CN115427358A - 用于预测军团菌消毒的方法 - Google Patents
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Abstract
公开一种用于通过控制设备求取在用UV LED模块进行水处理之后水流中的预期的军团菌浓度的方法，其中，引导所述水流通过所述UV LED模块，其中，求取或接收所述UV LED模块的至少一个性能参数，基于所求取的或所接收的性能参数，通过数学模型计算在通过所述UV LED模块进行所述水处理之后水流中的预期的军团菌浓度。此外，公开一种控制设备和一种装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过控制设备求取在用UV LED模块进行水处理之后水流中的预期(voraussichtlichen)的军团菌浓度(Legionellenkonzentration)的方法。此外，本发明涉及一种控制设备和一种装置。
背景技术
建筑技术中的热水管道为微生物的繁殖提供了良好的条件。例如，如果热的饮用水停滞，则在那里繁殖的军团菌可能对居民构成危险。饮用热水设备必须符合提供饮用热水的卫生要求。在德国，对此，饮用水卫生要求由TrinkwV2001、DIN EN1717、DIN1988、DVGW-Arbeitsblatt W551和W553以及VDI 6023规定。
生活热水设备的卫生问题的解决方案是已知的，其使用预防措施以通过定期将饮用热水加热到60℃以上或化学消毒剂对饮用热水进行消毒。然而，在这些解决方案中有问题的是，热消毒是能源开销大的，并且消费者在化学消毒中受到有害消毒副产品的负担。
此外，已知常规的UV低压蒸汽灯，其可以通过连续的UV辐射杀死微生物。这种UV低压蒸汽灯的缺点是未知的消毒结果以及由于持续接通UV低压蒸汽灯而导致的高能量消耗。此外，在已知的解决方案中，不能针对正在进行的运行和整个热水管道系统预先估计饮用水供应的风险状态、尤其是军团菌浓度。
发明内容
本发明所基于的任务可以视为提出一种用于借助UV LED来预测消毒性能的方法。
该任务借助独立权利要求的相应主题来解决。本发明的有利构型是各个从属权利要求的主题。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于求取在用UV LED模块进行水处理之后水流中的预期的军团菌浓度的方法。例如，该方法可以通过控制设备实施。在这里，水流被引导通过至少一个UV LED模块并被紫外线辐照。UV LED模块例如可以设计为消毒单元，水流可以被受控地引导通过该消毒单元。
在一个步骤中，求取或接收UV LED模块的至少一个性能参数。随后，基于所求取的或所接收的性能参数，通过数学模型计算在通过UV LED模块进行水处理之后水流中的预期的军团菌浓度。
通过该方法可以预测热水系统中的消毒性能，尤其是UV LED的消毒性能。由此可以实现有针对性的风险管理，并在确保安全性的情况下降低能源消耗。
尤其地，与常规的UV低压蒸汽灯相比，通过使用UV LED可以降低电流消耗，因为UVLED在需要时可以快速地接通和关断。通过数学模型可以预先估计在运行UV LED时的预期的军团菌浓度。此外，可以避免消毒副产物。
根据本发明的另一个方面，提供了一种控制设备，该控制设备设置用于实施根据本发明的方法。控制设备在此可以是可以与一个或多个UV LED模块连接的外部控制设备。替代地，控制设备可以设计为集成在至少一个UV LED模块中的内部控制设备。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于用紫外线处理水流的装置。该装置具有至少一个带有UV LED的UV LED模块和至少一个根据本发明的控制设备。
该装置可以在产生热水并借助UV LED进行消毒的任何地方使用。例如，该装置可以用于燃气热水器或锅炉、电热式加热器、热泵以及具有集成温度传感器和流量传感器的太阳热或太阳能虹吸系统。
与热消毒相比，在用UV LED进行消毒时产生相对较低的温度。由于热泵在高温下具有受损的效率，因此使用UV LED进行消毒主要是在带有热泵的热水系统中是有利的。
尤其地，该方法可以在没有附加传感装置的情况下建立饮用水质量的在微生物方面的探测或风险评估。由此实现了特别具有成本效益的实现方案。
理论上或凭经验求取的模型可以考虑用作数学模型，以便求取通过使用UV LED模块预期的军团菌浓度的预期降低。
根据一个实施例，以UV LED模块的波长的形式和/或以UV LED模块的单位面积的辐射能量的形式求取或接收UV LED模块的至少一个性能参数。通过该措施可以根据UV LED模块的波长和UV剂量或UV LED模块中所使用的UV LED来表征军团菌的消毒。基于水流在UVLED模块中的停留时间，可以确定关于残留的军团菌浓度的预测。
根据另一个实施方式，经由通信连接从UV LED模块接收、通过分析处理来自至少一个传感器的测量数据求取或从控制设备的数据库接收UV LED模块的至少一个性能参数。由此可以将UV LED模块的重要相关的性能参数已经预先存储在数据库中，从而能够实现通过数学模型在技术上特别容易地考虑性能参数。
替代地或附加地，可以通过使用一个或多个传感器来求取至少一个性能参数。这使得能够通过分析处理传感器的测量数据来精确求取性能参数。例如，光谱仪或二极管可以用于直接或间接地测量性能参数。
根据另一个实施例，在通过UV LED模块进行水处理之后水流中的预期的军团菌浓度通过构型为传统的经简化的多目标模型的数学模型根据以下公式计算：
在此，N0对应于水处理之前的军团菌数量，Nt对应于水处理之后的军团菌数量，N对应于水处理之后的预期的军团菌浓度，k对应于与波长相关的灭活常数，以及F对应于所使用的UV LED模块的单位面积的辐照度(Bestrahlung)或辐射能量。
因此，在时间点t的残留军团菌的比例或军团菌数量Nt取决于以与波长相关的灭活常数k的形式的波长和以mJ/cm2为单位的UV剂量F。
与波长相关的灭活常数k可以针对不同的波长来确定，并且例如对于280nm和254nm的波长如下：
k280nm＝(4,53±0,13)·10-1cm2/mJ
k254nm＝(6,62±0,26)·10-1cm2/mJ
为此，可以访问已知的消毒动力学，以便估计UV LED模块的预期消毒性能。
军团菌的消毒率由UV LED的波长和军团菌在其穿过UV LED模块期间遭受的UV剂量得出。从UV LED模块的UV LED的制造商的技术数据册中可以获取波长和UV剂量。
基于已知的性能参数可以计算出消毒性能，并用数学模型预测在通过UV LED模块消毒之后预期的军团菌浓度。
根据另一个实施方式，在通过UV LED模块进行水处理之后水流中的预期的军团菌浓度预先由用户以手动设置的形式进行匹配。优选地，通过控制设备相应于用户的手动设置地操控至少一个UV LED模块。通过该措施，UV LED模块的消毒性能可以直接受到用户的影响。例如，可以如下地设置消毒性能，即通过UV LED模块的辐照消除90％、95％或99％的可能军团菌。
这可以通过所使用的UV LED的单位面积的可变辐射能量来实现，或者通过提高水在UV LED模块内的停留时间来实现。停留时间尤其可以通过水通过UV LED模块的几何形状和允许流量来确定。
在此，替代地或附加地，通过接入UV LED模块中的附加UV LED来提高停留时间和/或单位面积的辐射能量。
由用户进行的手动设置可以例如直接在UV LED模块或控制设备处进行。替代地或附加地，手动设置的应用程序控制的实施可以由用户实现，其经由智能手机传输给控制设备。
根据另一个实施例，在通过UV LED模块进行水处理之后水流中的预期的军团菌浓度以视觉和/或听觉方式输出给用户。
通过该措施，可以有针对性地实现借助UV LED的运行或消毒。代替于连续运行模块的UV LED并希望良好的水质地，预先估计军团菌的浓度。同时，可以降低能量消耗，因为UV LED在需要时并相应于用户设置运行。
用户因此可以获得关于其饮用水状态的附加信息。这对用户或消费者的“安心(Peace-of-Mind)”具有积极的影响。
附图说明
下面基于大大简化的示意图更详细地阐述本发明的优选实施例。在这里示出：
图1示出了根据第一实施方式的具有多个提取部位和一个用于用紫外线处理水流的装置的饮用水供应装置的示意图；
图2示出了根据另一个实施方式的具有多个提取部位和多个用于用紫外线处理水流的装置的饮用水供应装置的示意图；以及
图3示出了根据一个实施方式的用于说明方法的示意性流程图。
具体实施方式
图1示出了根据第一实施方式的饮用水供应装置1的示意图，所述饮用水供应装置作为具有多个提取部位2和一个用于用紫外线处理水流6的居中布置的装置4的系统。装置4的安装位置居中地位于热水储水箱8的正后方。
提取点或提取部位2处的军团菌浓度取决于装置4的安装位置。通过装置4的居中定位，可以以特别具有成本效益的方式安装饮用水供应装置。在这里，根据提取部位2，在饮用水供应装置1的管道10中存在较大的水量，所述较大的水量视使用而定地更长时间地保持未使用。
根据所示实施方式的装置4具有控制设备12和UV LED模块14。控制设备12可以用于根据用户设置来操控UV LED模块14并产生反馈。所述反馈在这里可以以用户可以接收或感知的通知16的形式进行。
例如，控制设备12的反馈可以以智能电话通知的形式或经由显示器18来实现。在这里，控制设备12可以显示或证明在通过UV LED模块14处理水之后预期残留的军团菌浓度。
在图2中示出了根据另一个实施方式的具有多个提取部位2和多个用于用紫外线处理管道10中的水流的装置4的饮用水供应装置1的示意图。与在图1中所示的实施例不同，这里设置定位在相应的提取部位2处的多个分散布置的装置4。通过装置4的这种分散定位，可以通过在使用前立即对水流进行消毒来实现提高的安全性。
图3示出了根据一个实施方式的用于说明方法20的示意性流程图。方法20用于求取在用紫外线进行水处理之后的预期的军团菌浓度并且可以优选地通过控制设备12执行。
在步骤22中，求取或接收UV LED模块14的至少一个性能参数。这可以例如通过未示出的传感装置或通过接收UV LED模块14的制造商数据来实现。
在进一步的步骤24中，将UV LED模块14的性能参数提供给数学模型。例如，数学模型可以是简化的多目标模型。
通过所述数学模型，随后在步骤26中基于求取的或接收的性能参数计算在通过装置4的UV LED模块14进行水处理之后水流6中的预期的军团菌浓度。
预期的军团菌浓度在这里也可以通过用户预给定。这可以通过用户设置28来实现，该用户设置通过控制设备12对UV LED模块14的操控产生影响。
在进一步的步骤30中，在通过至少一个UV LED模块14进行水处理之后水流6中的预期的军团菌浓度可以以视觉和/或听觉方式输出给用户。输出可以例如经由无线通信连接16到便携式设备(例如智能手机)上或经由可选的显示器18在技术上实现。
Claims (8)
1.一种用于通过控制设备(12)求取在用UV LED模块(14)进行水处理之后水流(6)中的预期的军团菌浓度(N)的方法(20)，其中，引导所述水流(6)通过所述UV LED模块(14)，其中，
-求取或接收UV LED模块(14)的至少一个性能参数(k，F)，
-基于所求取的或所接收的性能参数(k，F)，通过数学模型计算在通过所述UV LED模块(14)进行所述水处理之后水流(6)中的预期的军团菌浓度(N)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述UV LED模块的波长的形式和/或以所述UVLED模块(14)的单位面积的辐射能量的形式求取或接收所述UV LED模块(14)的至少一个性能参数(k，F)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述UV LED模块(14)的至少一个性能参数(k，F)经由通信连接从所述UV LED模块(14)接收、通过分析处理来自至少一个传感器的测量数据来求取或从所述控制设备(12)的数据库接收。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在通过所述UV LED模块(14)进行所述水处理之后所述水流(6)中的预期的军团菌浓度(N)通过构型为经简化的多目标模型的数学模型根据以下公式计算：
N＝10-k·F
其中，
N，预期的军团菌浓度
k，与波长相关的失活常数
F，所述UV滤水器的单位面积的辐照度或辐射能量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在通过所述UV LED模块(14)进行所述水处理之后所述水流(6)中的预期的军团菌浓度(N)预先由用户以手动设置的方式进行匹配，其中，通过所述控制设备(12)相应于所述用户的手动设置地操控至少一个UV LED模块(14)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在通过所述UV LED模块(14)进行所述水处理之后所述水流(6)中的预期的军团菌浓度(N)以视觉和/或听觉方式输出给所述用户。
7.一种控制设备(12)，其中，所述控制设备(12)设置用于实施根据权利要求1至6中任一项所述的方法(20)。
8.一种用于用紫外线处理水流(6)的装置(4)，所述装置具有至少一个UV LED模块(14)和至少一个控制设备(12)，所述水流(6)被引导通过所述至少一个UV LED模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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