Бактерицидный облучатель для обеззараживания воздуха

Полезная модель относится к средствам очистки воздуха от вредных примесей, преимущественно в системах вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях.
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.
Недостатком традиционных облучателей является большие габариты устройств, не позволяющие их размещение в узком канале системы вентиляции и кондиционирования.
Одной из проблем использования бактерицидных облучателей в системах вентиляции и кондиционирования воздуха является сложность их размещения в узких каналах системы.
2
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/см.
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.
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.
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.
Техническим результатом полезной модели является эффективное обеззараживание воздуха в длинном воздуховоде системы вентиляции и кондиционирования помещения.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Бактерицидный облучатель для обеззараживания воздуха работает следующим образом.
3
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 м/час.
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.
s
2
2
2
Для обеззараживания воздуха от Mycobacterium Tuberculosis с бактерицидной эффективностью 95% необходима поверхностная бактерицидная доза H не менее 74 Дж/м. 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 м, 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/м.
Следовательно, для эффективного обеззараживания воздуха, необходимо 8 светодиодных облучателей 1.
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.
В настоящее время бактерицидный облучатель для обеззараживания воздуха находится на стадии разработки опытно-промышленного образца.