Приставка для обеззараживания воздуха

Область техники, к которой относится полезная модель
Предложенное техническое решение относится к устройствам для очистки воздуха посредством ультрафиолетового излучения.
Уровень техники
В России и других странах широко распространены системы кондиционирования и вентиляции, внутри которых осуществляется подготовка воздуха (очистка, увлажнение/осушение, нагрев/охлаждение и т.д.) до обеспечения требуемых параметров среды. При работе данных систем в них накапливается пыль, шерсть, частички грязи, образуется влага в виде конденсата, что является благоприятной средой для размножения грибков, бактерий и вирусов, некоторые из которых являются патогенными. Размножившиеся микроорганизмы выносятся с током воздуха в помещение и являются потенциально опасными для человека и животных, находящихся в помещении.
Для очистки воздуха во всем мире широко применяются облучатели-рециркуляторы ультрафиолетовые бактерицидные (далее - облучатель-рециркулятор).
Известен бактерицидный облучатель из патента US 20020098127 А1, опубликованный 25 июля 2002 г., который включает в себя источник ультрафиолетового бактерицидного излучения, вентилятор, корпус, содержащий входное окно и выходное окно, элемент крепления к опоре, при этом источник ультрафиолетового бактерицидного излучения и вентилятор закреплены в корпусе.
Использование известного технического решения не является эффективным, поскольку воздух, вышедший из системы кондиционирования, смешивается с воздухом в помещении и в облучатель-рециркулятор попадает только через некоторое время. Это снижает эффективность обеззараживания воздуха и увеличивает время воздействия вредных микроорганизмов на людей и животных, присутствующих в помещении.
Кроме того, известна промышленно выпускаемая модель обеззараживателя кондиционера Milerd DZR-12 (https://milerd.ru/catalog/уф-рециркулятор-milerd-dzr-12/), использование которого не является эффективным, поскольку осуществляется обеззараживание только входящего в кондиционер воздуха, а не выходящего воздушного потока с размножившейся на внутренних элементах кондиционера патогенной микрофлорой.
С учетом поступившего уведомления по основной заявке (№ 2021117117 от 10.06.2021) в качестве наиболее близкого аналога принята приставка для обеззараживания воздуха на основе ультрафиолетового облучения воздушного потока, известная из патента RU201473 (16.12.2020). Конструкция указанной приставки состоит из корпуса с входным и выходным окнами, внутри которого расположены: газоразрядная лампа в качестве источника бактерицидного ультрафиолетового излучения в диапазоне 200-300 нм, блок питания для источника излучения, отражатель ультрафиолетового излучения, элементы коммутации для включения приставки, элементы крепления для установки напротив места выхода воздуха из имеющейся системы кондиционирования и вентиляции.  В указанном техническом решении отсутствует блок управления, в связи с чем диспетчеризация параметров устройства является затруднительной (нет возможности измерения силы ультрафиолетового излучения, дистанционного отключения тех или иных блоков устройства).
Раскрытие полезной модели
Техническая проблема, решаемая при использовании предложенного технического решения, заключается в наличии длительного временного интервала между моментом выхода воздуха из существующей системы кондиционирования и его обеззараживанием, а также в пространственном удалении облучателя-рециркулятора, которые приводят к тому, что микроорганизмы успевают распределиться по всему объему помещения. Кроме того, стационарное размещение облучателей-рециркуляторов фактически уменьшает полезное пространство помещения, что является существенным ограничением для их применения, особенно для небольших помещений.
Технический результат, который может быть достигнут при изготовлении предложенного технического решения, заключается в исключении распространения загрязненного воздуха, выходящего из имеющейся системы кондиционирования, по объему помещения, а также в повышении показателей надежности и энергоэффективности по сравнению с ранее известными решениями за счёт использования в качестве источника УФ-излучения матрицы светодиодов.
Технический результат достигается за счет того, что приставка для обеззараживания воздуха (далее - приставка) выполнена с возможностью подготовки и прокачки воздушной среды внешними системами вентиляции и кондиционирования в виде конструкции, содержащей корпус с входным и выходным окнами, в котором расположены: матрица светодиодов в качестве источника ультрафиолетового излучения, блок питания для матрицы светодиодов, отражатель ультрафиолетового излучения, элементы коммутации для включения приставки, схема управления и элементы крепления для установки напротив места выхода воздуха из имеющейся системы кондиционирования и вентиляции.
Применение в устройстве матрицы светодиодов в качестве источника ультрафиолетового излучения позволяет повысить такие показатели использования приставки по сравнению с применением газоразрядных ламп в качестве источника ультрафиолетового излучения как:
высокая световая отдача;
высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих);
длительный срок службы - от 30 000 до 100 000 часов;
количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света - ламп накаливания, газоразрядных ламп);
отсутствие инерционности - включаются сразу на полную яркость, в то время как у газоразрядных ламп время включения составляет от 1 с до 1 мин, а яркость увеличивается от 30% до 100% за 3-10 мин, в зависимости от температуры окружающей среды;
безопасность - не требуются высокие напряжения, при должном охлаждении низкая температура светодиода, обычно не превышающая 60°C;
экологичность - отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от ртутных газоразрядных ламп.
Из этого можно сделать вывод, что в первоначальной заявке на полезную модель этот технический результат следовал из формулы, хотя и не был раскрыт в описании.
Указанная техническая задача также решается за счет наличия блока управления в конструкции технического решения, с помощью которого возможно отслеживание состояния работы приставки, ее отключение или включение.
Достижение указанных технических результатов находится в причинно-следственной связи с существенными признаками полезной модели, одним из которых является использование матрицы светодиодов в качестве источника ультрафиолетового излучения.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что подключается к имеющейся системы кондиционирования и вентиляции с помощью воздуховодов.
Краткое описание чертежей
Предложенное техническое решение характеризуется чертежами, где на:
фиг. 1 представлен вариант исполнения приставки;
фиг. 2 представлен вариант подключения приставки к существующей системе кондиционирования с помощью подвеса к ней;
Осуществление полезной модели
Приставка представляет собой устройство для обеззараживания воздуха закрытого типа и включает в себя корпус с входным и выходным окнами, в котором расположены: источник ультрафиолетового бактерицидного (далее УФ) излучения, а именно - матрица светодиодов, блок питания для матрицы светодиодов, отражатель ультрафиолетового излучения, элементы коммутации для включения приставки, схема управления и элементы крепления для установки напротив места выхода воздуха из имеющейся системы кондиционирования и вентиляции.
Корпус приставки имеет высокую степень защиты от внешних воздействий, в частности, от физических, например, ударов, царапин, и от химических, например, стойкостью к протиранию дезинфицирующими средствами. Корпус приставки выполнен из по меньшей мере одного известного из уровня техники материала, обеспечивающего высокую механическую прочность и предпочтительно стойкость к химическому воздействию. Дополнительно корпус приставки для обеззараживания воздуха может быть покрыт известным из уровня техники защитным покрытием, например, порошковой краской, для обеспечения стойкости корпуса к физическим и химическим воздействиям. Для удобства сборки при производстве, установки, ремонта и плановой замены светодиодов при эксплуатации корпус приставки предпочтительно выполнен сборным и/или разборным. Корпус приставки может представлять собой одну деталь или представлять собой сборочную единицу, например, состоять из по меньшей мере двух частей, например, основания и кожуха (крышки).
Входное и выходное окно представляют собой по меньшей мере одно отверстие, выполненное в корпусе приставки для впуска поступающего воздушного потока и одно для выпуска очищенного воздуха соответственно.
Корпус приставки содержит отражатель УФ-излучения, предназначенный для предотвращения проникновения УФ-излучения за пределы корпуса и исключения попадания на людей и животных. Отражатель может быть установлен внутри корпуса приставки, т.е. до проведения операции сборки самого корпуса или снаружи корпуса, т.е. после проведения операции сборки корпуса, но в любом случае источник бактерицидного излучения должен располагаться за ним.
Матрица светодиодов закреплена внутри корпуса приставки, например, посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции и содержит по меньшей мере одну известную из уровня техники ультрафиолетовую бактерицидную лампу (далее - бактерицидная лампа). Мощность светодиодов зависит от заданной (необходимой) степени бактерицидной очистки воздуха и определяется количеством светодиодных ламп. Количество светодиодов определяется уровнем (степенью) необходимой бактерицидной очистки воздуха и задает размеры корпуса приставки.
Блок питания источника УФ-излучения (далее блок питания) может представлять собой по меньшей мере один известный из уровня техники пускорегулирующий аппарат или источник тока, выполненный с возможностью электрического соединения с матрицей светодиодов и с возможностью зажигания и обеспечения рабочего режима по меньшей мере одного светодиода. Предпочтительно блок питания представляет собой по меньшей мере один известный из уровня техники электронный блок, который может быть выполнен на одной печатной плате для каждой матрицы светодиодов в отдельности или совместно для заданного количества светодиодов, обеспечивающий возможность предварительного прогрева электродов, создания напряжения для зажигания, ограничения и поддержания величины рабочего тока и т.д.
Блок питания расположен внутри корпуса приставки и может быть выполнен с возможностью работы от по меньшей мере одного известного из уровня техники источника питания, например, от источника (сети, устройства) переменного тока с напряжением от 110 В до 230 В, частотой 50/60 Гц.
Схема управления с датчиками (далее схема управления) предназначена для задания режимов работы приставки, автоматического включения и выключения приставки по заданной программе, а также информирования пользователя и технического персонала о работе и состоянии предложенного технического решения в целом и отдельных его компонентов и представляет собой по меньшей мере одно известное из уровня техники устройство, выполненное с возможностью визуальной и/или звуковой индикации работы и/или передачи информации по радио- (Wi-Fi, Bluetooth, и т.п.) и/или оптическим каналам по меньшей мере одного устройства, входящего в состав предложенного технического решения. Кроме того, средство оповещения о работе приставки позволяет вести контроль за событиями, процессами и сигналами, а также информировать об уровне и/или значении различных параметров работы приставки в целом и отдельных его компонентов, например, информировать о работе и/или работоспособности по меньшей мере одного блока питания светодиодов и/или по меньшей мере одного светодиода и т.д., например, по уровню отклонению тока в электрической цепи от номинального значения или напряжения на электронном компоненте.
Схема управления может быть прикреплена к корпусу приставки посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например операции с применением по меньшей мере одного известного из уровня техники крепёжного изделия. Часть схемы управления, в частности модуль отображения информации, может быть размещён в отверстии корпуса или на его внешней поверхности, что обеспечит доступ к отображаемой информации по меньшей мере одному пользователю без разбора корпуса.
Элементы коммутации предназначены для осуществления включения и выключения приставки. Включение осуществляется путем подачи питающего напряжения на схему управления и блок питания матрицы светодиодов. Элементы коммутации представляют собой по меньшей мере одно известное из уровня техники электрическое коммутационное устройство, осуществляющих подачу напряжения, например, тумблер, выключатель и т.п. Элементы коммутации могут быть расположены в вырезе корпуса, с обеспечением доступа по крайней мере одного пользователя к ним.
Корпус предложенного технического решения дополнительно содержит средство крепления приставки к существующей системе вентиляции и кондиционирования (далее - средство крепления) путем подвеса, предпочтительно выполненное в виде двух или четырёх крепёжных элементов, но может содержать и другое количество. В общем случае средство крепления представляет собой по меньшей мере один крепёжный элемент, выполненный из по меньшей мере одного известного из уровня техники материала, например из листовой углеродистой стали, из алюминиевого сплава или пластической массы. Во избежание коррозии при дезинфекционной обработке по меньшей мере один крепёжный элемент или средство крепления может быть покрыт известным из уровня техники покрытием, например порошковым полимерным покрытием. Очевидно, что приставка может быть установлена на и/или прикреплена к по меньшей мере одной поверхности, например поверхности стены, на поверхности системы кондиционирования, на поверхности потолка и т.п. Средство крепления обеспечивает простоту и надёжность монтажа приставки в месте эксплуатации.
На фиг. 1 и фиг. 2 представлены вариант исполнения приставки и два из возможных вариантов присоединения к существующим системам вентиляции и кондиционирования. В первом варианте исполнения присоединительный осуществляется путем подвеса напротив выходного окна сплит-системы (фиг. 2).
Фигура 1:
1 - входная щель/окно приставки;
2 - источник УФ-излучения - по крайней мере одна матрица светодиодов;
3 - блок питания матрицы светодиодов;
4 - отражатель УФ-излучения;
5 - выходная щель/окно приставки.
Фигура 2:
6 - настенная сплит-система;
7 - место выхода воздуха из настенной сплит-системы;
8 - приставка для обеззараживания воздух.
Преимуществом заявляемой полезной модели является возможность ее использовать на широком модельном ряду имеющихся систем подготовки воздуха, тем самым увеличивая эффективность очистки воздуха, снизить размеры, массу и потребляемую электрическую мощность систем обеззараживания воздуха.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «Промышленная применимость», поскольку может быть изготовлено известными техническими средствами, что подтверждено успешным результатом опытного использования заявляемого устройства.
Предложенное техническое решение обладает простотой, прочной, надёжной и технологичной конструкцией, защитой от внешних воздействий, эффективностью обеззараживания воздуха для имеющихся систем вентиляции и кондиционирования. Кроме того, предложенное техническое решение обладает простотой монтажа (установки), демонтажа, обслуживания и ремонта. Указанные преимущества позволяют использовать предложенное техническое решение как в быту, так и на производстве.