Promienie UV-C w dezynfekcji powietrza

Promieniowanie UV-C w dezynfekcji powietrza

Promienie UV-C mogą być skutecznym środkiem dezynfekcji powietrza. Amerykańska organizacja inżynierska ASHRAE wskazuje jedną ze „strategii” dezynfekcji powietrza. Odkażanie powietrza w górnej części pomieszczenia promieniami UV pomaga zapobiegać rozprzestrzenianiu wirusa SARS-CoV-2.

UV-C to promieniowanie o długości fali 200-280 nm o udowodnionym od blisko stu lat działaniu biobójczym. Promienie UV-C zabijają grzyby i bakterie oraz dezaktywują wirusy. W Ameryce promienie UV-C pełnią rolę technika uzupełniającej filtrację w zwalczaniu ryzyka gruźlicy. Badania Uniwersytetu Bostońskiego wykazały, że dawka 5 mJ/cm² promieniowania UV-C dezaktywuje wirusa SARS-CoV-2 w 99% w ciągu 6 s. Badacze oszacowali, że dawka 22 mJ/cm² pozwoli na dezaktywację wirusa o 99,9999% w ciągu 25 s [15]. Badania te dotyczyły konkretnego rozwiązania produktowego i odbyły się w warunkach laboratoryjnych

Plusy i minusy ciągłego działania UV-C

Dawka promieniowania działająca na danego wirusa zależy od długości fali UV-C, rodzaju wirusa i jego otoczenia (np. od wielkości kropli wody, w której zamknięty jest wirus). Najskuteczniejsze dla dezynfekcji powietrza jest promieniowanie o długości fal w zakresie 250-280 mm. W istniejących lampach UV najczęściej wykorzystywane jest światło o długości fali 254 nm [2]. Głównym wyzwaniem pozostaje bezpieczeństwo ludzi, ale też elementów konstrukcji, jeśli UV-C ma działać w sposób ciągły w pomieszczeniach, gdzie przebywają ludzie [8]. Działając bezpośrednio, promienie UV-C są szkodliwe dla skóry i oczu człowieka. Dlatego nie mogą „świecić” bezpośrednio na ludzi.

Rozwiązania techniczne, wykorzystujące promienie UV-C do dezynfekcji powietrza

Pod względem technicznym lampy UV-C mogą stanowić:

  • moduły przeznaczone do dezynfekcji ciągłej strumienia powietrza wentylacyjnego – bezpośredniego montażu w instalacji wentylacyjnej;
  • lampy montowane bezpośrednio w pomieszczeniu (na odpowiedniej wysokości – powyżej strefy przebywania ludzi), zapewniające dezynfekcję powietrza w górnej części pomieszczenia, ze wsparciem konwekcji;
  • urządzenia mobilne (wolnostojące) różnej wielkości w odpowiednich osłonach.

Lampy UV-C do instalacji wentylacyjnej

Lampy UV-C przeznaczone do ciągłej dezynfekcji strumienia powietrza wentylacyjnego należy montować w kanale nawiewnym lub w centrali wentylacyjnej. Łatwo dodać je do centrali istniejącej. Odpowiednią dużą dawkę promieniowania można zapewnić pod warunkiem zachowania niskiej prędkości powietrza i dostosowania mocy lamp do wielkości strumienia powietrza. Stosowanie lamp wewnątrz instalacji zapewnia bezpieczeństwo, bo promieniowanie nie działa bezpośrednio na ludzi.

Promienie UV-C w pomieszczeniach (instalacja)

Lampy UV-C stosowane w metodzie promieniowania strefowego (dezynfekcji powietrza w górnej części pomieszczenia) mają formę parabolicznych reflektorów wyposażonych w nieodbijające lamele. Montuje się je w górnej części pomieszczenia, więc promienie UV-C pozostają w konkretnej strefie – od góry sufitu do 200 cm od podłogi. Powietrze do strefy promieniowania kierowane jest dzięki działaniu wentylacji (konwekcja). Dzięki konstrukcji iw wysokości montażu rozwiązanie to dobrze sprawdzi się w miejscach, gdzie przebywa dużo osób.

Promienie UV-C w pomieszczeniach (urządzenia mobilne)

Urządzenia mobilne (wolnostojące) obejmują szeroką gamę produktów od małych przyrządów stawianych np. w gabinetach lekarskich, przez rozwiązania przeznaczone do dezynfekcji np. pokojów hotelowych po rozwiązania do zapewniania czystości mikrobiologicznej w przedszkolach czy transporcie publicznym (autobus, pociąg). W tej grupie rozwiązań szczególnie ważna jest odpowiednia konstrukcja osłon, które ochronią użytkowników pomieszczeń zarówno przed bezpośrednim oddziaływaniem promieni UV-C, jak i wytwarzaniem ozonu w dezynfekowanym powietrzu.

Teraźniejszość i przyszłość

Żywotność lampy generujących promieniowanie UV-C jest wynosi – zależnie od technologii – do 10 tys. godzin roboczych. Oznacza to spadek wydajności dezynfekcji do ok. 85% wyjściowej skuteczności i konieczność wymiany lampy. Jeśli specyfika zastosowania powoduje konieczność częstego włączania i wyłączania lamp, należy zapewnić odpowiednie sterowanie i regulację zespołu lamp. Sterowanie powinno umożliwiać tzw. ciepły (miękki) zapłon, co poprawia żywotność lamp przy częstym załączaniu.

Promieniowanie UV-C do dezynfekcji wytwarza się w lampach rtęciowych i ksenonowych. Niskociśnieniowa lampa oparta o wyładowania w parach rtęci cechuje się wysoką sprawnością oraz niskimi kosztami produkcji i eksploatacji. Powinna charakteryzować się minimalną zawartością rtęci oraz zabezpieczeniem przed wytwarzaniem ozonu. Lampa ksenonowa, droższa od rtęciowej, zwykle działa w trybie pulsacyjnym i wytwarza dużo światła widzialnego. Przyszłością wytwarzania promieni UV-C są, jak w całej technice oświetleniowej, diody elektroluminescencyjne (LED). Na rynku pojawiają się urządzenia emitujące ponad 80 mW na moduł. Ich sprawność staje się coraz wyższa, a koszt produkcji – coraz niższy.

Zdjęcie: Signify

Leave a Comment