Установка обеззараживания поверхности труднодоступных участков вертикальных вентиляционных шахт систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Полезная модель относится к средствам для бесконтактного дистанционного обеззараживания внутренней поверхности вертикальных участков воздуховодов систем вентиляции и кондиционирования воздуха зданий и сооружений от бактериологических загрязнений.
Современные многоэтажные административно-общественные здания, промышленные сооружения и другие места массового скопления людей представляют собой зоны повышенной аэробиологической опасности и являются потенциально опасными для распространения инфекций, передающихся воздушно-капельным путем. Наиболее эффективными способами предупреждения возникновения и распространения инфекционных заболеваний, передающихся воздушно-капельным (аэрозольным) путем, является наравне с обеззараживанием воздуха, подаваемого в помещения на основе современных ультрафиолетовых технологий, также своевременная очистка и дезинфекция систем вентиляции и кондиционирования.
Очистку компонентов систем вентиляции воздуха, в том числе воздуховодов, обычно выполняют механическим способом с последующим нанесением дезинфицирующих средств, при этом в инструкциях по применению указанных средств обязательно должно быть разрешение на их использование для дезинфекции систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Дезинфицирующие средства не должны содержать хлор, должны иметь низкий уровень рН, не должны обладать коррозийными свойствами, а также выраженным специфическим запахом. После очистки и дезинфекции перед пуском систем вентиляции, кондиционирования воздуха и воздуховодов в эксплуатацию поверхности воздуховодов и оборудования должны быть сухими (см. Методические рекомендации по организации контроля за очисткой и дезинфекцией систем вентиляции и кондиционирования воздуха, утв. Приказом Центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора г. Москвы 12.08.2004 г. №07(Д).
При дезинфекции с применением дезинфектантов методами протирания, орошения и «холодного тумана» невозможно добиться полного обеззараживания труднодоступных участков, в результате чего, на внутренних поверхностях воздуховодов остаются микроорганизмы, что приводит к необходимости сокращения периодов между обработками. Учитывая то, что микроорганизмы довольно быстро вырабатывают устойчивость к дезинфектантам, частые обработки воздуховодов приведут к появлению сверхустойчивых штаммов и к необходимости разработки все более и более сильных дезинфектанов. Это влечет за собой большие материальные затраты.
Из уровня техники известны и другие технические решения, в которых для обеззараживания внутренних поверхностей воздуховодов используют жидкие дезинфицирующие средства.
Известно устройство для очистки и дезинфекции по CN 203648941 (U), 2014 г., предназначенное для использования в воздушном канале воздуховода. Устройство состоит из дезинфицирующего устройства и транспортного средства, на верхней части корпуса которого расположен дезинфектор дезинфицирующего устройства, соединенный шлангом с контейнером для дезинфицирующей жидкости. Подающая трубка дезинфектора выходит из его задней части и подсоединена к распылительному соплу. Камера установлена на переднем конце корпуса транспортного средства. Узел передней очищающей щетки расположен на переднем конце корпуса транспортного средства, узел верхней очищающей щетки расположен в передней части на верхней стороне корпуса транспортного средства, а узел очищающей боковой щетки расположен в средней части верхней стороны корпуса транспортного средства. Когда все очищающие щетки функционируют и чистят внутренние стенки воздуховода, чтобы добиться эффекта очистки и дезинфекции, дезинфектор перекачивает дезинфицирующую жидкость в распылительное сопло, которое распыляет дезинфицирующую жидкость на внутренние стенки воздуховода.
Аналогичным образом работает другое устройство - полезная модель по CN 204035140 (U), 2014 г. В этом техническом решении устройство для разбрызгивания также расположено в задней части корпуса транспортного средства и используется для опрыскивания стенок воздуховода дезинфицирующим средством. Кроме того, данное техническое решение содержит универсальный управляемый робот для чистки центрального контура кондиционера, включающий в себя транспортное средство, ультразвуковые датчики, устройство мониторинга, устройство для очистки, устройство для перемещения транспортного средства, устройство для разбрызгивания, направляющие устройства и пылесборник. Ультразвуковые датчики установлены на переднем конце и на заднем конце корпуса транспортного средства и используются для распознавания препятствий. Устройство мониторинга расположено в передней части корпуса транспортного средства. Устройство очистки трубопровода расположено в задней части. Вспомогательное устройство для перемещения устанавливается над корпусом транспортного средства и используется как дополнительная опора корпуса транспортного средства при перемещении по трубопроводу сложной формы. Направляющие устройства симметрично расположены по обе стороны корпуса транспортного средства и предназначены для взаимодействия с корпусом транспортного средства при его направленном перемещении.
Известна система очистки центрального кондиционера по CN 104819522 А, 2015 г., которая включает в себя рельсовую направляющую, скользящий модуль, модуль очистки, контрольно-измерительный модуль, модуль технического обслуживания, модуль стерилизации, систему обработки информации и энергосистему. Данное устройство выбрано в качестве наиболее близкого аналога полезной модели. Рельсовая направляющая для модулей установлена внутри трубопровода кондиционера, при этом на рельсовой направляющей через равные интервалы установлены система обнаружения бактерий и бактерицидные лампы. Система по передаче информации и система электропитания проложены внутри рельсовой направляющей. Согласно требованиям обслуживания по очистке, скользящие модули могут заменяться другими модулями, выполняющими различные рабочие задания. На модуле очистки установлена камера текущей видеозаписи и регулируемый выдвигаемый мобильный блок очистки. На контрольно-измерительном модуле установлен механический рычаг взятия проб, который собирает пробы с проблемных зон, которые были зафиксированы в текущих видеозаписях. В модуле технического обслуживания установлен механический рукав для текущего ремонта. В модуле стерилизации есть запасной дезинфицирующий раствор. На рельсовой направляющей установлены ультрафиолетовые светодиоды, которые обладают дезинфицирующими свойствами, они также могут использоваться для повседневной низкоинтенсивной дезинфекции.
Аналогичное устройство описано в CN 205191785U, 2016 г.
Стационарные ультрафиолетовые светодиоды малой мощности, имеющиеся в наиболее близком аналоге, не могут обеспечить требуемого уровня обеззараживания внутренней поверхности воздуховода системы вентиляции или кондиционирования, в связи с чем требуется использование дезинфицирующих растворов. К недостаткам всех описанных выше известных устройств относится то, что использование дезинфицирующих средств для обеззараживания внутренних поверхностей воздуховодов создает сложности при эксплуатации, накладывает при этом ряд ограничений на используемые дезинфицирующие средства (не должны содержать хлор, обладать коррозийными свойствами и выраженным специфическим запахом) и, кроме того, после нанесения дезинфицирующих средств требуется высушивание поверхностей воздуховодов перед запуском системы вентиляции или кондиционирования воздуха. Известно, что доза УФ-излучения, необходимая для обеззараживания внутренней поверхности воздуховода, весьма значительна в связи с тем, что наличие белковой оболочки (образуется при росте колонии микроорганизмов на поверхности) требует дозы УФ-излучения, более чем в 10 раз превышающей величины, определенные в экспериментах на чистых культурах. Увеличение мощности стационарных облучателей, используемых в аналогах CN 104819522 и CN 205191785, не оправданно - существенно возрастает стоимость системы обеззараживания, при этом установка таких облучателей возможна только при монтаже воздуховода, а замена на более мощные требует демонтажа существующих систем.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является устранение недостатков аналогов, расширение эксплуатационных свойств установки обеззараживания внутренних поверхностей - стенок воздуховода системы вентиляции и кондиционирования воздуха за счет создания автономной установки с обеспечением возможности многократного ее использования в воздуховодах разных зданий и сооружений (позволяет исключить предварительный монтаж стационарных УФ-облучателей в воздуховоде) при одновременном упрощении конструкции установки вследствие исключения элементов, обеспечивающих хранение дезинфицирующих растворов, их подачу и разбрызгивание.
Ультрафиолетовое излучение, как известно, обладает широким диапазоном действия на микроорганизмы, включая бактерии, вирусы, споры и грибы, связанного с необратимым повреждением ДНК микроорганизмов и приводящим к их гибели. Известно, что при средних уровнях плотности УФ-излучения поглощение УФ-излучения внешними мембранами протеиновых клеток микроорганизмов приводит к разрушению этих мембран и далее к смерти клетки, возникающей из-за вытекания протоплазмы. Спектральный состав ультрафиолетового излучения, вызывающий бактерицидное действие, лежит в интервале длин волн 200 - 315 нм.
Существенными отличительными признаками заявленной полезной модели являются: замена колесной платформы на гибкий держатель с установленным на конце гибкого держателя средством для обеззараживания внутренней поверхности воздуховода системы вентиляции или кондиционирования воздуха, а именно, источником бактерицидного ультрафиолетового излучения в виде ультрафиолетовой лампы (далее - УФ лампа), защищенной от механических воздействий проволочным каркасом. Источник бактерицидного ультрафиолетового излучения (облучатель) - УФ лампа, закрепленная на гибком держателе, имеет возможность широкой регулировки скорости для обеспечения требуемого режима дезинфекции, при этом скорость и режим перемещения может задаваться приводом, управляемым от пульта управления, или скорость и режим перемещения может регулироваться вручную. В качестве привода вращения может использоваться, в частности, электромотор 7RDGE-10G с редуктором 7GBK60BMH.
Проволочный каркас, в который заключена УФ лампа, необходим для обеспечения сохранности УФ лампы в процессе эксплуатации и при транспортировке, причем каркас выполнен по форме, соответствующей внешнему обводу УФ лампы, таким образом, чтобы обеспечивалась компактность установки, и чтобы при движении каркас не задевал за острые углы и кромки воздуховода, а УФ лампа не касалась стенок воздуховода. Гибкий держатель должен обладать достаточной жесткостью, чтобы удерживать УФ лампу при вертикальном положении гибкого держателя. В частности, гибкий держатель может представлять собой гибкую трубку, выполненную в виде пружины (по типу оболочки боуден-троса), или иметь другую конструкцию, обладающую требуемой жесткостью при сохранении гибкости.
2
2
Техническим результатом, получаемым при использовании заявленной полезной модели, является эффективное обеззараживание внутренних поверхностей вентиляционных каналов, расположенных преимущественно вертикально, при одновременном упрощении установки, кроме того, этими же существенными признаками обеспечивается возможность использования одной установки для обеззараживания многих воздуховодов систем вентиляции воздуха, находящихся в разных зданиях и отличающихся друг от друга по размерам. Ультрафиолетовая энергетическая освещенность (облученность), т.е. интенсивность излучения (облучения) в ультрафиолетовой области спектра представляют собой поверхностную плотность потока энергии, падающую на единицу облучаемой площади (измеряется в Вт/м, мВт/см). Для воздуховодов, отличающихся друг от друга по размерам, предложенная полезная модель позволяет установить режим перемещения посредством гибкого держателя таким образом, чтобы обеспечить эффективное обеззараживание за счет создания требуемой интенсивности излучения (облучения) УФ лампой, при этом облучатель на гибком держателе может перемещаться как непрерывно, так и в дискретном режиме, что определяется командами, подаваемым с пульта управления на привод установки, находящийся за пределами воздуховода.
Конструкция установки обеззараживания внутренней поверхности вертикальной вентиляционной шахты воздуховода ультрафиолетовым излучением упрощена по сравнению с наиболее близким аналогом за счет исключения элементов, связанных с использованием (подачей) дезинфицирующих растворов. Эффективность обеззараживания достигнута заменой жидких дезинфицирующих средств на УФ лампу в проволочном каркасе, что позволяет с высокой эффективностью уничтожать микроорганизмы, находящиеся на стенках воздуховода, при этом существенным для получения указанного результата (одновременно - упрощение и высокая эффективность обеззараживания) является закрепление УФ лампы на конце гибкого держателя, скорость перемещения которой задается приводом установки, управляемым с пульта управления.
Включение и выключение УФ лампы также производится посредством пульта управления. При использовании УФ лампы большой мощности можно осуществлять обеззараживание стенок воздуховода за относительно короткие промежутки времени. Заявленная установка обеззараживания внутренней поверхности воздуховода является автономной, не связанной с конструкцией системы вентиляции, в связи с чем она, как переносная установка, может использоваться для обеззараживания воздуховодов систем вентиляции, находящихся в разных местах и имеющих разную форму и некоторые отличия в размерах.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 схематически изображен общий вид заявленной установки.
На фиг. 2 -установка, главный вид.
На фиг. 3 - установка, вид сбоку.
На фиг. 4 - установка, вид сверху.
Установка обеззараживания внутренней поверхности вертикальной вентиляционной шахты воздуховода ультрафиолетовым излучением содержит катушку 1 с гибким держателем, на конце гибкого держателя закреплен источник бактерицидного ультрафиолетового излучения для обеззараживания внутренней поверхности воздуховода (облучатель) - U-образная УФ лампа 2, заключенная в проволочный каркас 3. Привод 7 катушки 1 и УФ лампа 2 связаны с источником электропитания и пультом управления 4 проводной связью 5. Скорость вращения катушки 1, определяемая приводом 7, который связан с катушкой 1, задается также с пульта управления 4. Скорость вращения катушки 1 при отсутствии привода 7 (или при отключении электроэнергии) может также задаваться вручную.
Работа установки обеззараживания внутренней поверхности вертикальной вентиляционной шахты воздуховода ультрафиолетовым излучением осуществляется следующим образом.
УФ мощность УФ лампы в пределах от 30 до 100 Вт (на длине волны излучения 253,7 нм) в зависимости от формы и размеров воздуховодов с учетом того, что диаметры воздуховодов круглого сечения, как правило, лежат в пределах от 100 мм до 2500 мм, а размер стенки воздуховодов прямоугольного сечения - от 100 мм до 2000 мм. В качестве источника УФ излучения применяется компактная амальгамная бактерицидная лампа низкого давления, с радиусом изгиба колбы лампы 100 мм либо прямая. При этом диаметр колбы может составлять, как правило, либо 19 мм, либо 28 мм. Колба лампы может иметь как один, так и несколько изгибов. Поджиг лампы производится от электронного блока управления с предварительным подкалом электродов для снижения негативного влияния на ресурс работы лампы частых включений и выключений. Ввиду отсутствия эффективного охлаждения, в лампе применяется тугоплавкая амальгама, позволяющая поддерживать парциальное давления паров ртути внутри колбы лампы на оптимальном уровне.
2
Для обеззараживания воздуховода оператор определяет размер вертикального участка воздуховода, вид микроорганизма. Исходя из полученных данных, оператор выбирает тип и мощность УФ лампы (в зависимости от сечения подбирается лампа либо плоская мощностью в УФ от 30 до 50 Вт, либо объемная мощностью в УФ до 100 Вт). Далее, исходя из мощности УФ лампы, подбирается режим обработки. Применение гибкого держателя с УФ лампой мощностью в УФ от 30 до 100 Вт возможно при поперечном размере воздуховода от 100 до 2500 мм. После подбора необходимых параметров установка обеззараживания через инспекционный люк помещается в воздуховод и на пульте управления задается режим обеззараживания: либо это нахождение в покое (скорость равна нулю), либо движение с постоянной скоростью до 1,5 м/с, либо дискретные перемещения по 20 см с остановкой на время от 5 до 360 секунд. При этом на поверхности воздуховода будет обеспечиваться доза от 66 до 3300 Дж/м, в зависимости от вида микроорганизма, по которому необходимо провести дезинфекцию вентиляционного канала.
Внутреннюю поверхность воздуховода предварительно механически очищают от загрязнений, после чего облучатель - УФ лампу 2 запускают в вертикальную часть воздуховода через технологический люк в стенке воздуховода.
Режим движения (непрерывный или дискретный), а также скорость движения облучателя - УФ лампы 2 задается оператором посредством пульта управления 4, связанного проводной связью 6 с приводом 7 катушки 1, на которой установлен облучатель - УФ лампа 2. Проводная связь 5, как отмечено выше, используется для подачи питания на УФ лампу 2 (облучатель).
УФ лампа 2 УФ мощностью 30 Вт, излучающая ультрафиолетовое излучение с длиной волны 200 - 315 нм производит бактерицидное действие, уничтожая микроорганизмы, имеющиеся на внутренней поверхности воздуховода.
Эффективное обеззараживание внутренних поверхностей вентиляционных каналов при одновременном упрощении установки обеспечено использованием источника ультрафиолетового излучения, защищенного проволочным каркасом и закрепленного конце гибкого держателя, управляемого посредством пульта управления.
Конкретные режимы для типовых случаев использования заявленной установки приведены ниже.
2
1. При использовании УФ лампы с мощностью УФ-С 32 Вт для обеззараживания с эффективностью 99,9% по золотистому стафилококку (доза 66 Дж/ м) канала сечением 400×400 мм, облучатель (УФ лампа) должен передвигаться со скоростью 0,04 м/с.
2
2. При использовании УФ лампы с мощностью УФ-С 90 Вт для обеззараживания с эффективностью 99,9% по плесени Penicillum digitatum (olive) (доза 880 Дж/м) канала сечением 1000×500 мм, облучатель должен передвигаться дискретно по 20 см, останавливаясь каждый раз на 30 секунд.