RU214092U1

RU214092U1 - Bactericidal irradiator for air disinfection

Info

Publication number: RU214092U1
Application number: RU2022120345U
Authority: RU
Inventors: Никита Александрович Ефимов
Original assignee: Никита Александрович Ефимов
Filing date: 2022-07-25
Publication date: 2022-10-11

Abstract

Полезная модель относится к средствам очистки воздуха от вредных примесей, преимущественно в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях. В бактерицидном облучателе для обеззараживания воздуха, согласно полезной модели, по периметру входного окна 2 для подачи воздуха в воздуховодной секции 3 системы вентиляции смонтированы источники УФ-излучения в виде светодиодных облучателей 1 с углом расхождения пучка излучения от 2 до 15°, с направлением УФ-излучения вдоль воздушного потока.The utility model relates to means for cleaning air from harmful impurities, mainly in ventilation and air conditioning systems in rooms. In a bactericidal irradiator for air disinfection, according to the utility model, along the perimeter of the inlet window 2 for supplying air in the air duct section 3 of the ventilation system, UV radiation sources are mounted in the form of LED irradiators 1 with a radiation beam divergence angle from 2 to 15 °, with the direction of UV radiation. radiation along the air stream.

Техническим результатом полезной модели является эффективное обеззараживание воздуха в длинном воздуховоде системы вентиляции и кондиционирования помещения. 2 ил.The technical result of the utility model is the effective disinfection of air in a long duct of a ventilation and air conditioning system. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к средствам очистки воздуха от вредных примесей, преимущественно в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях.The utility model relates to means for cleaning air from harmful impurities, mainly in ventilation and air conditioning systems in rooms.

Наибольшее распространение, благодаря высокоэффективному преобразованию электрической энергии в излучение, на сегодняшний день получили разрядные ртутные лампы низкого давления, у которых в процессе электрического разряда в аргонно-ртутной смеси более 60% излучения переходит в излучение с длиной волны 253,7 нм, т.е. находится в диапазоне длин волн с максимальным бактерицидным действием.The most widespread, due to the highly efficient conversion of electrical energy into radiation, today are low-pressure discharge mercury lamps, in which, during an electric discharge in an argon-mercury mixture, more than 60% of the radiation passes into radiation with a wavelength of 253.7 nm, i.e. . is in the wavelength range with the maximum bactericidal effect.

Недостатком традиционных облучателей является большие габариты устройств, не позволяющие их размещение в узком канале системы вентиляции и кондиционирования.The disadvantage of traditional irradiators is the large dimensions of the devices, which do not allow their placement in a narrow channel of the ventilation and air conditioning system.

Одной из проблем использования бактерицидных облучателей в системах вентиляции и кондиционирования воздуха является сложность их размещения в узких каналах системы.One of the problems of using bactericidal irradiators in ventilation and air conditioning systems is the difficulty of placing them in the narrow channels of the system.

Известно устройство для обеззараживания воздуха в помещении (RU 144349, кл. A61L 9/20, 2014 г), включающее камеру обеззараживания, с по меньшей мере, одним источником УФ излучения. Внутренняя поверхность камеры обеззараживания покрыта диффузно отражающим слоем. Перед входом в камеру обеззараживания воздух проходит через фильтр, такого класса фильтрования и с такой поверхностью, чтобы быть достаточной для поглощения пыли с размером частиц 3-10 мкм, коэффициентом отражения диффузно отражающего покрытия не менее 85% и отношением площади поверхности, не покрытой отражающим слоем к общей внутренней поверхности камеры не более 0,1. В качестве источника УФ излучения используется амальгамная лампа, мощность которой составляет 75 Вт в УФ излучении. В качестве диффузно отражающего слоя используется листовой фторопласт Ф4 с толщиной листа не менее 2 и не более 4 мм, и средняя интенсивность УФ излучения в камере обеззараживания составляет 80 мВт/см².A device for disinfecting indoor air is known (RU 144349, class A61L 9/20, 2014), including a disinfection chamber with at least one source of UV radiation. The inner surface of the disinfection chamber is covered with a diffusely reflective layer. Before entering the disinfection chamber, the air passes through a filter of a filtering class and with a surface that is sufficient to absorb dust with a particle size of 3-10 microns, a reflectance of a diffusely reflective coating of at least 85% and a ratio of the surface area not covered with a reflective layer to the total inner surface of the chamber is not more than 0.1. An amalgam lamp is used as a source of UV radiation, the power of which is 75 W in UV radiation. As a diffusely reflective layer, F4 fluoroplastic sheet with a sheet thickness of at least 2 and not more than 4 mm is used, and the average intensity of UV radiation in the disinfection chamber is 80 mW/cm ² .

Габариты данного устройства не позволяют его использования в узких каналах системы вентиляции и кондиционирования, из-за большой высоты, превышающей размеры воздуховода. Кроме того в длинном и узком канале воздействие УФ-излучения на воздух будет уменьшаться при удалении от источника излучения.The dimensions of this device do not allow its use in narrow ducts of the ventilation and air conditioning system, due to the high height exceeding the dimensions of the air duct. In addition, in a long and narrow channel, the effect of UV radiation on air will decrease with distance from the radiation source.

Эффективность обеззараживания воздушной среды определяется бактерицидной дозой - произведением плотности мощности УФ-излучения на время обработки. Время обработки определяется отношением длины камеры облучения к скорости движения воздуха в воздуховоде. Для традиционных источников УФ-излучения - бактерицидных ламп, длина камеры облучения ограничена длиной лампы, а это не обеспечивает достаточную обработку воздушного потока.The effectiveness of air disinfection is determined by the bactericidal dose - the product of the UV radiation power density and the treatment time. The processing time is determined by the ratio of the length of the irradiation chamber to the speed of air movement in the duct. For traditional sources of UV radiation - germicidal lamps, the length of the irradiation chamber is limited by the length of the lamp, and this does not provide sufficient processing of the air flow.

Проблемой, на которую направлена полезная модель, является разработка устройства для обеззараживания воздуха с возможностью его размещения в длинном воздуховоде системы вентиляции и кондиционирования, имеющем длинный прямой участок.The problem to which the utility model is directed is the development of an air disinfection device with the possibility of placing it in a long duct of a ventilation and air conditioning system having a long straight section.

Техническим результатом полезной модели является эффективное обеззараживание воздуха в длинном воздуховоде системы вентиляции и кондиционирования помещения.The technical result of the utility model is the effective disinfection of air in a long duct of a ventilation and air conditioning system.

Указанная проблема и заявленный технический результат достигаются за счет того, что в бактерицидном облучателе для обеззараживания воздуха, согласно полезной модели, по периметру входного окна для подачи воздуха в воздуховодной секции системы вентиляции смонтированы источники УФ-излучения в виде светодиодных облучателей с углом расхождения пучка излучения от 2 до 15°, с направлением УФ-излучения вдоль воздушного потока.This problem and the claimed technical result are achieved due to the fact that in the bactericidal irradiator for air disinfection, according to the utility model, along the perimeter of the inlet window for air supply in the air duct section of the ventilation system, UV radiation sources are mounted in the form of LED irradiators with an angle of divergence of the radiation beam from 2 to 15°, with the direction of UV radiation along the air flow.

Расположение светодиодных облучателей по периметру входного окна воздуховодной секции, с направлением УФ-излучения вдоль воздушного потока позволяет проводить монтаж светодиодных облучателей непосредственно на входе в канал воздуховодной секции, что значительно упрощает конструкцию облучателя, его эксплуатацию и техническое обслуживание.The location of the LED irradiators along the perimeter of the inlet window of the air duct section, with the direction of UV radiation along the air flow, allows the installation of LED irradiators directly at the inlet to the channel of the air duct section, which greatly simplifies the design of the irradiator, its operation and maintenance.

Использование в качестве источника УФ-излучения светодиодных облучателей с углом расхождения пучка УФ-излучения от 2 до 15° создает высоконаправленный пучок УФ-излучения для обеззараживания воздушного потока в длинном воздуховоде, длина которого превышает его высоту не менее чем в 5 раз. При этом, чем меньше расходимость пучка излучения, тем на большее расстояние распространиться УФ-излучение, которое продолжается до первого отражения от внутренних стенок воздуховодной секции, которые, как правило, выполнены из нержавеющей или оцинкованной стали. Сужение пучка излучения менее 2° нецелесообразно из-за того, что при этом значительно усложнится и подорожает оптическая конструкция светодиода, а превышение угла расхождения пучка более 15° не обеспечит необходимой длины пучка УФ-излучения.The use of LED irradiators with a UV beam divergence angle from 2 to 15° as a source of UV radiation creates a highly directed UV radiation beam for disinfecting the air flow in a long air duct, the length of which exceeds its height by at least 5 times. At the same time, the smaller the radiation beam divergence, the longer the UV radiation will propagate, which continues until the first reflection from the inner walls of the air duct section, which, as a rule, are made of stainless or galvanized steel. Narrowing the radiation beam to less than 2° is impractical due to the fact that this will significantly complicate and increase the cost of the optical design of the LED, and exceeding the beam divergence angle by more than 15° will not provide the required length of the UV radiation beam.

Предлагаемое решение позволяет увеличить длину области облучения, по сравнению с облучением амальгамными бактерицидными лампами от 5 до 30 раз. Как следствие, увеличивается и время обработки, и необходимая для эффективного обеззараживания бактерицидная доза.The proposed solution makes it possible to increase the length of the irradiation area, in comparison with irradiation with amalgam bactericidal lamps, from 5 to 30 times. As a result, both the processing time and the bactericidal dose necessary for effective disinfection increase.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена воздуховодная секция канала системы вентиляции и кондиционирования; на фиг. 2 - схематично представлен воздуховод бактерицидного облучателя с узконаправленным пучком УФ-излучения.The utility model is illustrated in the drawings, where in Fig. 1 shows the air duct section of the channel of the ventilation and air conditioning system; in fig. 2 is a schematic representation of the air duct of a bactericidal irradiator with a narrow beam of UV radiation.

Бактерицидный облучатель для обеззараживания воздуха включает светодиодные облучатели 1 с УФ-излучением расположенные по периметру входного окна 2 воздуховодной секции 3. Узконаправленный пучок 4 УФ-излучения с углом расхождения от 2 до 15° направлен вдоль воздушного потока 5.The bactericidal irradiator for air disinfection includes LED irradiators 1 with UV radiation located along the perimeter of the inlet window 2 of the air duct section 3. A narrowly directed beam 4 of UV radiation with a divergence angle of 2 to 15° is directed along the air flow 5.

Бактерицидный облучатель для обеззараживания воздуха работает следующим образом.Bactericidal irradiator for air disinfection works as follows.

Узконаправленный пучок 4 УФ-излучение от светодиодных облучателей 1 равномерно облучает воздушный поток по всему сечению воздуховодной секции 3. Работа бактерицидного облучателя приведена на примере закрытой бактерицидной установки в вытяжной вентиляционной системы туберкулезного диспансера производительностью 1200 м³/час.A narrow beam 4 UV radiation from LED irradiators 1 evenly irradiates the air flow over the entire cross section of the air duct section 3. The operation of the bactericidal irradiator is shown on the example of a closed bactericidal unit in the exhaust ventilation system of a tuberculosis dispensary with a capacity of 1200 m ³ /hour.

Светодиодные облучатели 1 направленного УФ-излучения единичной мощности 300 мВт монтируют по периметру входного окна 2 воздуховодной секции 3 длиной 12 м с поперечными размерами 600 мм × 300 мм, как показано на фиг. 1.LED irradiators 1 for directional UV radiation with a unit power of 300 mW are mounted along the perimeter of the entrance window 2 of the air duct section 3 12 m long with transverse dimensions of 600 mm × 300 mm, as shown in Fig. one.

Для обеззараживания воздуха от Mycobacterium Tuberculosis с бактерицидной эффективностью 95% необходима поверхностная бактерицидная доза H_s не менее 74 Дж/м². Поскольку скорость движения воздуха в воздуховоде составляет 2 м/сек, время нахождения в камере облучения - 6 секунд. Принимая во внимание, что площадь сечения воздуховода - 0,18 м², а суммарный бактерицидный поток источников бактерицидного излучения составляет 2,24 Вт, поверхностная плотность мощности УФ-излучения в камере должна быть не менее 12,4 Вт/м².For air disinfection from Mycobacterium Tuberculosis with a bactericidal efficiency of 95%, a surface bactericidal dose of H _s of at least 74 J/m ² is required. Since the speed of air movement in the duct is 2 m/s, the residence time in the irradiation chamber is 6 seconds. Taking into account that the cross-sectional area of the air duct is 0.18 ^m2 , and the total bactericidal flux of bactericidal radiation sources is 2.24 W, the surface power density of UV radiation in the chamber must be at least 12.4 W/ ^m2 .

Следовательно, для эффективного обеззараживания воздуха, необходимо 8 светодиодных облучателей 1.Therefore, for effective air disinfection, 8 LED irradiators 1 are needed.

Результатом такого решения является возможность обеспечить эффективное обеззараживание воздушной среды за время прохождения воздушного потока 5 через воздуховодную секцию 3 при использовании источников УФ-излучения суммарной мощностью 2,24 Вт, что в 20 раз меньше, чем при применении традиционных источников бактерицидного излучения за счет того, что мощность светодиодных бактерицидных облучателей в 5 и более раз меньше, чем разрядные ртутные амальгамные лампы низкого давления. Это, в свою очередь, позволяет реализовать компактные и энергоэффективные бактерицидные облучатели и использовать их в условиях ограниченного пространства.The result of this solution is the ability to provide effective disinfection of the air during the passage of the air flow 5 through the airway section 3 when using UV radiation sources with a total power of 2.24 W, which is 20 times less than when using traditional sources of bactericidal radiation due to the fact that that the power of LED bactericidal irradiators is 5 or more times less than that of low-pressure mercury amalgam lamps. This, in turn, makes it possible to implement compact and energy-efficient germicidal irradiators and use them in confined spaces.

В настоящее время бактерицидный облучатель для обеззараживания воздуха находится на стадии разработки опытно-промышленного образца.Currently, a bactericidal irradiator for air disinfection is at the stage of development of a pilot sample.

Claims

A bactericidal irradiator for air disinfection, characterized in that along the perimeter of the inlet window for supplying air to the air duct section of the ventilation system, UV radiation sources are mounted in the form of LED irradiators with a radiation beam divergence angle of 2 to 15°, with UV radiation directed along the air flow.