UVC-LED在空調殺菌中的應用

2019新型冠狀病毒肺炎疫情爆發至今已持續三個月,從鍾南山院士發聲至今也已滿一個月,從R0(Reproduction Number,即病毒再生繁殖數)看,除武漢外,疫情在全國大多範圍內基本得到控制,在最新公佈的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第六版)》中,仍將紫外線殺菌列入針對新型冠狀病毒最有效的殺菌方式。

氣體殺菌就是針對空氣的殺菌,液體殺菌最常見的就是針對飲用水的殺菌,固體殺菌就是針對日常設施的表面殺菌。紫外線殺菌有百年曆史,汞燈紫外燈在過去相當長時間內,滿足了人們大多數的殺菌消毒需要,如城市自來水處理、醫療器械及醫院環境消毒、家庭日常消毒等。

出現的UVC-LED紫外燈,因具有小尺寸、低功耗、環境友好、即開即亮等顯著優勢,在許多應用場景中顯現出替代汞燈的趨勢,如家用、商用淨水器殺菌抑菌、冰箱冷藏室殺菌抑菌、洗衣機殺菌、空調殺菌、智能馬桶殺菌等,越來越多的應用搭載UVC-LED殺菌方案。

優點:UVC-LED能量密度更高,便於在小尺寸密閉空間使用,能夠做到人機共存,克服了傳統汞燈紫外燈工作過程中必須清空人員與動物的缺點,使UVC-LED的應用具備巨大的想象空間。

筆者在之前的工作中,曾做過這樣一組實驗,將UVC-LED安裝在空調的進風口,UVC-LED的發光面正對著空調殼體圍成的空腔,打開空調並開啟UVC-LED進行殺菌測試,最高獲得了超過90%的殺菌效率。

UVC-LED在空調殺菌中的應用

UVC-LED不同劑量對空調的消殺測試


UVC-LED在空調殺菌中的應用

分析實驗數據可以看出,長達2h時間內,細菌通過UVC-LED殺菌模組的平均次數可大致認為是80-100次,其分佈是以空調為中心向外逐漸降低,即靠近空調的部分次數多,遠離空調的部分次數少,這要根據空調出風的空氣循環模型具體分析,在此不做詳細探討。

從最終結果看,獲得了超過90%的殺菌效率,但如果繼續增加UVC-LED的功率,可能在殺菌效率上無法獲得可觀的增長。筆者認為,30m3方形實驗艙的各個角落,以及空調背部某些區域,是空氣循環次數最少的區域,如果搭配其他殺菌方式,如負離子、紅外線、微波、等離子體等,可能獲得更高的殺菌效率,這部分工作,將在未來的實驗中加以驗證。

除空調外,這個UVC-LED空氣殺菌方案還可用於空氣淨化器、廚衛吊頂燈、智能晾衣架等領域,對關注區域的空氣進行殺菌消毒,從而保持空間無菌潔淨。UVC-LED封裝在機器內部,只要在設計開發過程中對紫外線洩漏做到有效防護,即可在工作過程中保持人機共存,增加使用的便捷性和舒適性。


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