RU2781035C1 - Methof for improvement of epidemic safety in meeting rooms and office spaces - Google Patents
Methof for improvement of epidemic safety in meeting rooms and office spaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781035C1 RU2781035C1 RU2022100484A RU2022100484A RU2781035C1 RU 2781035 C1 RU2781035 C1 RU 2781035C1 RU 2022100484 A RU2022100484 A RU 2022100484A RU 2022100484 A RU2022100484 A RU 2022100484A RU 2781035 C1 RU2781035 C1 RU 2781035C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- ventilation
- room
- exhaust
- desktops
- Prior art date
Links
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 65
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000001174 ascending Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 abstract description 19
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 105
- 230000001717 pathogenic Effects 0.000 description 19
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 17
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 9
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 8
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial Effects 0.000 description 6
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 3
- 206010041232 Sneezing Diseases 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000813 microbial Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 3
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 210000000887 Face Anatomy 0.000 description 2
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 2
- 206010047461 Viral infection Diseases 0.000 description 2
- 208000001756 Virus Disease Diseases 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 230000017613 viral reproduction Effects 0.000 description 2
- 241000008904 Betacoronavirus Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 description 1
- 210000003027 Ear, Inner Anatomy 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogens Species 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002070 germicidal Effects 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области санитарии и гигиены, в том числе, к методам и средствам дезинфекции воздуха в комнатах переговоров и в офисных помещениях. Изобретение может быть использовано для дезинфекции воздуха от воздушно-капельной и воздушно-пылевой инфекции в помещениях с массовым пребыванием людей.The present invention relates to the field of sanitation and hygiene, including methods and means for air disinfection in meeting rooms and office spaces. The invention can be used for air disinfection from airborne and airborne dust infections in rooms with a massive presence of people.
Среди известных и широко распространенных средств, способствующих улучшению эпидемической безопасности людей в помещениях, особое место занимают физико-технические методы воздействия на воздушную среду помещений. Физико-технические методы дезинфекции воздуха в помещениях чаще всего реализуются с помощью следующих систем: вентиляции, отопления, кондиционирования, озонирования, ионизации, электромагнитного облучения, ионизирующего облучения. Физико-технические методы дезинфекции помещений гармонично дополняют химические и биологические методы защиты от различных патогенных инфекций.Among the well-known and widespread means that improve the epidemic safety of people in the premises, a special place is occupied by physical and technical methods of influencing the air environment of the premises. Physical and technical methods of indoor air disinfection are most often implemented using the following systems: ventilation, heating, air conditioning, ozonation, ionization, electromagnetic radiation, ionizing radiation. Physical and technical methods of disinfection of premises harmoniously complement the chemical and biological methods of protection against various pathogenic infections.
На протяжении последних пятидесяти - семидесяти лет системы HVAC отопления (Heating), вентиляции (Ventilation), кондиционирования (Condition) воздуха (air) развивались преимущественно по направлению повышения комфорта в помещениях. Такие автоматизированные HVAC системы поддержания комфортных условий в помещениях получили название систем климат-контроля. Важнейшей составляющей развития HVAC и систем климат-контроля является обеспечения эпидемической безопасности. К сожалению, не всегда требования к повышению комфорта в помещениях совпадают с требованиями обеспечения эпидемической безопасности.Over the past fifty to seventy years, HVAC systems for heating (Heating), ventilation (Ventilation), air conditioning (Condition) air (air) have developed mainly in the direction of improving indoor comfort. Such automated HVAC systems for maintaining comfortable indoor conditions are called climate control systems. The most important component of the development of HVAC and climate control systems is to ensure epidemic safety. Unfortunately, the requirements for improving indoor comfort do not always coincide with the requirements for ensuring epidemic safety.
Важнейшей составляющей систем HVAC отопления вентиляции и кондиционирования воздуха являются приточно-вытяжные системы вентиляции. В непроизводственных помещениях основная задача приточно-вытяжной вентиляции заключается в обеспечении притока свежего воздуха из расчета (30÷60) м3/час на одного человека. Подавляющее большинство известных систем вентиляции работают по принципу смешивания или перемешивания приточного воздуха с воздухом помещения (вентиляции смесительного типа или Mixing Ventilation) [1]. Значительно менее распространенными являются системы вентиляции вытесняющего типа (Displacement Ventilation) [2]. Двумя основными причинами широкого распространения систем вентиляции смесительного типа является их относительная простота и возможность получения по всему объему воздуха в помещении одинаковых значений температуры, влажности, концентрации вредных веществ. В свою очередь, системы вентиляции смесительного типа провоцируют перенос инфекции по всему помещению и перенос инфекции между людьми. В отношении эпидемической безопасности системы вентиляции вытесняющего типа более предпочтительны, хотя и они не способны автоматически по умолчанию полностью исключить перенос инфекции по помещению и между людьми.The most important component of HVAC heating, ventilation and air conditioning systems are supply and exhaust ventilation systems. In non-industrial premises, the main task of supply and exhaust ventilation is to ensure the inflow of fresh air at the rate of (30÷60) m 3 /hour per person. The vast majority of known ventilation systems operate on the principle of mixing or mixing supply air with room air (mixing ventilation or Mixing Ventilation) [1]. Displacement ventilation systems are much less common [2]. The two main reasons for the widespread use of mixed-type ventilation systems are their relative simplicity and the possibility of obtaining the same values of temperature, humidity, and concentration of harmful substances throughout the volume of air in the room. In turn, mixed-type ventilation systems provoke the transmission of infection throughout the room and the transmission of infection between people. With regard to epidemic safety, displacement-type ventilation systems are more preferable, although they are not able to automatically completely exclude the transmission of infection within the room and between people by default.
Существует много общих подходов при проектировании систем HVAC для помещений и для салонов различных транспортных средств. В связи с этим целесообразно рассмотреть основные достижения по эпидемической безопасности систем HVAC, по возможности, независимо от мест их конкретного применения.There are many common approaches to designing indoor and outdoor HVAC systems for various vehicles. In this regard, it is advisable to consider the main achievements in the epidemic safety of HVAC systems, if possible, regardless of the places of their specific application.
Известно устройство по международному патенту WO 2004065148 A3 от 5.08.2004 «Система и устройство ультрафиолетовой (УФ) обработки блоков от микрофлоры в системах отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) автомобилей». Известное устройство включает в себя забор воздуха из помещения или из пассажирского салона, его нагнетание с регулируемой скоростью воздушного потока в рабочую камеру дезинфекции, обработку потока воздуха путем его пропускания через камеру кондиционирования, теплообменный преобразователь и (или) через источники ультрафиолетового излучения с последующей подачей обработанного воздуха через систему выпускных воздуховодов в помещение или в пассажирский салон транспортного средства в зону нахождения людей, а также в автомобилях дополнительно - в зону ветрового стекла автомобиля. Известное устройство построено по стандартной схеме отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха HVAC и содержит наружный и рециркуляционный внутренний воздухоприемники, заслонку, регулирующую соотношение проходящих через указанные выше воздухоприемники воздушных потоков, снабженный блоком управления скоростью вращения электродвигателя, электрический вентилятор, соединенный через воздуховоды и камеру испарителя кондиционера с входом рабочей камеры дезинфекции, внутри которой установлен теплообменный преобразователь, кроме этого, на входе рабочей камеры дезинфекции установлена заслонка регулятора нагрева воздуха, обеспечивающая изменение соотношения воздушных потоков, проходящих через и мимо теплообменного преобразователя, при этом, выход рабочей камеры дезинфекции через выпускной воздуховод соединен с системой воздуховодов, снабженных заслонками распределения воздушных потоков к воздуховодам и дефлекторам панели приборов, к воздуховодам и дефлекторам обогрева ног, к воздуховодам и дефлекторам ветрового стекла. Отличие устройства по патенту WO 2004065148 от известных ранее заключается в том, что все основные элементы HVAC (рабочая камера дезинфекции, впускные и выпускные воздуховоды, вентилятор, испаритель кондиционера, заслонки, дефлекторы), контактирующие с потоком проходящего воздуха, облучаются ультрафиолетовыми источниками излучения, количество групп которых может достигать от одного до восьми единиц (согласно пунктам изобретения).A device is known according to the international patent WO 2004065148 A3 dated 08/05/2004 "System and device for ultraviolet (UV) processing of blocks from microflora in heating, ventilation and air conditioning (HVAC) vehicles." The known device includes air intake from a room or from a passenger compartment, its injection with an adjustable air flow rate into the disinfection working chamber, processing of the air flow by passing it through an air conditioning chamber, a heat exchanger and (or) through sources of ultraviolet radiation, followed by supply of the treated air through the system of exhaust air ducts into the room or into the passenger compartment of the vehicle to the area where people are located, as well as in cars additionally - to the area of the windshield of the car. The known device is built according to the standard scheme of heating, ventilation and air conditioning HVAC and contains external and recirculating internal air inlets, a damper that regulates the ratio of air flows passing through the above air inlets, equipped with a motor speed control unit, an electric fan connected through air ducts and an air conditioner evaporator chamber with the inlet of the disinfection working chamber, inside which the heat exchanger is installed, in addition, at the inlet of the working disinfection chamber, an air heating regulator damper is installed, which provides a change in the ratio of air flows passing through and past the heat exchanger, while the outlet of the disinfection working chamber is connected through the exhaust air duct with a system of air ducts equipped with air flow distribution dampers to the air ducts and instrument panel vents, to the air ducts and foot warmer vents, to air ducts and windshield deflectors. The difference between the device according to the patent WO 2004065148 from the previously known ones is that all the main elements of the HVAC (disinfection working chamber, inlet and outlet air ducts, fan, air conditioner evaporator, dampers, deflectors) that are in contact with the flow of passing air are irradiated with ultraviolet radiation sources, the amount groups of which can reach from one to eight units (according to the invention).
Известное устройство обладает высокой эффективностью дезинфекции воздуха. Основными недостатками известного устройства является следующее: смешивающийся тип вентиляции, способствующий смешиванию между собой обработанного и необработанного от патогенной микрофлоры воздуха; наличие многочисленных зон, в которых мала или полностью отсутствует инактивация патогенной микрофлоры; ограниченный диапазон рабочих температур нагреваемого потока воздуха при работе с УФ лампами или иными УФ излучателями; биологическая опасность УФ излучения бактерицидных ламп, требующая принятия специальных мер защиты от паразитных коротковолновых компонент ионизирующего излучения и от основной компоненты УФ излучения; неодинаковая эффективность инактивации патогенной флоры в различных местах пребывания людей; большой объем устройства, связанный с использованием громоздких мощных бактерицидных ламп.The known device has a high efficiency of air disinfection. The main disadvantages of the known device is the following: a mixing type of ventilation that promotes mixing between treated and untreated air from pathogenic microflora; the presence of numerous zones in which there is little or no inactivation of pathogenic microflora; limited operating temperature range of the heated air flow when working with UV lamps or other UV emitters; biological hazard of UV radiation from germicidal lamps, requiring special protection measures against parasitic short-wave components of ionizing radiation and from the main component of UV radiation; unequal efficiency of inactivation of pathogenic flora in different places where people stay; large volume of the device associated with the use of bulky powerful bactericidal lamps.
Известно также устройство по полезной модели RU 198997, опубл. 06.08.2020 «Светильник с бактерицидным обеззараживанием воздуха закрытого типа». Известное устройство содержит в себе корпус, разделенный посредством защитной светоэкранирующей перегородки на расположенные друг над другом два подпространства: первое или верхнее подпространство - для элементов оборудования обеззараживания воздуха, второе или нижнее подпространство - для установки светотехнического оборудования. Подпространство для обеззараживания воздуха включает в себя отверстия для захода и выхода воздуха, расположенные на противоположных сторонах корпуса, световые ловушки, препятствующие попаданию ультрафиолетового излучения в помещение, один или несколько вентиляторов и источник ультрафиолетового излучения. Светотехническая часть включает в себя печатную плату со светодиодами, источником питания и рассеивателем в нижней части корпуса. Принцип действия известного устройства заключается в том, что бактерицидный поток от источника ультрафиолетового излучения распределяется в небольшом замкнутом подпространстве, располагающемся за видимой частью светодиодного потолочного светильника. При этом обеззараживание воздуха осуществляется путем его прокачки с помощью вентиляторов через зону с источником ультрафиолетового излучения с длиной волны 254 нм. Корпус, светоэкранирующие перегородки и специальные световые ловушки на входе и выходе прибора защищают находящихся в помещении людей от ультрафиолетового облучения.It is also known device for utility model RU 198997, publ. 08/06/2020 "A luminaire with bactericidal air disinfection of a closed type." The known device comprises a housing divided by a protective light-shielding partition into two subspaces located one above the other: the first or upper subspace for elements of air disinfection equipment, the second or lower subspace for the installation of lighting equipment. The subspace for air disinfection includes air inlets and outlets located on opposite sides of the case, light traps that prevent ultraviolet radiation from entering the room, one or more fans and a source of ultraviolet radiation. The lighting part includes a printed circuit board with LEDs, a power supply and a diffuser in the lower part of the housing. The principle of operation of the known device is that the bactericidal flow from the source of ultraviolet radiation is distributed in a small closed subspace located behind the visible part of the LED ceiling lamp. At the same time, air is disinfected by pumping it with the help of fans through an area with a source of ultraviolet radiation with a wavelength of 254 nm. The housing, light-shielding partitions and special light traps at the inlet and outlet of the device protect people in the room from ultraviolet radiation.
Известное устройство обладает высокой эффективностью дезинфекции воздуха в зоне его обслуживания. Основными недостатками известного устройства является следующее: низкая эффективность обеззараживания воздуха в рабочей зоне нахождения людей в связи с расположением устройства на потолке далеко от активной зоны нахождения людей; невозможность эффективного устранения патогенной микрофлоры в связи с постоянным перемешиванием в объеме помещения обеззараженного и необеззараженного воздуха; провоцирование ускоренной мутации патогенной микрофлоры за счет многократной прокачки воздуха в помещении через УФ источник; опасность расположения устройства непосредственно в рабочей зоне персонала из-за опасности облучения глаз и кожи людей УФ излучением, проходящим через защитные перегородки корпуса; появление в процессе работы горизонтальных составляющих воздушных потоков, стимулирующих перенос воздушно-капельной инфекции от одного человека к другому.The known device has a high efficiency of air disinfection in the area of its service. The main disadvantages of the known device is the following: low efficiency of air disinfection in the working area where people are located due to the location of the device on the ceiling far from the active area where people are located; the impossibility of effective elimination of pathogenic microflora due to the constant mixing of disinfected and non-disinfected air in the volume of the room; provoking an accelerated mutation of pathogenic microflora due to repeated pumping of indoor air through a UV source; the danger of the device being located directly in the working area of the personnel due to the danger of irradiating the eyes and skin of people with UV radiation passing through the protective partitions of the housing; the appearance in the process of work of horizontal components of air flows, stimulating the transfer of airborne infection from one person to another.
Известен также бактерицидный облучатель по полезной модели RU 38610 U1, опубл. 10.07.2004 г., предназначенный для обеззараживания воздуха и поверхностей в помещении, содержащий корпус, с входным и выходным окнами, закрытыми жалюзийными решетками. В корпусе установлен вентилятор и источники УФ излучения, в качестве которых используются безозонные ртутные лампы низкого давления, установленные вдоль потока воздуха. Внутренние стенки корпуса имеют отражающее покрытие. Известное устройство снабжено средством защиты от выхода УФ излучения, в качестве которого служат жалюзийные решетки, состоящие из рамки и зачерненных элементов V-образного профиля, смонтированных в рамке с образованием узких лабиринтных щелей между ними, что позволяет исключить отражение УФ лучей от поверхности жалюзийных решеток и выход наружу. В корпусе установлен открывающийся люк. В закрытом состоянии люка обеспечивается обеззараживание воздуха в режиме рециркуляции с возможностью пребывания людей в помещении в процессе работы устройства.Also known bactericidal irradiator utility model RU 38610 U1, publ. 07/10/2004, designed for disinfection of air and surfaces in the room, containing a body with inlet and outlet windows closed with louvered grilles. The case contains a fan and sources of UV radiation, which are low-pressure ozone-free mercury lamps installed along the air flow. The inner walls of the case have a reflective coating. The known device is equipped with a means of protection against the output of UV radiation, which are louvered gratings, consisting of a frame and blackened elements of a V-shaped profile, mounted in a frame with the formation of narrow labyrinth slots between them, which makes it possible to exclude the reflection of UV rays from the surface of the louvered gratings and exit outside. An opening hatch is installed in the hull. In the closed state of the hatch, air disinfection is provided in the recirculation mode with the possibility of people staying in the room during the operation of the device.
Известное устройство обладает высокой эффективностью дезинфекции воздуха в зоне его обслуживания. Основными недостатками известного устройства является следующее: постоянное перемешивание в объеме помещения обеззараженного и необеззараженного воздуха, что препятствует полному устранению патогенной микрофлоры в рабочей зоне пребывания людей; провоцирование ускоренной мутации патогенной микрофлоры за счет многократной прокачки воздуха в помещении через ультрафиолетовый источник облучения; опасность расположения устройства непосредственно в рабочей зоне пребывания персонала из-за возможности облучения глаз и кожи людей относительно малоинтенсивным, но биологически опасным УФ излучением, проходящим через защитные перегородки корпуса.The known device has a high efficiency of air disinfection in the area of its service. The main disadvantages of the known device is the following: constant mixing of disinfected and non-disinfected air in the volume of the room, which prevents the complete elimination of pathogenic microflora in the working area of people; provoking an accelerated mutation of pathogenic microflora due to repeated pumping of indoor air through an ultraviolet irradiation source; the danger of the device being located directly in the working area of the personnel stay due to the possibility of irradiating the eyes and skin of people with relatively low-intensity, but biologically hazardous UV radiation passing through the protective partitions of the case.
Наиболее близким по сути к заявляемому изобретению является авторское свидетельство СССР №323933, опубл. 10.08.1973 г. «Установка для дезинфекции воздуха». В известном техническом решении дезинфекция воздуха, зараженного патогенными микроорганизмами, осуществляется путем его последовательной принудительной прокачки с помощью вентилятора через рабочую камеру дезинфекции и выпускной воздуховод. При этом, в рабочей камере дезинфекции установлен электрический термопреобразователь, обеспечивающий прогрев проходящего в выходной воздуховод потока воздуха до требуемой температуры. В воздуховоде находится блок бактерицидных ультрафиолетовых ламп, с помощью которых осуществляется финишная дезинфекция потока воздуха от патогенной микрофлоры. Наличие блока бактерицидных ламп ограничивает температурный предел нагрева потока воздуха примерно до (50÷60)°С, что, во-первых, препятствует полноценному использованию данного устройства совместно с системами отопления зданий, во-вторых, снижает возможности надежной инактивации патогенной воздушно-капельной инфекции на этапе прогрева воздуха. Наличие блока УФ ламп при их ограниченных размерах и мощности не позволяет надежно обеззараживать микрофлору, защищенную микрочастицами пыли и капель, а также - наночастицами углеводородных загрязнителей воздуха. Еще одним недостатком известного устройства является неодинаковая по умолчанию эффективность инактивации патогенной флоры в различных местах пребывания людей в замкнутых помещениях. Связано это с тем, что в известном устройстве не оговаривается о том, как правильно устанавливать и применять это устройство в помещениях с массовым пребыванием людей. Как результат этого - устройство с большой долей вероятности может провоцировать распространение патогенной инфекции в помещении, что, в свою очередь, приведет к массовому заражению людей.The closest in essence to the claimed invention is the author's certificate of the USSR No. 323933, publ. 08/10/1973 "Installation for air disinfection". In the known technical solution, the disinfection of air contaminated with pathogenic microorganisms is carried out by sequential forced pumping with a fan through the disinfection working chamber and the exhaust duct. At the same time, an electric thermal converter is installed in the disinfection working chamber, which ensures heating of the air flow passing into the outlet air duct to the required temperature. In the air duct there is a block of bactericidal ultraviolet lamps, with the help of which the final disinfection of the air flow from pathogenic microflora is carried out. The presence of a block of bactericidal lamps limits the temperature limit of heating the air flow to approximately (50 ÷ 60) ° C, which, firstly, prevents the full use of this device in conjunction with building heating systems, and secondly, reduces the possibility of reliable inactivation of pathogenic airborne infection during the warm-up phase. The presence of a block of UV lamps, with their limited size and power, does not allow reliable disinfection of microflora protected by microparticles of dust and drops, as well as nanoparticles of hydrocarbon air pollutants. Another disadvantage of the known device is the unequal default efficiency of inactivation of pathogenic flora in different places where people stay in enclosed spaces. This is due to the fact that the known device does not stipulate how to properly install and use this device in rooms with a massive stay of people. As a result of this, the device is highly likely to provoke the spread of pathogenic infection in the room, which, in turn, will lead to mass infection of people.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении одинаково высокой эпидемиологической безопасности людей, длительно находящихся в комнатах переговоров и в офисных помещениях.The problem to be solved by the invention is to ensure equally high epidemiological safety of people who are in the meeting rooms and office premises for a long time.
Техническим результатом изобретения является создание способа, обеспечивающего повышение эффективности и безопасности дезинфекции воздуха от воздушно-капельной и воздушно-пылевой инфекции в комнатах переговоров и в офисных помещениях, в частности, за счет уменьшения влияния горизонтальных составляющих потоков воздуха, переносящих инфекцию между людьми.The technical result of the invention is the creation of a method that improves the efficiency and safety of air disinfection from airborne and airborne dust infections in meeting rooms and office premises, in particular, by reducing the influence of the horizontal components of air flows that carry infection between people.
Поставленная задача и технический результат достигаются за счет того, что в предлагаемом способе улучшения эпидемической безопасности в комнатах переговоров и в офисных помещениях каждое офисное помещение или комнату переговоров размещают в теплоизолированном помещении, которое оборудуют освещением, ионизатором, увлажнителем воздуха, приточной вентиляцией, снабженной фильтром, ультрафиолетовым облучателем, подогревателем и охладителем воздуха, вытяжной вентиляцией, снабженной одним или несколькими установленными под потолком приемными зонтами, фильтром и клапаном обратного хода воздуха, при этом, по центру помещения размещают рабочие столы с круговой, овальной или прямоугольной формой их расстановки, за указанными столами оборудуют индивидуальные рабочие места персонала и (или) участников переговоров, дополнительно согласно изобретению приемные зонты вытяжной вентиляции размещают в центре потолка над поверхностью рабочих столов, упомянутые выше увлажнитель и ионизатор воздуха устанавливают в центральной области столов таким образом, чтобы исходящий из них поток воздуха был направлен вертикально вверх, кроме этого, воздушный поток приточной вентиляции подают в сопла, размещенные в центральной области поверхности рабочих столов, а также - посредине между соседними рабочими местами, при этом, с помощью указанных сопел формирует направленные вверх вертикальные восходящие воздушные потоки воздуха с регулируемой скоростью в пределах 0.1 м/с - 2 м/с, кроме этого в центральной области поверхности рабочих столов устанавливают ориентированные вертикально вверх направленные инфракрасные излучатели с плотностью потока мощности не менее 1.5 кВт/м2, при этом, работой вытяжной вентиляции, увлажнителя, охладителя и подогревателя воздуха приточной вентиляции и регулированием скорости восходящих вертикально вверх потоков воздуха управляют вручную или с помощью системы климат-контроля помещения.The set task and the technical result are achieved due to the fact that in the proposed method for improving epidemic safety in meeting rooms and office premises, each office or meeting room is placed in a heat-insulated room, which is equipped with lighting, an ionizer, an air humidifier, forced ventilation equipped with a filter, an ultraviolet irradiator, an air heater and an air cooler, exhaust ventilation, equipped with one or more receiving umbrellas installed under the ceiling, a filter and an air return valve, while working tables with a circular, oval or rectangular shape of their arrangement are placed in the center of the room, at the indicated tables equip individual workplaces for personnel and (or) negotiators, additionally, according to the invention, receiving exhaust ventilation hoods are placed in the center of the ceiling above the surface of the desktops, the humidifier and air ionizer mentioned above are installed they are placed in the central area of the tables in such a way that the air flow emanating from them is directed vertically upwards, in addition, the supply ventilation air flow is fed into the nozzles located in the central area of the surface of the work tables, as well as in the middle between adjacent workplaces, while with the help of these nozzles, it forms vertical ascending air streams directed upwards with an adjustable speed in the range of 0.1 m / s - 2 m / s, in addition, vertically directed infrared emitters with a power flux density of at least 1.5 kW are installed in the central area of the surface of the working tables /m 2 , at the same time, the operation of the exhaust ventilation, the humidifier, the cooler and the air heater of the supply ventilation and the regulation of the speed of the vertically ascending air flows are controlled manually or using the climate control system of the room.
Поставленная цель и технический результат также достигаются тем, что в предлагаемом способе улучшения эпидемической безопасности в комнатах переговоров и в офисных помещениях направленные инфракрасные излучатели согласно изобретению выполняют на основе ламп накаливания, снабженных рефлекторами и абажурами, с эквивалентной температурой нитей накала (950÷2700) К.The set goal and technical result are also achieved by the fact that in the proposed method for improving epidemic safety in meeting rooms and office premises, directional infrared emitters according to the invention are made on the basis of incandescent lamps equipped with reflectors and lampshades, with an equivalent temperature of the filaments (950÷2700) K .
Поставленная цель и технический результат также достигаются тем, что в предлагаемом способе улучшения эпидемической безопасности в комнатах переговоров и в офисных помещениях согласно изобретению направленные инфракрасные излучатели выполняют на основе электронагревателей, снабженных фокусирующими отражателями излучения, с температурой тепловых излучателей не менее 130°С.The set goal and technical result are also achieved by the fact that in the proposed method for improving epidemic safety in meeting rooms and office premises according to the invention, directional infrared emitters are made on the basis of electric heaters equipped with focusing radiation reflectors, with a temperature of thermal emitters of at least 130°C.
Поставленная цель и технический результат также достигаются тем, что в предлагаемом способе улучшения эпидемической безопасности в комнатах переговоров и в офисных помещениях согласно изобретению направленные инфракрасные излучатели выполняют на основе инфракрасных светодиодов.The set goal and technical result are also achieved by the fact that in the proposed method for improving epidemic safety in meeting rooms and office premises according to the invention, directional infrared emitters are made on the basis of infrared LEDs.
Поставленная цель и технический результат также достигаются тем, что в предлагаемом способе улучшения эпидемической безопасности в комнатах переговоров и в офисных помещениях согласно изобретению дополнительно устанавливают в центральной зоне потолка ориентированные вертикально вниз в зону отсутствия рабочих мест направленные инфракрасные излучатели с плотностью потока мощности не менее 100 Вт/м2.The set goal and technical result are also achieved by the fact that in the proposed method for improving epidemic safety in meeting rooms and in office premises according to the invention, directional infrared emitters with a power flux density of at least 100 W are additionally installed in the central zone of the ceiling, oriented vertically downwards into the zone of absence of workplaces. / m 2 .
Способ улучшения эпидемической безопасности в комнатах переговоров и в офисных помещениях осуществляют следующим образом.The way to improve the epidemic safety in the meeting rooms and office space is as follows.
Каждую комнату переговоров или каждое офисное помещение размещают в теплоизолированном помещении, которое оборудуют освещением и регулируемой по интенсивности вытяжной вентиляцией, снабженной воздушным фильтром, клапаном обратного хода воздушного потока, одним или несколькими приемными зонтами, установленными под потолком по его центру. Дополнительно устанавливают в центральной зоне потолка ориентированные вертикально вниз в зону отсутствия рабочих мест направленные инфракрасные излучатели с плотностью потока мощности не менее 100 Вт/м2.Each meeting room or each office space is placed in a heat-insulated room, which is equipped with lighting and intensity-controlled exhaust ventilation, equipped with an air filter, an air flow reverse valve, one or more receiving umbrellas installed under the ceiling in its center. Additionally, directional infrared emitters with a power flux density of at least 100 W/m 2 are installed in the central zone of the ceiling, oriented vertically downwards into the zone of absence of workplaces.
По центру пола помещения устанавливают рабочие столы с круговой, овальной или прямоугольной формой их расстановки, с незанятой столами центральной зоной. По периметру рабочих столов на равном расстоянии друг от друга оборудуют индивидуальные рабочие места персонала и (или) участников переговоров, при этом, лица сидящих людей должны быть обращены в сторону незанятой столами центральной зоны. При необходимости, между соседними рабочими местами дополнительно устанавливают прозрачные перегородки высотой, равной 1,5-2 м и шириной, равной глубине посадочных мест (0.4-0.7 м).In the center of the floor of the room, desktops are installed with a circular, oval or rectangular shape of their arrangement, with a central zone unoccupied by tables. Along the perimeter of the desktops at an equal distance from each other, individual workplaces of the personnel and (or) participants in the negotiations are equipped, while the faces of the sitting people should be turned towards the central zone unoccupied by the tables. If necessary, transparent partitions are additionally installed between adjacent workplaces with a height equal to 1.5-2 m and a width equal to the depth of the seats (0.4-0.7 m).
В незанятой столами центральной зоне размещают увлажнитель и ионизатор воздуха с исходящим вертикально вверх потоком воздуха. Кроме этого, в незанятую столами центральную зону, а также дополнительно - посредине между соседними рабочими местами устанавливают сопла приточной вентиляции, соединенные с выпускным воздуховодом приточной вентиляции, снабженным охладителем и подогревателем, обеспечивающими в случае необходимости контролируемое охлаждение или подогрев выходящего из воздуховода воздуха. При этом с помощью указанных сопел формирует направленные вверх вертикальные восходящие воздушные потоки воздуха с регулируемой скоростью в пределах 0.1 м/с - 2 м/с. Кроме этого, в незанятой столами центральной зоне устанавливают ориентированные вертикально вверх направленные инфракрасные излучатели с плотностью потока мощности не менее 1.5 кВт/м2. Согласно изобретению инфракрасные излучатели могут быть реализованы одним из следующих способов: на основе инфракрасных светодиодов; на основе электронагревателей, снабженных фокусирующими отражателями, с температурой тепловых излучателей не менее 130°С; на основе ламп накаливания, снабженных рефлекторами и абажурами, с эквивалентной температурой нитей накала (950÷2700) К.In the central zone unoccupied by tables, a humidifier and an air ionizer are placed with an outgoing air flow vertically upwards. In addition, in the central zone unoccupied by tables, as well as additionally - in the middle between adjacent workplaces, supply ventilation nozzles are installed connected to the supply ventilation outlet duct, equipped with a cooler and heater, providing, if necessary, controlled cooling or heating of the air leaving the duct. At the same time, with the help of these nozzles, it forms vertical ascending air flows directed upwards with an adjustable speed in the range of 0.1 m/s - 2 m/s. In addition, in the central zone unoccupied by tables, infrared emitters oriented vertically upwards with a power flux density of at least 1.5 kW/m 2 are installed. According to the invention, infrared emitters can be implemented in one of the following ways: based on infrared LEDs; on the basis of electric heaters equipped with focusing reflectors, with a temperature of thermal emitters of at least 130°C; based on incandescent lamps equipped with reflectors and lampshades, with an equivalent temperature of the filaments (950÷2700) K.
Управление производительностью вытяжной вентиляции, увлажнителя, охладителя и подогревателя воздуха приточной вентиляции и регулированием скорости восходящих вертикально вверх потоков воздуха управляют вручную или с помощью системы климат-контроля помещения.The performance of the exhaust ventilation, humidifier, cooler and air heater of the supply ventilation and the regulation of the speed of the vertically ascending air flows are controlled manually or using the climate control system of the room.
Технический результат повышения эффективности и безопасности дезинфекции воздуха в комнатах переговоров и в офисных помещениях достигается следующим образом:The technical result of increasing the efficiency and safety of air disinfection in meeting rooms and office premises is achieved as follows:
Во-первых, образуемые в процессе дыхания, разговоров, кашля и чихания аэрозольные облака с возможной патогенной микробной инфекцией увлекаются и удаляются из помещения восходящими вертикально вверх потоками воздуха за счет работы приточно-вытяжной вентиляции. При этом за счет достаточно высокой вертикальной составляющей скорости микрочастиц аэрозолей предотвращается возможность попадания патогенных микрочастиц в органы дыхания каждого участника переговоров. Благодаря расположению элементов приточно-вытяжной вентиляции посередине зоны переговоров эффективность указанного обеззараживания будет одинаковой по отношению к каждому участнику переговоров.Firstly, aerosol clouds formed during breathing, talking, coughing and sneezing with a possible pathogenic microbial infection are carried away and removed from the room by vertically ascending air flows due to the supply and exhaust ventilation. At the same time, due to a sufficiently high vertical component of the velocity of aerosol microparticles, the possibility of pathogenic microparticles entering the respiratory organs of each negotiator is prevented. Due to the location of the supply and exhaust ventilation elements in the middle of the negotiation zone, the effectiveness of the specified disinfection will be the same in relation to each negotiator.
Во-вторых, образуемые в процессе дыхания, разговоров, кашля и чихания аэрозольные облака с возможной патогенной микробной инфекцией обеззараживаются ионами в восходящих из ионизатора вертикально вверх потоках воздуха. При этом в силу расположения ионизатора воздуха посередине зоны переговоров эффективность указанного обеззараживания будет одинаковой по отношению к каждому участнику переговоров.Secondly, aerosol clouds formed in the process of breathing, talking, coughing and sneezing with a possible pathogenic microbial infection are disinfected by ions in the air streams ascending vertically from the ionizer. At the same time, due to the location of the air ionizer in the middle of the negotiation zone, the effectiveness of this disinfection will be the same in relation to each negotiator.
В-третьих, образующиеся в процессе дыхания, разговоров, кашля и чихания аэрозольные облака с возможной патогенной микробной инфекцией быстро инактивируются с помощью высокоинтенсивных тепловых электромагнитных потоков инфракрасных излучателей, относительно безопасных для людей по сравнению с УФ излучением. За время пролета патогенные микрочастицы сильно нагреваются в электромагнитном поле инфракрасных излучателей и быстро (в пределах одной секунды) погибают за счет своего перегрева. При этом в силу расположения инфракрасных излучателей посередине зоны переговоров эффективность указанного обеззараживания будет одинаковой по отношению к каждому участнику переговоров.Thirdly, aerosol clouds formed during breathing, talking, coughing and sneezing with a possible pathogenic microbial infection are quickly inactivated using high-intensity thermal electromagnetic fluxes of infrared emitters, which are relatively safe for people compared to UV radiation. During the flight, pathogenic microparticles are strongly heated in the electromagnetic field of infrared emitters and quickly (within one second) die due to their overheating. At the same time, due to the location of infrared emitters in the middle of the negotiation zone, the effectiveness of this disinfection will be the same in relation to each negotiator.
Пример технической реализации изобретенияAn example of the technical implementation of the invention
Пример 1. Комната переговоров с круглым столом на 8 мест.Example 1. Negotiation room with a round table for 8 people.
В качестве примера реализации предлагаемого способа рассмотрим комнату переговоров на восемь участников. В типовом многоэтажном железобетонном административном здании выбираем теплоизолированную комнату со следующими размерами: длина -6 м; ширина - 6 м; высота - 3.2 м. Под потолком по центру устанавливаем один или несколько конусообразных приемных зонтов 10 (фигура 1) вытяжной вентиляции. В случае установки одного приемного зонта диаметр его основания выбираем в пределах 2.5 м - 3 м и высоту конуса - 0.5 м - 0.6 м. Основание конуса должно быть на высоте не менее 2.2 м от пола. Зонт 10 вытяжной вентиляции подключаем к каналу вытяжной вентиляции через воздуховоды 15, 16, снабженные клапаном обратного хода 12, воздушным фильтром 13 и вытяжным вентилятором 14, имеющим регулятор управления оборотами электродвигателя. Кроме этого, согласно изобретению дополнительно устанавливаем в центральной зоне потолка ориентированные вертикально вниз в зону отсутствия рабочих мест инфракрасные излучатели с плотностью мощности потока не менее 100 Вт/м2.As an example of the implementation of the proposed method, consider a negotiation room for eight participants. In a typical multi-storey reinforced concrete administrative building, we select a heat-insulated room with the following dimensions: length -6 m; width - 6 m; height - 3.2 m. Under the ceiling in the center we install one or more cone-shaped receiving umbrellas 10 (figure 1) for exhaust ventilation. In the case of installing one receiving umbrella, we select the diameter of its base within 2.5 m - 3 m and the height of the cone - 0.5 m - 0.6 m. The base of the cone should be at a height of at least 2.2 m from the floor. The
По центру пола помещения устанавливаем один большой круглый рабочий стол 22, или несколько рабочих столов с круговой расстановкой с незанятой столами или столешницей 22 центральной зоной (фигура 2). За указанными выше рабочими столами по их периметру оборудуем индивидуальные сидячие рабочие места 23 (фигуры 2 и 3) таким образом, чтобы лица сидящих людей были обращены в сторону незанятой столами центральной зоны (несколько столов) или центра одного стола переговоров. При необходимости, между соседними рабочими местами дополнительно устанавливаем прозрачные перегородки высотой, равной 1,5-2 м и шириной, равной глубине посадочных мест (0.4-0.6 м). В этой свободной незанятой столами центральной зоне (несколько столов) или по центру столешницы одного стола 22 размещаем увлажнитель и ионизатор воздуха 24 (фигуры 2 и 3) с исходящим вертикально вверх потоком воздуха.In the center of the floor of the room, we install one
Кроме этого в указанную незанятую столами центральную зону (несколько столов) или по центру столешницы одного стола устанавливаем приточную вентиляцию, снабженную вентилятором 5 (фигура 1), камерой с ультрафиолетовым облучателем 6 (фигура 1), подогревателем 7 (фигура 1) и охладителем 8 (фигура 1), обеспечивающими в случае необходимости контролируемое охлаждение или подогрев выходящего из воздуховода воздуха с последующей подачей воздуха в воздухораспределитель с соплами 9 (фигура 1, фигура 3). Каждое сопло размещаем в центральной области поверхности рабочих столов на одинаковом расстоянии от каждого рабочего места, а также посредине между соседними рабочими местами. При этом с помощью указанных сопел 9 (фигура 1) приемных зонтов 10 (фигура 1) в центральной зоне комнаты переговоров 11 (фигура 1) формируются направленные вверх в середину раскрывов зонтов 10 вытяжной вентиляции вертикальные восходящие воздушные потоки воздуха с регулируемой скоростью в пределах 0.1 м/с - 2 м/с. Для экономии энергетических ресурсов система приточно-вытяжной вентиляции, используемой для реализации заявляемого способа, дополнительно оборудована рекуператором тепловой энергии 4 (фигура 1), воздуховодом рециркуляции 18, обратным клапаном 19 приточной вентиляции и заслонкой 20 переключения в режим рециркуляции. В рекуператоре входной воздушный поток приточной вентиляции, поступающий через зонт 1, фильтр 2 и воздуховод 3 (фигура 1), нагревается за счет энергии теплого потока воздуха, поступающего через воздуховод 15 в рекуператор 4 и выходящий из рекуператора наружу из помещения через воздуховод 16 и выпускной патрубок 17 (фигура 1).In addition, in the central zone indicated by the tables not occupied (several tables) or in the center of the tabletop of one table, we install supply ventilation equipped with a fan 5 (figure 1), a chamber with an ultraviolet irradiator 6 (figure 1), a heater 7 (figure 1) and a cooler 8 ( figure 1), providing, if necessary, controlled cooling or heating of the air leaving the duct with subsequent air supply to the air distributor with nozzles 9 (figure 1, figure 3). Each nozzle is placed in the central area of the surface of the working tables at the same distance from each workplace, as well as in the middle between adjacent workplaces. At the same time, with the help of these nozzles 9 (figure 1) of the receiving umbrellas 10 (figure 1) in the central zone of the negotiation room 11 (figure 1), vertical ascending air streams of air with adjustable speed within 0.1 m are formed directed upwards into the middle of the openings of the
Дополнительно согласно изобретению в центральной области поверхности рабочих столов перед каждым рабочим местом на расстоянии не менее 1 м устанавливаем ориентированные вертикально вверх направленные инфракрасные излучатели 25 (фигура 3) с плотностью потока мощности не менее 1.5 кВт/м2. Наличие инфракрасных излучателей с указанной выше большой плотностью мощности энергетического потока обеспечивает эффективный нагрев патогенных микрочастиц до температуры более 70°С, что приводит к уничтожению значительной части патогенной флоры за время ее пролета в центральной зоне 11 (фигура 1).Additionally, according to the invention, in the central region of the surface of the desktops, in front of each workplace at a distance of at least 1 m, we install vertically upward directed infrared emitters 25 (figure 3) with a power flux density of at least 1.5 kW/m 2 . The presence of infrared emitters with the above high power density of the energy flow provides effective heating of pathogenic microparticles to a temperature of more than 70°C, which leads to the destruction of a significant part of the pathogenic flora during its flight in the central zone 11 (figure 1).
Работой вентилятора 14 (фигура 1) вытяжной вентиляции, увлажнителя 24 (фигура 3), охладителя 8 (фигура 1) и подогревателя 7 (фигура 1) воздуха приточной вентиляции и регулированием скорости восходящих вертикально вверх потоков воздуха управляют вручную или с помощью системы климат-контроля 21 (фигура 1).The operation of the fan 14 (figure 1) of the exhaust ventilation, the humidifier 24 (figure 3), the cooler 8 (figure 1) and the heater 7 (figure 1) of the air supply ventilation and the speed control of the vertically ascending air flows is controlled manually or using the climate control system 21 (figure 1).
Описанная выше комната переговоров должна функционировать в двух режимах.The meeting room described above should function in two modes.
Первый режим - режим ожидания переговоров. В этом режиме для экономии энергетических ресурсов отключается вентиляторы 5 и 14 (фигура 1) приточно-вытяжной вентиляции. Вентиляция работает в пассивном режиме. Также отключаются ультрафиолетовый облучатель 6 (фигура 1), подогреватель 7 (фигура 1), охладитель 8 (фигура 1), инфракрасные излучатели 25 (фигура 3), увлажнитель и ионизатор 24 (фигура 3). Обогрев комнаты в зимнее время происходит за счет штатного центрального отопления. В летнее время вентиляция комнаты дополнительно возможна через открытые створки окон.The first mode is the negotiation standby mode. In this mode, to save energy resources, the fans 5 and 14 (figure 1) of the supply and exhaust ventilation are turned off. Ventilation works in passive mode. Also off ultraviolet irradiator 6 (figure 1), heater 7 (figure 1), cooler 8 (figure 1), infrared emitters 25 (figure 3), humidifier and ionizer 24 (figure 3). The heating of the room in winter is due to regular central heating. In summer, ventilation of the room is additionally possible through open window sashes.
Второй режим - режим проведения переговоров. В этом режиме для создания эпидемической безопасности все описанное выше оборудование приточно-вытяжной вентиляции включается. Вентиляция работает в активном режиме. При этом выдыхаемая участниками переговоров воздушно-капельная инфекция увлекается восходящими вертикально вверх потоками воздуха и отсасывается вытяжной вентиляцией. Кроме этого в режиме проведения переговоров включаются в штатный режим увлажнитель-ионизатор воздуха 24 (фигура 3), инфракрасные излучатели 25 (фигура 3). Их работа обеспечивает термическую дезинфекцию восходящих потоков воздуха и всего воздушного пространства в центре комнаты.The second mode is the negotiation mode. In this mode, to create epidemic safety, all the equipment of supply and exhaust ventilation described above is turned on. Ventilation is active. At the same time, the airborne infection exhaled by the participants in the negotiations is carried away by vertically ascending air flows and is sucked out by exhaust ventilation. In addition, in the negotiation mode, the humidifier-ionizer 24 (figure 3), infrared emitters 25 (figure 3) are included in the regular mode. Their work provides thermal disinfection of the ascending air currents and the entire air space in the center of the room.
Обогрев комнаты в зимнее время и в межсезонье происходит за счет подогревателя воздуха 7 (фигура 1) приточной вентиляции и за счет инфракрасных излучателей 25 (фигура 3). В летнее время вентиляция комнаты и ее охлаждение происходит за счет охладителя 8 (фигура 1) приточной вентиляции. При этом створки окон помещения должны быть плотно закрыты, а штатное отопление должно быть отключено. Эти меры необходимы для исключения случайного появления интенсивных горизонтальных составляющих воздушных потоков, способствующих переносу инфекции от одного человека к другому.The heating of the room in winter and in the off-season occurs due to the air heater 7 (figure 1) of the supply ventilation and due to infrared emitters 25 (figure 3). In the summer, the ventilation of the room and its cooling occurs due to the cooler 8 (figure 1) supply ventilation. At the same time, the sashes of the windows of the room must be tightly closed, and the regular heating must be turned off. These measures are necessary to exclude the accidental occurrence of intense horizontal components of air currents that contribute to the transfer of infection from one person to another.
Пример 2. Расчет характеристик процесса нагрева микрочастиц в воздушно- капельной инфекцииExample 2. Calculation of the characteristics of the heating process of microparticles in an airborne infection
Обоснование возможности и целесообразности выбора ИК излучения для инактивации вирусной инфекции дано в [4, 5].The rationale for the possibility and expediency of choosing IR radiation for the inactivation of a viral infection is given in [4, 5].
Проведем расчеты по нагреву микрочастиц с помощью инфракрасных излучателей с максимумом излучаемых длин волн в районе 3 мкм. Для этого значения длин волн коэффициент поглощения воды, из которой в основном и состоят микрочастицы, имеет максимальное значение, что способствует повышению эффективности предлагаемого способа дезинфекции.Let us carry out calculations for heating microparticles using infrared emitters with a maximum of emitted wavelengths in the region of 3 μm. For this value of wavelengths, the absorption coefficient of water, of which the microparticles mainly consist, has a maximum value, which contributes to an increase in the efficiency of the proposed disinfection method.
Имеем следующие исходные материалы для расчетов:We have the following source materials for calculations:
Плотность потока мощности инфракрасных излучателей q=1.5⋅103 Вт/м2 Power flux density of infrared emitters q=1.5⋅10 3 W/m 2
Скорость восходящего воздушного потока v=2 м/сUpward airflow velocity v=2 m/s
Высота помещения от пола до нижнего края зонтов вытяжной вентиляции h=3 мThe height of the room from the floor to the lower edge of the exhaust ventilation umbrellas h = 3 m
Время прохождения воздушного потока от пола до нижнего края зонтов вытяжной вентиляции tв=h/v=3 м/2 м/с=1.5 сThe time of passage of the air flow from the floor to the lower edge of the exhaust ventilation umbrellas t in \u003d h / v \u003d 3 m / 2 m / s \u003d 1.5 s
Удельная плотность микрочастицы, состоящей в основном из воды, ρ≈103 кг/м3 The specific density of a microparticle, consisting mainly of water, ρ≈10 3 kg / m 3
Теплоемкость воды С=4.2⋅103 Дж/(кг⋅К).Heat capacity of water C=4.2⋅10 3 J/(kg⋅K).
Диаметр микрочастицы d=10-6 м (типичный размер бактерий)Microparticle diameter d=10 -6 m (typical size of bacteria)
Без учета процесса тепловых потерь скорость ΔT/Δt одностороннего нагрева микрочастицыWithout taking into account the process of heat losses, the rate ΔT/Δt of one-sided heating of the microparticle
ΔT/Δt=3⋅q/(2⋅d⋅ρ⋅C)≈5 102 К/сΔT/Δt=3⋅q/(2⋅d⋅ρ⋅C)≈5 10 2 K/s
Тепловые потери при нагреве микрочастицы включают в себя две компоненты: потери на тепловое излучение и на теплоотдачу.Thermal losses during heating of a microparticle include two components: losses for thermal radiation and heat transfer.
Согласно закону Стефана-Больцмана плотность потока мощности qi теплового излучения микрочастицы, нагретой до температуры Т [К] qi(T)=σ⋅T4, где σ=5.67 Вт/(м2⋅К4)According to the Stefan-Boltzmann law, the power flux density q i of thermal radiation of a microparticle heated to a temperature T [K] q i (T)=σ⋅T 4 , where σ=5.67 W/(m 2 ⋅K 4 )
Согласно уравнению Ньютона-Рихмана плотность потока мощности теплоотдачиAccording to the Newton-Richmann equation, the heat transfer power flux density
qt=α⋅(T-Tоc), где α=(5÷25) [Вт/(м2⋅К)] коэффициент теплоотдачи от микрочастицы к воздушной среде, нагретой до температуры Тос.q t =α⋅(TT oc ), where α=(5÷25) [W/(m 2 ⋅K)] heat transfer coefficient from the microparticle to the air heated to temperature T os .
С учетом тепловых потерь скорость нагрева микрочастицыTaking into account heat losses, the heating rate of the microparticle
ΔT/Δt=3⋅[q-σ⋅Т4-α⋅(T-Тос)]/(2⋅d⋅ρ⋅С)ΔT/Δt=3⋅[q-σ⋅T 4 -α⋅(T-T os )]/(2⋅d⋅ρ⋅C)
Температура T(t) нагрева микрочастицы в зависимости от промежутка времени нагрева tMicroparticle heating temperature T(t) depending on the heating time t
На фигурах 4 и 5 показаны расчетные зависимости T(t)-273 изменения во времени t температуры Т нагрева микрочастиц диаметром 1 мкм в тепловом электромагнитном поле с плотностью теплового потока мощности 1,5 кВт/м2 и 2 кВт/м2 соответственно при температуре окружающего воздуха 20°С.Figures 4 and 5 show the calculated dependences T(t)-273 of the change in time t of the temperature T of heating microparticles with a diameter of 1 μm in a thermal electromagnetic field with a power heat flux density of 1.5 kW/m 2 and 2 kW/m 2 , respectively, at a temperature
Полученные численные оценки времени нагрева от 0°С до 90°С сопоставимы со временем tв прохождения воздушного потока от пола до потолка. Из уровня техники [2-3] известно, что нагрев мезофильных бактерий или вирусов до 90°С означает ее надежную мгновенную инактивацию, поскольку при такой температуре происходит свертываемость белков, их гидратация и денатурация.The obtained numerical estimates of the heating time from 0°С to 90°С are comparable with the time t in the passage of the air flow from floor to ceiling. From the prior art [2-3] it is known that heating mesophilic bacteria or viruses to 90°C means its reliable instantaneous inactivation, since at this temperature proteins coagulate, hydrate and denature.
Недавние опубликованные в [5] результаты экспериментов по инактивации вирусной инфекции показали хорошее совпадение приведенных выше результатов расчетов с экспериментальными данными.The recent results of experiments on the inactivation of a viral infection published in [5] showed a good agreement between the above calculation results and experimental data.
ЛитератураLiterature
1. Risto Kosonen, Arsen Melikov, Elisabeth Mundt, Panu Mustakallio, Peter Nielsen. Displacement Ventilation. - REHVA GUDEBOOK, No 23, 2017. 105 c. https://biblioteka.ktu.edu/1. Risto Kosonen, Arsen Melikov, Elisabeth Mundt, Panu Mustakallio, Peter Nielsen. Displacement ventilation. - REHVA GUDEBOOK, No 23, 2017. 105 p. https://biblioteka.ktu.edu/
2. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. Под ред. В.П. Широбокова. Винница, Нова Книга, 2015, 853 с.2. Medical microbiology, virology, immunology. Ed. V.P. Shirobokov. Vinnitsa, Nova Kniga, 2015, 853 p.
3. Позднее O.K. Медицинская микробиология. Под ред. В.И.Покровского. Москва, ГЭОТАР-МЕД, 2001, 776 с. 3. Later O.K. Medical microbiology. Ed. V.I. Pokrovsky. Moscow, GEOTAR-MED, 2001, 776 p.
4. А.K. Dharmadhikari et al., DNA Damage by OH Radicals Produced Using Intense, Ultrashort, Long Wavelength Laser Pulses // Physical Review Letters 112, 138105 (2014).4. A.K. Dharmadhikari et al., DNA Damage by OH Radicals Produced Using Intense, Ultrashort, Long Wavelength Laser Pulses // Physical Review Letters 112, 138105 (2014).
5. Yuqian Jiang, Han Zhang, Jose A.Wippold,… Sub-second heat inactivation of coronavirus using a betacoronavirus model. - Biotechnology and Bioengineering. 2021;118:2067-2075.5. Yuqian Jiang, Han Zhang, Jose A. Wippold,… Sub-second heat inactivation of coronavirus using a betacoronavirus model. - Biotechnology and Bioengineering. 2021;118:2067-2075.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781035C1 true RU2781035C1 (en) | 2022-10-04 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5924486A (en) * | 1997-10-29 | 1999-07-20 | Tecom, Inc. | Environmental condition control and energy management system and method |
| US20040007000A1 (en) * | 2000-08-28 | 2004-01-15 | Yasukata Takeda | Air refining device and ion generator used for the device |
| US20120176237A1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-07-12 | Joseph Akwo Tabe | Homeland intelligence systems technology "h-list" and battlefield apparatus |
| RU2672433C2 (en) * | 2013-01-29 | 2018-11-14 | Дайсон Текнолоджи Лимитед | Fan assembly |
| RU201439U1 (en) * | 2020-10-10 | 2020-12-15 | Александр Юрьевич Ваганов | A device for cleaning and disinfecting air and improving the microclimate of the room |
| WO2021195586A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | Ramirez Fort Marigdalia Kaleth | Ultraviolet radiation treatments |
| WO2022005505A1 (en) * | 2020-07-02 | 2022-01-06 | Current Lighting Solutions, Llc | Multispectral light disinfection system and method |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5924486A (en) * | 1997-10-29 | 1999-07-20 | Tecom, Inc. | Environmental condition control and energy management system and method |
| US20040007000A1 (en) * | 2000-08-28 | 2004-01-15 | Yasukata Takeda | Air refining device and ion generator used for the device |
| US20120176237A1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-07-12 | Joseph Akwo Tabe | Homeland intelligence systems technology "h-list" and battlefield apparatus |
| RU2672433C2 (en) * | 2013-01-29 | 2018-11-14 | Дайсон Текнолоджи Лимитед | Fan assembly |
| WO2021195586A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | Ramirez Fort Marigdalia Kaleth | Ultraviolet radiation treatments |
| WO2022005505A1 (en) * | 2020-07-02 | 2022-01-06 | Current Lighting Solutions, Llc | Multispectral light disinfection system and method |
| RU201439U1 (en) * | 2020-10-10 | 2020-12-15 | Александр Юрьевич Ваганов | A device for cleaning and disinfecting air and improving the microclimate of the room |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9393338B2 (en) | Air purification devices methods and systems | |
| US11028223B2 (en) | Ceiling tile with built-in air flow mechanism and UV air purifying device | |
| US11859624B2 (en) | Ceiling tile with built-in air flow mechanism | |
| US10316141B2 (en) | Ceiling tile with built-in air flow mechanism and UV air purifying device | |
| US11648331B2 (en) | Systems, apparatus and methods for purifying air | |
| US6855295B2 (en) | UV air cleaning and disinfecting system | |
| US11332573B2 (en) | Combination built-in air flow mechanism and LED kill chamber | |
| US7270691B2 (en) | Integrated air processing devices and isolation containment systems using such devices | |
| US7879299B2 (en) | Paddle fan medallion for enhancement of room air quality | |
| US20200116163A1 (en) | Fan mounted on a monitor or television | |
| KR102484689B1 (en) | underfloor air distribution fan terminal unit with space sterilization function | |
| US9222687B2 (en) | Active chilled beam with sterilization means | |
| WO2022078805A1 (en) | Downlight for general lighting and effective disinfection using short-wavelength radiation and air ionization having different distributions | |
| RU2781035C1 (en) | Methof for improvement of epidemic safety in meeting rooms and office spaces | |
| US11857705B2 (en) | Method of treating a space | |
| JP2022134675A (en) | Uv sterilizer, and room circulation type uv sterilizer | |
| US11993677B2 (en) | Combination mobile built-in air flow mechanism and LED kill chamber | |
| JP2021173517A5 (en) | ||
| CN116157162A (en) | Ultraviolet air sterilizer | |
| US20220290883A1 (en) | Germicidal air diffuser | |
| US20220034531A1 (en) | Air sanitizer with boundlessly-extended sanitizing chamber and method of using same | |
| US20220011013A1 (en) | Displacement induction environmental sanitizing control system | |
| GB2601912A (en) | Gas sterilisation apparatus | |
| JP2022013489A (en) | Mobile sterilizer | |
| WO2022130438A1 (en) | Conditioning apparatus |