УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОЗДУХА

Предлагаемое устройство относится к техническим средствам обеззараживания воздуха и может быть использовано на транспорте для очистки салонного воздуха транспортного средства от вредных газов и микроорганизмов, а также его дезинфекции для снижения риска распространения инфекционных вирусных заболеваний в период эпидемий и пандемий.
Возрастающие стандарты безопасности перевозки пассажиров на общественном транспорте ставят жесткие требования не только к техническому состоянию самих средств перевозки, но и к уровню обслуживания пассажиров, созданию комфортной и экологически безопасной среды, важнейшей частью которой является состояние микроклимата внутри салона транспортного средства. Особенно актуально это становится в периоды эпидемий и пандемий, когда проводятся специальные мероприятия по дезинфекции транспортных средств как снаружи, так и внутри салона с целью повышения качества (безопасности) салонного воздуха, которое определяется как снижением в нем количества различных вредных веществ (по ГОСТ 33554-2015), так и снижением в нем содержания возбудителей различных инфекционных и вирусных заболеваний.
Одним из способов поддержания высокого качества воздуха в салоне городского транспортного средства является искусственное озонирование воздуха, которое является одним из наиболее экологически чистых и эффективных методов очистки, гарантирующим высокие потребительские стандарты качества воздуха [1]. Озон является весьма активным химическим веществом, которое даже в малых дозах при нормальных условиях эффективно взаимодействует со многими микробами, бактериями, с различными ядовитыми и неприятнопахнущими химическими соединениями. Для генерации озона необходимы только воздух и электроэнергия, а после проведения озонирования не требуется последующая помывка салона транспортного средства [2]. Эти особенности определяют перспективность данной технологии.
Важно отметить, что озон не является абсолютно безопасным веществом и считается ядовитым газом, а практически все существующие озонаторы производят озон в концентрациях, во много раз превышающих нормы ПДК [3, 4]. Для устранения этого недостатка используются, как правило, различные способы контроля концентрации озона в салоне транспортного средства.
Известно устройство для санитарно-гигиенической обработки воздуха (патент на полезную модель RU 94669, опубл. 27.05.2010), содержащее расположенные в канале для потока обрабатываемого воздуха ионизатор, противопыльный фильтр, каталитический фильтр с электропроводящими боковыми обкладками, отличающееся тем, что в канале для обрабатываемого воздуха установлен плазматрон, выполненный в виде СВЧ-резонатора, снабженного системой острых металлических электродов, выполненных из тугоплавкого материала, и установленных в области максимума электрического поля вдоль линии напряженности поля.
Недостаток этого устройства заключается в том, что использование его возможно лишь в канале поточного воздуха из-за отсутствия в его конструкции вентилятора для организации потока воздуха сквозь это устройство, а также отсутствие контроля качества очистки воздуха.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является устройство для дезинфекции воздуха и салона общественного транспорта (патент на полезную модель RU 201408, опубл. 14.12.2020) (прототип), содержащее корпус внутри которого расположены элементы дезинфекции воздуха, отличающееся тем, что камера корпуса разделена перегородкой, составляющей 2/3 длины камеры, на два отсека, в одном отсеке камеры закреплен озоногенератор и установлен вытяжной вентилятор с обратным клапаном, в другом отсеке камеры установлено устройство для очистки озона и озоногенератор, между которыми установлен вентилятор, при этом озоногенераторы установлены перед соответствующими вытяжными решетками, а на внешней стороне корпуса расположен контроллер для автоматического управления устройством.
Недостаток этого устройства заключается в том, что в его конструкции не предусмотрены элементы автономной фиксации устройства, а также отсутствует контроль качества очистки воздуха внутри салона, что не позволяет использовать данное устройство внутри салона общественного транспорта.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение арсенала устройств обеззараживания и очистки салонного воздуха общественного транспорта от вредных веществ и возбудителей различных инфекционных и вирусных заболеваний.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении безопасности салонного воздуха в общественном транспорте.
Технический результат достигается тем, что устройство для обеззараживания воздуха выполнено в жестком металлическом корпусе прямоугольного сечения (1), внутри которого размещены противопыльный фильтр (2), вентилятор (3), создающий поток воздуха в устройстве, генератор озона (4), электростатический осадитель (5), блок питания (6), блок управления (7), датчик концентрации озона (10), соединенный с блоком управления 7, причем в корпус оборудован креплением для фиксации устройства в салоне общественного транспорта (11), а в верхнюю часть корпуса заподлицо внешней поверхности его грани встроены ударопрочный светодиод красного цвета (9), соединенный с блоком управления 7, а также ударопрочный светодиод зеленого цвета (8), соединенный с блоком питания 6.
Функционирование устройства поясняется фигурой, на которой схематично представлено заявляемое устройство для обеззараживания воздуха. Устройство состоит из жесткого металлического корпуса прямоугольного сечения, куда помещены механический противопыльный фильтр группы грубой очистки класса не ниже G4 (по ГОСТ ЕН 779-2014) 2 (ПФ), очищающий от пыли, дыма и твердых аэрозолей воздух салона, электрический вентилятор 3, создающий поток воздуха внутри корпуса 1 для повышения производительности устройства, генератор озона 4 (ГО), представляющий собой разрядную камеру, производящую озон путем воздействия на воздух поверхностным разрядом высокой частоты и высокого напряжения, выполненный по схеме указанной в [5], электростатический осадитель 5 (ЭО), обеспечивающий фильтрацию воздуха [6] от ионизированных продуктов распада молекул вредных газов и микроорганизмов, а также нейтрализацию оставшегося озона, эффективность фильтрации которого соответствует фильтрам класса не ниже Е12 (по ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010). Вентилятор 3, генератор озона 4 и электростатический осадитель 5 подключены посредством проводной связи к блоку питания 6 (БП), размещенное внутри корпуса 1, которое при помощи проводов питания подключается к бортовой электрической сети транспортного средства. Направление движения воздуха показано стрелками. В корпусе также размещен блок управления 7 (БУ), соединенное посредством проводной связи с блоком питания 6 и датчиком концентрации озона 10 (ДО), установленного внутри корпуса 1 перед пылевым фильтром 2 и замеряющим концентрацию озона в воздухе внутри салона транспортного средства перед его очисткой. В случае, когда концентрация озона в салоне оказывается на пределе допустимой, ДО 10 автоматически передает сигнал на БУ 7, который отключает БП 6. Горящий ударопрочный светодиод зеленого цвета 8 (ЗС), соединенный с блоком питания 6, сигнализирует о подаче питания на устройство, а горящий ударопрочный светодиод красного цвета 9 (КС), соединенный с блоком управления 7, сигнализирует о превышении уровня озона в воздухе салона транспортного средства.
Конструктивно устройство для обеззараживания воздуха имеет единую конструкцию и собрано в отдельном жестком металлическом корпусе, способном экранировать воздействие работающего генератора озона на электронное оборудование транспортного средства, конструкции которого оборудованы креплением для фиксации устройства в салоне общественного транспорта. В верхнюю часть корпуса заподлицо внешней поверхности его грани встроены ударопрочные светодиоды красного цвета и зеленого цвета, позволяющий осуществлять визуальный контроль работы устройства водителем транспортного средства.
Для обеспечения функционирования устройства вместе с ним поставляют комплект проводов питания, обеспечивающих подключение устройства к бортовой электрической сети транспортного средства.
Функционирование устройства для обеззараживания воздуха заключается в следующем.
1) Устройство размещается в салоне транспортного средства при помощи креплений для фиксации 11.
2) С помощью проводов питания устройство подключается к бортовой электрической сети транспортного средства.
3) При подаче питания на БП 6, загорается ударопрочный ЗС 8, напряжение питания передается на вентилятор 3, который за счет вращательного движения лопастей создает поток воздуха внутри корпуса 1 устройства.
4) Созданный вентилятором 3 поток салонного воздуха очищается от пыли, дыма и твердых аэрозолей при помощи ПФ 2, группы грубой очистки класса не ниже G4 (по ГОСТ ЕН 779-2014).
5) Далее поток салонного воздуха после очистки от пыли, дыма и твердых аэрозолей, пройдя через лопасти вентилятора, попадает в разрядную камеру ГО 3, в которой происходит его дезинфекция путем взаимодействия озона с присутствующими в нем микробами и болезнетворными бактериями. Питание ГО 3 осуществляется от БП 6.
6) Далее поток салонного воздуха проходит через ЭО 5, в котором происходит его окончательная фильтрация от ионизированных продуктов распада молекул вредных газов и микроорганизмов, а также нейтрализация оставшегося озона после разрядной камеры ГО 3. Питание ЭО 3 осуществляется от БП 6.
7) Если концентрация озона в салоне транспортного средства достигнет уровня 0,09 мг/м³ (предельно допустимая концентрация (ПДК) в помещениях в РФ 0,1 мг/м³ [3]), то срабатывает ДО 10 и автоматически передает сигнал на БУ 7, которое отключает БП 6, и загорается КС 9, сигнализирующий о превышении уровня озона в воздухе салона транспортного средства. Вентилятор 3, ГО 4 и ЭО 5 перестают работать, ЗС 8 гаснет, поток воздуха внутри корпуса 1 прекращается.
Таким образом, за счет наличия в составе устройства для обеззараживания воздуха в салоне транспортного средства вентилятора 3, который создает поток воздуха внутри корпуса 1, а также наличия в составе устройства ДО 10, позволяющего определять концентрацию озона в воздухе салона транспортного средства и при превышении ее выше уровня ПДК автоматически передавать сигнал на БУ 7, которое отключает БП 6, - обеспечивается повышение безопасности салонного воздуха в общественном транспорте.
Разработанное устройство позволяет производить не только дезинфекцию салонного воздуха городского общественного транспорта, но и его дезодорацию. Конструктивное выполнение устройства может обеспечить его автономное использование в сочетании с высокой производительностью.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мураков А.П., Гребенчиков Е.Н. Озонирование воздуха с химическими и бактериальными загрязнениями / А.П. Мураков, Е.Н. Гребенчиков // Экология и промышленность России. - 2003. - №6.
2. Василяк Л.М. Физические методы дезинфекции (обзор) / Л.М. Василяк // Успехи прикладной физики. - 2018. - том 6, №1.
3. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. - М.: Изд-во МГУ, 1998.
4. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - М.: Интеграл-Пресс, 2003.
5. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. - М.: Изд-во МГУ, 1989.
6. Верещагин И.П., Высоковольтные электротехнологии: учебное пособие / И.П. Верещагин. - М.: МЭИ, 1999.