовать одни и те же штифтовые контакты, то с одной стороны это удобно, но с другой стороны может быть опасно. Поэтому для ультрафиолетовых бактерицидных ламп обычно используют другие, свои уникальные типы контактов.

Лампы низкого давления состоят из оболочки из кварцевого стекла или другого стекла, пропускающего ультрафиолетовые лучи, пары электродов и ртутной амальгамы. Электронные балласты необходимы для обеспечения необходимого пускового напряжения на электродах и для обеспечения надлежащей силы тока для функционирования лампы. Электрический ток, проходящий между электродами, нагревает пары ртути, которые стимулируют электронные переходы и вызывают излучение в спектрах ультрафиолетового и видимого света. В люминесцентных лампах стекло изнутри покрыто люминофором, который поглощает ультрафиолет и повторно излучает энергию в виде видимого света. В ультрафиолетовых лампах отсутствует люминофор, а стекло, обычно кварцевое, в значительной степени прозрачно для ультрафиолетового излучения. Кварцевое стекло может поглощать небольшую часть падающего света и преобразовывать его в тепловую энергию. Также можно использовать увиолевое стекло: сложный многокомпонентный материал с добавлением нескольких оксидов и окислов, которое фильтрует ультрафиолетовое излучение и пропускает узкий диапазон длин волн 220-254 нм. Такое стекло не пропускает излучение с длиной волны 185 нм, при которой выделяется озон.

Температура стеклянной колбы лампы определяет давление паров ртути внутри лампы и, таким образом, определяет общую мощность ультрафиолетового излучения. Охлаждение поверхности стеклянной колбы лампы потоком воздуха, имеющего охлаждающий эффект, может снизить интенсивность излучения лампы. В лампах низкого давления около 60% входящей электрической мощности преобразуется в свет, из которых около 85% приходится на длину волны около 254 нм. Общий КПД ламп низкого давления обычно составляет порядка 30–31%, хотя он может варьироваться в зависимости от условий эксплуатации и типа балласта.

Ультрафиолетовые лампы низкого давления имеют более низкие уровни излучения в диапазонах с длинами волн 185 нм, 312 нм, 365 нм и выше. Излучение вблизи 185 нм может производить озон, тогда как излучение UVA с длиной волны cвыше 400 нм может визуально восприниматься как голубовато-белый свет.


лампы с горячими катодами лампы с холодными катодами

Ультрафиолетовые лампы могут оснащаться одним из двух типов катодов - горячим или холодным катодом. Холодные катоды запускаются мгновенно, и в них используется цилиндр из мягкого железа в форме наперстка, который позволяет частые включения лампы без ущерба для срока ее службы. Лампы с холодным катодом поддерживают высокую мощность излучения в течение всего срока службы лампы. Падение напряжения на холодном катоде выше, чем у ламп с горячим катодом, что приводит к большим потерям мощности и снижению эффективности излучения.

В лампах с горячим катодом на каждом конце колбы используются спиральные вольфрамовые нити, пропитанные электроэрозионными материалами. В отличие от ламп с холодным катодом, аналогичного размера лампы с горячим катодом работают с более высокой выходной мощностью на единицу длины, и имеют более высокий КПД. Лампы с горячим катодом являются наиболее распространенным типом ламп, используемых при бактерицидной обработке воздуха и поверхности. Срок службы ламп с горячим катодом определяется скоростью потери электронно-эмиссионного покрытия на электродах. Эти покрытия разрушаются при запуске и испаряются во время использования лампы. Частые включения лампы могут ускорить ее старение. Срок службы лампы истекает, когда покрытие полностью исчезнет с одного или обоих электродов.

Включение лампы происходит в два этапа. Сначала на электроды необходимо подать достаточно высокое напряжение, чтобы инициировать ионизацию газа внутри колбы лампы. Затем между электродами лампы должно поддерживаться достаточное напряжение для возникновения электрической дуги и распространения ионизации по всему объему колбы. Существуют как минимум три типа пускателей:

·       пуск с предварительным нагревом,
·       мгновенный пуск,
·       быстрый пуск. 

Бактерицидные лампы, оснащенные пуском с предварительным нагревом, используют электрический предварительный нагрев для стимуляции электронов и ионизации газа. Это снижает напряжение, необходимое для возникновения электрической дуги. Автоматический стартер контролирует процесс предварительного нагрева, который может занять несколько секунд. После предварительного нагрева катодов таймер отключает подогреватель, и между катодами прикладывается напряжение для возникновения дуги. Электрическая дуга поддерживает температуру катода при работе лампы.

Лампы мгновенного пуска, также называемые лампами холодного пуска, в зависимости от связанных с ними балластов, способны работать при нескольких значениях силы тока. Эти лампы обеспечивают постоянную номинальную мощность излучения. Возникновение дуги в лампе мгновенного пуска зависит исключительно от приложенного к лампе высокого напряжения (400–1000 В). Под действием высокого напряжения благодаря автоэлектронной эмиссии, электроны, покидающие электроды, проходят через газ, ионизируют его и инициируют электродуговой разряд. Лампы мгновенного пуска работают без предварительного подогревателя или стартера, поскольку балласт таких ламп обеспечивает напряжение, необходимое для возникновения электрической дуги. Для этого были разработаны катоды, которые запускаются без усиленной электронной эмиссии. Поскольку при пуске таких ламп не требуется предварительный нагрев, они имеют только по одному штыревому контакту на каждом конце лампы, и эти лампы иногда еще называют тонкими.

В лампах быстрого запуска обычно выходят на рабочий режим примерно через 1 секунду. В них используются электроды, которые постоянно подогреваются. Нагрев осуществляется с помощью встроенных в балласт обмоток низкого напряжения или отдельных трансформаторов низкого напряжения. Требования к пусковому напряжению аналогичны требованиям для ламп с предварительным нагревом. Балласты для ламп быстрого запуска имеют меньшие габариты и меньшие потери мощности, и дешевле, чем балласты для ламп мгновенного запуска. Бактерицидные лампы быстрого запуска с высокой выходной мощностью (High Output) работают при более высокой силе тока, чем большинство ламп быстрого запуска, и имеют мощность излучения примерно на 45% больше, чем стандартные лампы аналогичного размера.


балласт для ультрафиолетовых ламп

Балласт для ультрафиолетовых ламп выполняет две функции: обеспечивает пусковой импульс путем подачи высокого начального напряжения для ионизации газа в трубке лампы и создания стартовой дуги, а затем ограничивает рабочий ток, контролируя температуру газа. Балласты для ламп могут быть как магнитными, так и электронными. Некоторые ультрафиолетовые лампы меньшего размера вообще могут не иметь балластов.

Магнитный балласт имеет в своей конструкции трансформатор в сборе с сердечником и катушкой, которые обеспечивают минимальные функции, необходимые для запуска процесса излучения. Электромагнитные балласты бывают стандартными, либо энергосберегающими электромагнитными. Балласт обеспечивает индуктивный импульс с задержкой по времени, достаточный для ионизации газовой смеси в трубке, после чего ток через трубку поддерживает нити накаливания под напряжением. Стартер будет работать, пока не стабилизируется излучение лампы. Пока лампа включена, балласт для предварительного нагрева представляет собой просто индуктор при частоте около 60 Гц, который имеет соответствующий импеданс для ограничения тока ультрафиолетовой лампы до надлежащего значения.

Электронные балласты — это, по сути, импульсные источники питания, которые устраняют необходимость использования объемного, "железного" балласта в пользу встроенного высокочастотного инвертора / переключателя. В этом случае ограничение тока осуществляется очень маленькой катушкой индуктивности, которая имеет достаточный импеданс при высоких частотах.

Электронные балласты имеют очень высокую надежность. Насколько они действительно надежны на практике, зависит от рабочей температуры в зоне работы лампы, возникающей вследствие тепловой энергии, выделяемой лампами, а также от других факторов. Существует два основных типа электронных балластов: гибридные и высокочастотные электронные балласты. Гибридные электронные балласты - это, по сути, магнитные балласты, которые включают в себя электронные компоненты для отключения напряжения на катушках быстрого запуска лампы после ее запуска. Высокочастотные электронные балласты работают с лампами на частотах свыше 20 000 Гц, а эффективность достигается за счет электронных компонентов, согласованных с оптимальными характеристиками лампы.


Номенклатура бактерицидных ламп

Большинство ультрафиолетовых ламп идентифицируются по модельным номерам, содержащим подробную информацию о лампе. Аббревиатуры ламп обычно можно найти в технических характеристиках лампы, и они состоят из шести основных пунктов:

1. Номинальная мощность лампы;

2. Номинальная длина лампы;

3. Диаметр колбы лампы;

4. Форма лампы;

5. Цоколь лампы (базовый тип);

6. Схема или специальное исполнение.

Ультрафиолетовые лампы бывают самых разных форм и размеров.

формы ультрафиолетовых лампНаиболее распространенными являются: цилиндрические, U-образные и двухосные. Цилиндрические лампы могут быть любой длины или диаметра и обычно имеют электрические разъемы на обоих концах. Цилиндрические лампы, которые раньше были наиболее распространенным типом ламп, теперь заменяются более удобными однотрубными U-образными и двухосными лампами.

Лампы с U-образной трубкой и двухосные лампы имеют одиночные разъемы на цоколях, что сделало их применение более популярным. Ультрафиолетовые лампы могут изготавливаться практически любых спецификаций или форм, включая наличие нескольких катушек в балластах. Для соединения нескольких ламп в составе одной системы обеззараживания часто требуются специальные соединители на обоих концах колбы лампы.



Генерация озона

Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 175–210 нм может преобразовывать содержащийся в воздухе кислород в озон. Большинство ртутных ламп среднего давления генерируют слабую спектральную линию при 185 нм, которая выделяет озон из кислорода, содержащегося в окружающем воздухе. Лампы низкого давления не имеют пика в области 185 нм, однако могут выделять некоторое количество озона. Некоторые модели ультрафиолетовых ламп низкого давления блокируют спектр на длине волны 185 нм и вообще не производят озон. Хотя озон обладает биоцидными свойствами и может способствовать общей скорости ультрафиолетовых систем дезинфекции, он также является мощным окислителем и опасен для людей при уровнях, превышающих предел 0,1 ppm за 8 часов воздействия. Он также может повредить некоторые виды пластмасс (пластиков), которые могут использоваться в системах вентиляции. Озон реагирует с влагой в воздухе с образованием гидроксильных радикалов и других коррозионно-активных соединений.

Поскольку озон также поглощает ультрафиолет на длине волны 253,7 нм, озон не только генерируется, но и разрушается ультрафиолетовым излучением. Скорость и объем образования озона будут определять ультрафиолетовый спектр лампы и условия эксплуатации. Многие производители сообщают об уровне образования озона в своих лампах в технических каталогах. Например, некоторые лампы при благоприятных условиях могут производить до 5,2 г озона в час, а некоторые ламп вообще не будут выделять озон.

Некоторые ультрафиолетовые лампы специально используются для генерации озона. У таких ламп стекло колбы изготовлено из кварца высокой чистоты, прозрачного для длин волн, производящих озон. Интенсивность образования озона можно повысить, добавив в воздушный поток чистый кислород. Другие лампы предназначены для предотвращения образования озона и считаются лампами, не производящими озон. Лампы последнего типа имеют колбы из стекла или кварца с добавками, блокирующими излучение с длиной волны ниже 200 нм. В установках обеззараживания в системах вентиляции уровень озона, который может производиться панелями из ультрафиолетовых ламп, сильно разбавляется объемом воздушного потока до такой степени, что приточный воздух содержит концентрации озона, которые невозможно обнаружить обычными методами. 


Дезинфекция воздуха в системах вентиляции и кондиционирования

Системы дезинфекции воздуха в системах вентиляции обычно состоят из одиночных ультрафиолетовых ламп, или модульных ламповых решеток, размещенных внутри воздуховодов или вентиляционных установок. В центральных кондиционерах устройства обеззараживания часто располагаются после смесительной камеры и воздушных фильтров, а также перед входом потока воздуха в теплообменник охладитель. Если предположить, что ультрафиолетовая система обеззараживания работает в соответствии с проектными спецификациями и поддерживается надлежащим образом, основными характеристиками, влияющими на степень дезинфекции воздушного потока, являются температура, относительная влажность, и скорость потока воздуха.

Повышенная относительная влажность снижает скорость разложения бактерий под воздействием ультрафиолета. Температура воздуха оказывает незначительное влияние на восприимчивость микробов к бактерицидному ультрафиолетовому излучению. Однако температура воздуха может повлиять на интенсивность излучения ламп. Когда ультрафиолетовая система дезинфекции работает со скоростями воздуха, превышающими расчетные значения, интенсивность излучения будет снижена из-за воздействия на лампу потока воздуха, создающего охлаждающий эффект.

Системы дезинфекции теплообменников охладителей вентиляционных установок считаются одними из наиболее эффективных способов ультрафиолетового излучения, в основном благодаря тому факту, что они позволяют экономить энергию. Ультрафиолет может очищать поверхности теплообменников от микробиологических загрязнителей в виде отложений грибковых спор и бактерий. При этом снижается сопротивление воздушному потоку, и, соответственно, потребление энергии, с одновременным уменьшением количества инфекций, передающихся в обслуживаемые помещения по загрязненным элементам вентиляционного оборудования и вентиляционных каналов.

облучение теплообменника охладителяНа рисунке слева показана типичная установка, предназначенная для облучения ультрафиолетом теплообменника охладителя при одновременном облучении воздушного потока. В некоторых случаях в кондиционерах ультрафиолетовые лампы размещают между фильтрами и теплообменниками для контроля роста микробов. Некоторые производители вентиляционного оборудования рекомендуют размещать лампу мощностью 15 Вт на расстоянии 1 м от поверхности теплообменника охладителя. В настоящее время для контроля роста микробов на поверхности теплообменника использование ультрафиолетового излучения пользуется большой популярностью благодаря тому факту, что такое решение продемонстрировало существенную экономию энергии, потребляемой системой кондиционирования. Поскольку появление биопленки на поверхности теплообменника охладителя уменьшает зазоры между пластинами оребрения, увеличивая потерю давления и снижая воздушный поток, соответственно, уменьшается коэффициент теплопередачи. Поэтому поддержание чистоты этих поверхностей необходимо для обеспечения проектных характеристик вентиляционного оборудования.

Освещенность на поверхности теплообменника должна составлять лишь часть средней освещенности, используемой при дезинфекции всего потока воздуха, поскольку воздействие ультрафиолетового излучения обычно является непрерывным или в течение продолжительных периодов времени (по 8 часов в день). Уровни освещенности в системах дезинфекции теплообменников охладителей варьируются от 0,5 Вт/м2 до 1000 Вт/м2. Вопрос о том, какой уровень освещенности является подходящим, в некоторой степени условен из-за того, что непрерывное воздействие на поверхность теплообменника практически любого уровня ультрафиолетового излучения в конечном итоге приведет к стерилизации поверхности.

В типичных системах дезинфекции вентиляционных установок ультрафиолетовые лампы расположены так, чтобы облучать либо переднюю, либо заднюю по потоку поверхность теплообменных аппаратов. В некоторых случаях ультрафиолетовые лампы устанавливают как на входе в теплообменник, так и на выходе из него потока воздуха. Зачастую невозможно установить лампы с обеих сторон теплообменника одновременно. Облучение теплообменника с обеих сторон может быть идеальным решением для удаления микробиологических отложений на его поверхности, но это не всегда возможно из-за недостатка места. Когда облучается только одна сторона теплообменника, стерилизация противоположной стороны занимает больше времени, но в конечном итоге она все равно становится чистой.

При облучении ультрафиолетом алюминиевых пластин оребрения возникает эффект самоускоряющейся очистки, поскольку, чем чище становятся алюминиевые пластины, тем выше становится их отражательная способность. В случае, если теплообменник имеет оребрение свыше 6 ребер на см, или оребрение повреждено, проникновение ультрафиолета внутрь теплообменника может быть ограничено, и тогда будет разумным увеличить интенсивность излучения со стороны входа воздушного потока, чтобы обеспечить достаточное облучение теплообменника со стороны выхода.

освещенность на поверхности теплообменника система дезинфекции

Средняя освещенность на поверхности теплообменника часто является основой конструкции системы дезинфекции. При этом минимальная освещенность поверхности теплообменника может потребовать более высокую мощность лампы, так как угловые или периферийные зоны теплообменника могут иметь гораздо более низкие уровни освещенности, чем его средняя часть. На основе математического моделирования лицевой поверхности теплообменника размером 120 на 124 см, над которым расположена ультрафиолетовая лампа мощностью 10 Вт на расстоянии 31 см от поверхности, средняя освещенность составляет 630 мкВт/см2. Минимальная освещенность составляет 150 мкВт/см2 и происходит в угловых зонах. Минимальную освещенность можно увеличить с помощью установки отражающих панелей на двух или более сторонах корпуса секции теплообменника установки кондиционирования.

Таким образом, системы обеззараживания теплообменников охладителей установок кондиционирования воздуха с помощью ультрафиолетового излучения UVC имеют следующие преимущества:

• Системы обеззараживания на базе излучения UVC обеспечивают глубокую очистку теплообменников наиболее экологически чистым и безопасным способом. Не стоит беспокоиться о повреждении элементов теплообменников, которое может происходить при химических или механических способах очистки.

• Удаляет до 99,9% спор плесени и убивает до 87% проходящих с воздухом в системе кондиционирования бактерий и вирусов, переносимых по воздуху.

• Поддерживает расчетные значения параметров и эффективность теплообменных аппаратов, что позволяет экономить средства для проведения механической очистки теплообменников и дренажных поддонов.

• Повышает производительность труда и помогает снизить количество респираторных и вирусных заболеваний персонала в помещениях, обслуживаемых системой кондиционирования.


Применение ультрафиолетового излучения в фанкойлах

ультрафиолетовые лампы в фанкойлах

В отличие от систем приточно-вытяжной вентиляции, позволяющих подавать в помещения до 100% свежего воздуха, фанкойлы практически всегда работают в режиме 100% рециркуляции воздуха в обслуживаемом помещении. Подобно различным типам вентиляционных системам с рециркуляцией воздуха, обслуживающих помещения с длительным нахождением в них людей, применение фанкойлов может привести к распространению заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, таких как, например COVID-19 (SARS-CoV-2) и другие, от инфицированного человека к другим людям.

Ультрафиолетовое бактерицидное облучение использовалось уже более 100 лет для дезинфекции воды, поверхностей и воздуха, но традиционно оно не использовалось в системах кондиционирования воздуха, особенно в фанкойлах. Это было обусловлено тем, что излучение ультрафиолета может «выходить» из отверстий подачи или забора воздуха фанкойла, потенциально нанося вред глазам и коже людей, находящихся в обслуживаемом помещении. 

Компания GENERAL VENT специально разработала конструкцию фанкойла, которая обеспечивает безопасное использование системы обеззараживания воздуха на базе излучения UVC. Встраиваемая в конструкцию фанкойла система ультрафиолетового излучения убивает или деактивирует микроорганизмы и разлагает большинство органических веществ, что устраняет плесень, грибки и слизи, которые вместе с их питательными веществами накапливаются на теплообменниках и в дренажных поддонах. Эта так называемая биопленка является сложной агрегацией микробов и их выделений в виде желеобразного вещества, обволакивающего поверхности теплообменника, которое содержит переносимые по воздуху возбудители различных заболеваний. Разрушение этой биопленки с помощью ультрафиолета позволяет удалить ее вместе с конденсатом через дренажный поддон.

Применение в конструкции фанкойлов ультрафиолетового излучения приносит очевидную пользу для здоровья людей, находящихся в обслуживаемом помещении, поскольку существенно снижает концентрацию вирусов и других инфекционных агентов, переносимых по воздуху.


Воздействие ультрафиолетового излучения на коронавирусы

Текущая глобальная пандемия коронавируса вызывает серьезную озабоченность из-за его высокой скорости передачи и быстрого распространения по всему миру. Зарегистрированный уровень смертности составляет 2-3%, и в настоящее время противовирусные препараты и вакцины пока находятся в стадии разработки и испытаний. Структурно этот вирус не уникален и похож на другие коронавирусы, например, на тяжелый острый респираторный синдром (SARS). С его распространением можно бороться с помощью существующих методов дезинфекции, как с помощью химических веществ, так и используя системы ультрафиолетового излучения. 


Общее описание болезни 

COVID-19 — это респираторное заболевание, вызванное вирусом SARS-CoV-2, которое распространилось по всему миру. SARS-CoV-2 - это новый вариант в семействе бета-коронавирусов, который передается при прямом контакте или контакте с фомитами, а также может находиться в подвешенном состоянии в воздухе, как и родственные ему бета-коронавирусы типа SARS, MERS, и другие известные коронавирусы человека. Считается, что в большинстве случаев инфекция передается воздушно-капельным путем при кашле и чихании, а также при прямом контакте или контакте с фомитами.

Механизмы передачи инфекции:

·       Прямой контакт с инфицированным человеком;

·       Непрямой контакт с загрязненной поверхностью (фомиты);

·       Аэрогенный (воздушно-капельный, в том числе через остатки в воздухе испарившихся капель, содержащих микроорганизмы размером ≤ 5 мкм);

·       Контактно-бытовой (отсутствие надлежащей гигиены и санитарии);

·       Трансмиссивный (передача через животных).


Подтверждение эффективности ультрафиолета

Ультрафиолетовое излучение может быть эффективным средством обеззараживания поверхностей, которые могут быть заражены вирусом SARS-CoV-2. Это происходит путем индукции фотодимеров в геномах микроорганизмов. В сотнях лабораторных исследований было продемонстрировано, что ультрафиолетовое излучение способно уничтожать вирусы, бактерии и грибки. Вирус SARS-CoV-2 еще не был специально протестирован на его чувствительность к ультрафиолету, но многие другие тесты с родственными коронавирусами, включая коронавирус SARS, показали, что они очень восприимчивы к ультрафиолетовой деактивации.

Установлено, что основываясь на его сходстве с вирусом SARS, вирус SARS-CoV-2 может выжить на поверхности до 9 дней. Стандартные дезинфицирующие средства эффективны против SARS-CoV-2, но в качестве дополнительного уровня защиты, профилактики и защиты от ошибок в процессе ручной дезинфекции можно использовать ультрафиолетовое излучение для дезинфекции поверхностей и оборудования после завершения процесса ручной химической обработки. Организация ASHRAE® рекомендует ультрафиолетовое бактерицидное облучение в качестве одной из стратегий борьбы с передачей инфекции COVID-19.

COVID-19 очень заразен, поэтому любое остаточное заражение, каким бы незначительным оно ни было, может представлять угрозу особенно для медицинских работников и пациентов. Излучение UVC, как было доказано, снижает поверхностное загрязнение на 96% и может устранять загрязнения, оставленные текущей ручной химической очисткой, которая снижает загрязнение только на 36%. Воздействие в течение 90 секунд излучения UVC продемонстрировала устранение 99,99% бактерий и грибков в лабораторных испытаниях. Аналогичного снижения можно ожидать и в отношении коронавируса COVID-19.

Что касается систем вентиляции и кондиционирования воздуха, то общество ASHRAE® опубликовало рекомендации, относящиеся к эксплуатации систем вентиляции и кондиционирования в условиях пандемии коронавируса COVID-19. Эти рекомендации, опубликованные 14 апреля 2020 г. в документах с изложением позиции ASHRAE® по борьбе с инфекционным аэрозолям, и которые опубликованы на веб-сайте, можно сгруппировать по четырем основным категориям: разбавление, вытяжка, поддержание и очистка.


Рекомендации ASHRAE по борьбе с COVID-19

Краткое изложение рекомендаций ASHRAE® по эксплуатации систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в общественных зданиях во время пандемии COVID-19.


РАЗБАВЛЕНИЕ: увеличение доли свежего воздуха в приточной вентиляции:
• Отключить режим включения вентиляции по датчику СО2;
• Увеличить минимальные значения объема подачи наружного воздуха;
• Применение приточно-вытяжных агрегатов со 100-процентной подачей наружного воздуха (без рециркуляции);
• Поддерживать работу систем вентиляции в течение более длительного периода времени, даже при меньшем расходе воздуха;
• Внедрение обязательного проветривания (продувки) наружным воздухом помещений здания до и после присутствия людей

ВЫТЯЖКА: поддерживать постоянную работу местных вытяжных устройств:
• Обеспечить непрерывную работу вытяжной системы туалетных комнат.

ПОДДЕРЖАНИЕ: Контроль уровня влажности в помещениях:
• Установить датчики влажности, обновить последовательность управления и добавить оборудование или компоненты для поддержания относительной влажности в помещении в диапазоне от 40 до 60 процентов;
• Отключить корректировку температуры нагнетаемого воздуха для многозонных систем VAV во влажную погоду;
• Убедиться, если это необходимо, что в системе воздушного отопления включен вторичный подогрев воздуха для регулирования влажности.

ОЧИСТКА: безопасно использовать подходящую технологию очистки воздуха:
• Обновить воздушные фильтры до класса EU7 (или выше, если возможно) и обеспечить эффективные воздушные уплотнения;
• Добавить переносные воздухоочистители с фильтрами HEPA или Е11;
Установить ультрафиолетовые лампы в воздуховодах, вентиляционном оборудовании или в верхней части комнаты.
• Дооснащение вентиляционного оборудования подходящим устройством очистки воздуха.

Применение ультрафиолетовых бактерицидных ламп в системах вентиляции и кондиционирования.
Сопутствующее оборудование

Вернуться

Наверх

Пришлите нам предложение конкурентов, и мы предложим лучше!

Загрузить файлы
* - поля обязательные для заполнения
Авторизация
Логин

Пароль

Материалы на данном сайте являются интеллектуальной собственностью правообладателя. Их полное или частичное копирование запрещено и преследуется по закону. Нажимая «ОК», вы подтверждаете готовность нести за это ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации.
OK
26297214