Ультрафиолет в системах кондиционирования воздуха

Задачей современных климатических систем становится не только охлаждение или нагрев воздуха, подаваемого в помещение: дополнительным требованием является обеспечение его чистоты и даже стерильности.

Невидимые лучи

Видимое человеческим глазом, а также невидимые инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляют так называемую оптическую область спектра в широком смысле этого слова. Входящее в нее ультрафиолетовое излучение (УФИ) было обнаружено немецким физиком Иоганном Вильгельмом Риттером в 1801 г., а в 1877 г. английские ученые Д. Даунc и Г. Блант впервые установили способность УФИ дезактивировать бактерии. Проведенные в 1920-х гг. обширные лабораторные испытания были настолько многообещающими, что полное уничтожение воздушно-капельных инфекций с помощью УФ казалось возможным в самое ближайшее время. УФИ стало активно применяться с 1930-х гг. и в 1936 г. было впервые использовано в США для стерилизации воздуха в хирургической операционной комнате. В 1937 г. первое применение УФИ в вентиляционной системе одной из американских школ впечатляюще снизило уровень заболеваемости учащихся корью и другими инфекциями. Столь давняя история использования УФИ позволяет говорить о данной технологии, как о надежной и проверенной временем.

Ультрафиолет против бактерий

Ультрафиолетовое излучение условно делят на три диапазона: УФ-C, УФ-B и УФ-A. Так называемый вакуумный диапазон УФ-С (длина волны 10 — 290 нм) не достигает поверхности Земли, так как поглощается озоновым слоем атмосферы. Как следствие этого, земные микроорганизмы не имеют никакой защиты против излучения С-диапазона. Особенно выраженным бактерицидным действием обладает УФ излучение с длиной волны 205–315 нм: оно вызывает деструктивно-модифицирующее фотохимическое повреждение ДНК клеточного ядра микроорганизма. Накапливаясь, данные изменения в ДНК микроорганизмов приводят к замедлению темпов их размножения и дальнейшему вымиранию в первом и последующем поколениях. В результате наблюдений было отмечено, что воздействие энергии в УФ диапазоне спектра наиболее эффективно с бактерицидной точки зрения при длине волны в 254 нм. Исследования показали, что 99% живых субстанций (плесень, вирусы, бактерии и аллергены) в воздухе уничтожаются за 24 часа прогона воздуха через ультрафиолетовую лампу. Например, Serratia marcescens – грамотрицательная, факультативная анаэробная, палочковидная вызывающая инфекцию мочевыводящих путей, сепсис или пневмонию, убивается за 15 минут. Один проход воздуха через воздушную систему с источником УФ-С излучения может стерилизовать его на 90%.

Важно, что УФИ работает не только против известных разновидностей вирусов, бактерий, грибков и плесени (например, H1N1 и всех других штаммов гриппа, в том числе «птичьего» и «свиного», ОРВИ, туберкулеза, обычной и атипичной пневмонии, кори и т.д.), но и против тех инфекционных заболеваний, которые еще неизвестны науке. Примером является болезнь легионеров: до 1976 г. данное заболевание не диагностировалось, хотя и существовало, но именно печально известная вспышка легионеллы, которая произошла в Филадельфии (США) в 1976 г. на съезде организации «Американский легион», объединяющей ветеранов различных войн, привлекла к себе пристальное внимание, подняв на повестку дня проблему дезинфекции воздуха, поступающего в помещение из климатической системы.

Как было установлено, болезнь легионеров имеет резко выраженную сезонность – большинство вспышек и отдельных случаев заболевания регистрируется летом, что не в последнюю очередь связано с интенсивной работой многочисленных кондиционеров «на охлаждение». Конденсат, скапливающийся в климатических системах, в летний период нагревается до 30 — 35 °С, что создает благоприятные условия для размножения легионеллы, возбудители которой представляют собой грамотрицательные аэробные палочки, способные длительно сохраняться в окружающей среде.

Подобная проблема возникает в основном там, где существуют разветвленные централизованные системы кондиционирования воздуха и вода отстаивается некоторое время, контактируя с подаваемым в воздуховоды воздухом (прежде всего, это гостиницы и лечебные учреждения). Что же касается офисных кондиционеров, то из них конденсат удаляется сразу, а вода в таких системах имеет слишком низкую температуру, чтобы в ней успели завестись и размножиться возбудители легионеллы. Поэтому при использовании сплит-систем распространение легионеллёза практически невозможно.

Более свежий пример: в середине апреля 2009 г. был обнаружен вирус, у которого был уникальный генетический код, отличный от любого известного вируса человеческого гриппа. Это было начало пандемии свиного гриппа: вирус, который возник в Мексике, распространился по всему миру, заражая миллионы людей и убивая тысячи. Виновником пандемии, завершившейся лишь к концу августа 2010 г., стал новый штамм H1N1 вируса гриппа, приведшего в 1918 г. к Испанский пандемии, в результате которой погибли от 30 до 50 млн человек во всем мире, или 2,7-5,3 % населения Земли (больше, чем умерло во время Первой мировой войны).

Огромное количество людей, их взаимодействие с животными и разными экосистемами, увеличение международной торговли и путешествий ставят на повестку дня поиск эффективных средств борьбы с болезнетворными микроорганизмами. Отчетливая тенденция появления новых болезней либо видоизменения «старых» предопределила новый виток интереса к технологиям УФ-стерилизации воздуха в начале XXI века.

УФИ в кондиционере

Особенно высок этот интерес в США, где в силу отмеченных выше причин УФ-С обработка воздуха стала весьма востребована. В 2003 г. ASHRAE (Американское общество инженеров по отоплению холода и инженеров кондиционирования воздуха) создало специальную группу по ультрафиолетовой обработке воздуха и поверхностей, преобразованную в 2007 г. в Технический комитет. Кроме того, был создан Комитет по стандартизации для разработки стандартов по испытанию систем обеззараживания воздуха и поверхностей, выдающий рекомендации по использованию УФ-С излучения в климатических системах в качестве эффективного пути снижения в воздухе биологически опасных элементов.

Устройства по УФ обработке воздуха с завидным постоянством получают призы и почетные грамоты на выставке AHR EXPO в США в разделе Indoor Air Quality. Один из таких комплектов получил приз за инновации на выставке AHR EXPO 2013 (одной из самых крупных и престижных HVAC выставок в мире). Лампы, используемые в комплекте, достаточно миниатюрны: длина 9 дюймов (22,86 см), диаметр 3/8 дюйма (0,952 см), что, по утверждению производителя, позволяет разместить их в пространстве существующих внутренних блоков сплит-систем.
Источник статьи

Оставить комментарий

Войти с помощью: