Бактерицидные облучатели для ультрафиолетового обеззараживания воздуха в помещениях



Скачать 78.49 Kb.
Дата24.07.2016
Размер78.49 Kb.
Semenov Anatoly Alykseevich, Poltava University
Economy and Trade, Associate Professor of non-food items

Kozhushko Gregory Mefodievich, Poltava University
Economy and Trade, Head Department of non-food items
Семенов Анатолий Алексеевич, Полтавский университет

экономики и торговли, доцент кафедры непродовольственных товаров

Кожушко Григорий Мефодиевич, Полтавский университет

экономики и торговли, зав. кафедры непродовольственных товаров
Bactericidal irradiators for ultraviolet disinfection of indoor air
Бактерицидные облучатели для ультрафиолетового обеззараживания

воздуха в помещениях
Применение ультрафиолетового (УФ) излучения в настоящее время становится все более актуальным, поскольку является одним из главных методов инактивации вирусов, бактерий и грибков в воде1, в воздушном пространстве и в доступных для облучения поверхностях2.

Воздушное пространство часто становится источником распространения возбудителей инфекционных заболеваний воздушно-капельным путем, поэтому одним из способов решения бактерицидной безопасности населения является внедрение УФ-облучателей для обеззараживания воздуха.

Метод ультрафиолетового обеззараживания является физическим безреагентным методом дезинфекции, который имеет ряд преимуществ перед химическими методами: отсутствие образования вредных веществ, отсутствие остаточного содержания реагентов, невозможностью непрерывного использования реагентов для обработки помещений и объектов в присутствии людей.

Целью данной работы является разработка устройств бактерицидного обеззараживания воздуха с помощью ультрафиолетового излучения.

В качестве источников ультрафиолетового бактерицидного излучения используются разрядные лампы, в которых в процессе электрического разряда генерируется излучение с достаточно высоким значением бактерицидной отдачи в диапазоне длин волн 205-315 нм. К таким лампам относятся ртутные лампы низкого и высокого давления, а также ксеноновые импульсные лампы.

Ртутные лампы низкого давления конструктивно и по электрическим параметрам практически ни чем не отличаются от обычных люминесцентных ламп, за исключением того, что их колба выполнена из специального кварцевого или увиолевого стекла с высоким коэффициентом пропускания ультрафиолетового излучения. Эти лампы выпускаются в широком диапазоне мощностей от 4 до 60 Вт. Имеют большой срок службы 5000-10000 часов и мгновенную способность к работе после их зажигания.

Лампы высокого давления выполнены из кварцевого стекла. Достоинство этих ламп состоит в том, что они имеют при небольших габаритах большую единичную мощность от 100 до 1000 Вт. Это позволяет уменьшить количество ламп в помещении. Недостаток в том, что они обладают относительно низкой бактерицидной отдачей и малым сроком службы 500-1000 часов, кроме того нормальный режим горения наступает через 5-10 мин после их зажигания.

В работе мы рассмотрим бактерицидные лампы низкого давления, основное достоинство которых состоит в том, что более 70% излучения приходится на линию с длиной волны 253,4 нм, лежащей в спектральной области максимального бактерицидного действия.

Для решения поставленной задачи нами предложено устройство закрытого типа (рециркулятор) для бактерицидного обеззараживания воздуха, которое отличается от аналогов конструктивными особенностями и техническими характеристиками3.

Рассмотрим известные технические устройства аналогичного назначения.

Устройство для обеззараживания воздуха имеет корпус (камеру) с входными и выходными окнами, в котором устанавливается вентилятор, источник ультрафиолетового излучения и экраны [патент РФ 2021821, кл. A 61 L 9/20, 1994]. При этом экраны препятствуют попаданию ультрафиолетового излучения в помещение, расположенные с обоих торцов источника ультрафиолетового излучения перпендикулярно вектору движения.

Недостатком данного технического решения является снижение производительности бактерицидной эффективности за счет размещенных поперечно воздушному потоку экранов, а также при этом не исключается возможность образования озона, поскольку в качестве источника ультрафиолетового излучения применяются бактерицидные разрядные ртутно-кварцевые лампы низкого давления.

Известно также устройства для обеззараживания воздуха [патент РФ 2153886, кл. А 61 L 9/20, 1999], содержащие корпус с входными и выходными окнами, в котором установлен вентилятор с источником ультрафиолетового излучения. Корпус оснащен экранами в виде лабиринтно расположенных перегородок, стенки корпуса с внутренней стороны имеют комбинированное покрытие из звукопоглощающего слоя и отражающего экрана из алюминиевой фольги. Источником ультрафиолетового излучения выступают одна или несколько продольно установленных «безоозоновых» ртутных ламп низкого давления с внутренним покрытием, которое поглощает озоновый спектр 150-185 нм.

Недостатком данного технического решения является снижение бактерицидной эффективности за счет размещенных поперечно воздушному потоку лабиринтных перегородок, а также неэффективности использования бактерицидного потока благодаря размещению источников ультрафиолетового излучения вдоль стенок камеры облучения.

Основной целью создаваемых новых технических решений является повышение эффективности обеззараживания воздуха и отсутствие образования озона для обеспечения благоприятных условий пребывания в помещениях. Однако достижение этой цели сопровождается, как правило, усложнением конструкции без получения эффективности обеззараживания.

Предлагаемое нами устройство бактерицидного обеззараживания воздуха содержит цилиндрический корпус с входным и выходным отверстиями, в котором установлен вентилятор. Образованная таким образом камера облучения дополнительно на входе и выходе комплектуется направляющими жалюзи, которые экранируют помещение от ультрафиолетовых лучей, при этом существенно не увеличивают сопротивление воздуха. В камере облучения осесимметрически размещается источник ультрафиолетового излучения - «беззозоновая» ртутная лампа низкого давления. Внутренние стенки камеры облучения и экраны покрыты пленкой с высоким коэффициентом отражения 0.95, например из альзакированого алюминия, что дает возможность увеличить коэффициент использования бактерицидного потока за счет многократных отражений.

Принцип действия предлагаемого устройства для бактерицидного обеззараживания воздуха заключается в следующем: воздух из помещения, через входное отверстие подается вентилятором в камеру облучения, где под действием ультрафиолетового излучения обеззараживается и через выходное отверстие поступает в помещение, обеспечивая при этом постоянную рециркуляцию.

В известных конструкциях установок производительность и размеры камеры рассчитываются по стандартным методикам4,5 с использованием экспериментально определенных объемных доз для инактивации различных видов микроорганизмов. Недостатком такого подхода является то, что объемная доза зависит от геометрии камеры и степени однородности потоков воздуха в процессе облучения. В данном случае слои воздуха, которые находятся ближе к источнику УФ-излучения будут получать «избыточную» дозу, а слои воздуха, находящиеся у стенок камеры - недополучат необходимой дозы (при достаточном среднем значении ). Для ликвидации данного недостатка предлагаются размеры камеры установки (диаметр и длина) выбирать из условий, при которых минимальная облученность для наименее облучающих участков камеры была бы достаточной для создания поверхностной дозы , необходимой для инактивации микроорганизмов. Другие участки будут получать «избыточное» облучения, что повышает надежность бактерицидного обеззараживания.

Расчет установки для обеззараживания сводится к определению такой зоны пространства для облучения, которая подвергается минимальной бактерицидной облученности .

Продуктивность установки определяется из выражения:



(1)

де - длина разрядного столба бактерицидной лампы; - облученность на цилиндрической поверхности радиусом (радиус облученной полости); - радиус источника излучения.

Доза УФ-облучения, которую получает воздух в процессе прохождения через устройство бактерицидного обеззараживания воздуха определяется следующей формулой:

, (2)

где - время пребывания воздуха в камере.

Энергетическая освещенность внешней поверхности лампы определялась экспериментально с помощью УФ радиометра «Тензор-31» по методике6.

Предложенное устройство бактерицидного обеззараживания воздуха, отличается тем, что наименьшая облученность внутренней поверхности камеры рассчитывается из условий обеспечения необходимой поверхностной дозы при заданном объеме прохождения воздуха через камеру . При таких условиях, даже в случае ламинарного течения (когда слои воздуха не перемешиваются), отдаленные от лампы слои воздуха в камере будут получать необходимую для инактивации дозу облучения.



На основе предложенного технического решения научно-исследовательским центром Полтавского университета экономики и торговли (Украина, г.Полтава) разработана технология, которая успешно используется предприятиями Украины. Пропускная способность таких устройств бактерицидного обеззараживания воздуха обеспечивается конструктивными особенностями при проектировании, учитывая концентрацию и вид вредных микроорганизмов, желаемую степень обеззараживания и определяется теоретически опытным путем по результатам микробиологического анализа.
Список литературы:

  1. Мейер А., Зейтц Э. Ультрафиолетовое излучение. Получение, измерение и применение в медицине, биологии и технике. Пер. с нем. М.: Издательство “Иностр. лит.”,1952, 574 с.

  2. Бутилированая вода: типы, состав, нормативы /под ред. Д.Сениор, Н.Деге; пер. с анг. Е.Боровиковой, Т.Зверевич. - СПб: Профессия, 2006 - 424 с.

  3. Матвеев А.Б., Лебедкова С.М., Петров В.И. Электрические облучательные установки фотобиологического действия. Под ред. д.т.н. С.П. Решенова - М.: МЭИ. 1989.

  4. Сарычев Г.С. К расчету бактерицидных установок // Светотехника, 2005. №1.- с.62-63.

  5. Вассерман А.Л. Ультрафиолетовые бактерицидные установки для обеззараживания воздушной среды помещений. - М.: Изд-во дом света, 1999, выпуск 8 (20).

  6. Источники ультрафиолетового излучения: методика проведения измерений параметров ультрафиолетового излучения. МВУ 11-038-2007 / ННЦ «Институт метрологии» - Харьков, 2007. – 33 с.

Semenov A., Kozhushko G.

Bactericidal irradiators for ultraviolet disinfection of indoor air

European Applied Sciences. – Stuttgart, Germany, 2013. – 1(13) – pp. 226-228. – ISSN 2195-2183.

2013

1(13)

pp. 226-228.




1 Бутилированая вода: типы, состав, нормативы. Под ред. Д. Сениор, Н. Деге; пер. с анг. Е. Боровиковой, Т.Зверевич. - СПб: Профессия, 2006 - 424 с.

2 Мейер А., Зейтц Э. Ультрафиолетовое излучение. Получение, измерение и применение в медицине, биологии и технике. Пер. с нем. М.: Издательство “Иностр. лит.”,1952, 574 с.

3 Матвеев А.Б., Лебедкова С.М., Петров В.И. Электрические облучательные установки фотобиологического действия. Под ред. д.т.н. С.П. Решенова - М.: МЭИ. 1989.


4 Сарычев Г.С. К расчету бактерицидных установок // Светотехника, 2005. №1.- с.62-63.

5 Вассерман А.Л. Ультрафиолетовые бактерицидные установки для обеззараживания воздушной среды помещений. - М.: Изд-во дом света, 1999, выпуск 8 (20).

6 Источники ультрафиолетового излучения: методика проведения измерений параметров ультрафиолетового излучения. МВУ 11-038-2007 / ННЦ «Институт метрологии» - Харьков, 2007. – 33 с.


Каталог: bitstream -> 123456789
123456789 -> С. Я. Гончарова-Грабовская
123456789 -> 1. общие положения цель практических занятий
123456789 -> 40 – летию кафедры тэлаиад мгту га посвящается
123456789 -> Лекция Общее устройство авиамоделей. Материалы для авиамоделирования
123456789 -> Пособие по изучению дисциплины Москва 2007 Рецензент: канд истор. Наук В. И. Хорин. Пименов В. И
123456789 -> Методические указания по проведению практических занятий на тему: "Особенности конструкции и технической эксплуатации планера самолета"
123456789 -> Задачах: а определение терминов «концепт» и«концепто-сфера»
123456789 -> Восстановление твердых тканей зубов вкладками и штифтовыми конструкциями
123456789 -> Фольклорное наследие александра потебни
123456789 -> Сердечно-сосудистые заболевания и сахарный диабет


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница