На что способен УФ светодиод?
Статья посвящена анализу газоразрядных ламп для устройств дезинфекции воздуха и анализу современного технического уровня УФ-диодов.
В связи со сложившейся эпидемиологической ситуацией в мире, всё больше людей задумываются над использованием эффективных средств для дезинфекции воздуха.
Для этого в помещениях используются пять основных способов: озонирование, ультрафиолетовое (УФ) излучение, вентиляция, аэроионизация, распыление эфирных масел.
У каждого из этих способов есть свои достоинства и недостатки.
Наиболее распространённым и перспективным является способ дезинфекции воздуха УФ-излучением бактерицидного оптического спектра. Устройства закрытого типа для реализации данного способа всё более востребованы на рынке. По оценке ГК Ростех, российским учреждениям нужно не менее 100 тыс. таких устройств (по данным ТАСС). Преимуществом данных изделий с рециркуляцией воздуха является то, что их можно безопасно использовать в присутствии людей.
УФ-газоразрядные лампы для дезинфекции применяются с 1930-х годов. Однако, их применение в помещении, где находятся люди, требует использования специальных колб. Они не должны пропускать излучение, генерирующее озон, так как этот газ вреден для человека.
Схема работы бактерицидного рециркулятора воздуха приведена на рисунке 1.
Рис. 1 – Схема работы бактерицидного рециркулятора воздуха
Современные достижения в полупроводниковой технике уже сейчас позволяют изготавливать устройства дезинфекции воздуха на основе УФ-диодов. Но, в связи с низким КПД и высокой стоимостью, эти диоды в устройствах для дезинфекции воздуха ещё не получили широкого распространения. При этом, данное направление развития техники дезинфекции воздуха является наиболее перспективным.
Бактерицидный спектр излучения
На рисунке 2 приведена кривая относительной спектральной бактерицидной эффективности.
Рис. 2. – Кривая относительной спектральной бактерицидной эффективности
Расчёт бактерицидных облучателей для различных категорий помещений осуществляется согласно Руководству Р 3.5.1904-04 «Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха в помещениях».
Количество бактерицидных облучателей определяется по формуле:
n0 = Hv × V / kз × kф × nл × Фбк · л × t (1)
где, n0 – количество бактерицидных облучателей, шт.;
Hv – объёмная бактерицидная доза излучения, Дж/м3;
V – объём помещения, м3;
kз – коэффициент запаса;
kф – коэффициент использования бактерицидного потока;
nл – количество ламп в бактерицидном облучателе, шт.;
Фбк · л – суммарный бактерицидный поток, Вт;
t – время, секунд.
Дано:
Тип помещения – кабинет.
Объём помещения – 150 м3.
В течение 8 часов присутствие людей.
Решение:
n0 = (Hv × V) / (kз × kф × nл × Фбк · л × t)
n0 = (167 Дж/м3× 150 м3) / (0,65 × 0,4 × 1 × 4,7 Вт × 1 × 28800 с)
n0 = 25050 / 35193,6 = 0,7 ≈ 1 шт.
Для расчётов использовался бактерицидный рециркулятор воздуха с одной лампой Philips TUV 15w для постоянного режима работы в течение 8 часов.
Газоразрядные лампы для устройств дезинфекции воздуха.
Рассмотрим несколько примеров бактерицидных ламп, применяемых для обеззараживания воздуха.
Лампа Армед F15 T8 производства ООО «Научно-производственный центр медицинской техники "АРМЕД"» Московская обл., г. Балашиха. На рисунке 3 приведено изображение лампы Армед F15 T8.
Рис. 3 – Изображение лампы Армед F15 T8
Основные характеристики лампы Армед F15 T8:
Номинальное напряжение 55 В.
Интенсивность бактерицидного потока 3,5 Вт.
Мощность 15 Вт.
Колба из увиолевого стекла.
Лампа Philips TUV 15w производства Публичного акционерного общества Koninklijke Philips N.V. (англ. Royal Philips) Амстердаме, Нидерланды. На рисунке 4 приведено изображение лампы Philips TUV 15w
Рис. 4 – Изображение лампы Philips TUV 15w
Основные характеристики лампы Philips TUV 15w:
Номинальное напряжение 51 В.
Интенсивность бактерицидного потока 4,7 Вт.
Мощность 15 Вт.
Колба из увиолевого стекла.
Лампа Osram HNS G15 T8 15W G13 L438mm производства OSRAM GmbH Мюнхен, Германия. На рисунке 5 приведено изображение лампы Osram HNS G15 T8 15W G13 L438mm.
Рис. 5 – Изображение лампы Osram HNS G15 T8 15W G13 L438mm
Основные характеристики лампы Osram HNS G15 T8 15W G13 L438mm:
Номинальное напряжение 55 В.
Интенсивность бактерицидного потока 4,9 Вт.
Мощность 15 Вт.
Колба из увиолевого стекла.
Так же известны лампа LightTech LTC 15W T8 G13 L438mm (Венгрия) стоимостью 710 рублей и LEDVANCE TIBERA T8 15W G13 UVC 253,7nm (принадлежит китайской осветительной компании MLS Co., LTD.) стоимостью 680,11 рублей.
Современный технический уровень УФ диодов с бактерицидными длинами волн
УФ-диод UVC LED SMD 5050 производства Shenzhen Shining Opto-electronic Co, изображение внешнего вида приведено на рисунке 6.
Рис. 6 – Изображение внешнего вида УФ диода UVC LED SMD 5050
Основные характеристики:
Длина волны излучения 260 – 270 нм.
Оптическая мощность излучения 0,5 – 1,5 мВт.
Значение прямого напряжения 5,0 – 8,0 В.
Значения приведены для прямого тока 20 мА.
УФ-диод CA3535 series CUD7GF1B производства Sensor Electronic Technology, inc. (SETi), изображение внешнего вида приведено на рисунке 7.
Рис. 7 – Изображение внешнего вида УФ диода CA3535
Основные характеристики:
Длина волны излучения 270 – 280 нм.
Оптическая мощность излучения 9 – 12,5 мВт.
Значение прямого напряжения 5,0 – 8,0 В.
Значения приведены для прямого тока 100 мА.
УФ-диод производства Taoyuan electron (HK) limited, изображение внешнего вида приведено на рисунке 8.
Рис. 8 – Изображение внешнего вида УФ диода
Основные характеристики:
Длина волны излучения 270 – 280 нм.
Оптическая мощность излучения 3 – 6 мВт.
Значение прямого напряжения 5,0 – 6,0 В.
Значения приведены для прямого тока 40 мА.
УФ-диод PB2D-1CLA-TC производства ProlightOpto
Основные характеристики:
Длина волны излучения 275 нм.
Оптическая мощность излучения 10,5 мВт.
Значение прямого напряжения 5,0 – 8,0 В.
Значения приведены для прямого тока 100 мА.