КОНСУЛЬТАЦИЯ
+7 800 500-91-97
Звонок по России бесплатный
ПОЛУЧИТЬ КОНСУЛЬТАЦИЮ
КОНСУЛЬТАЦИЯ

Новости

На что способен УФ-диод?

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.рис1.jpg

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.рис2.jpg

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.

    рис3.jpg

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.

Стоимость 590 рублей, с сайта: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.armed.ru/product/lampa-medicinskaya-baktericidnaya-f15-t8-s-kvarc-r/


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

рис4.jpg

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.

Стоимость 852,28 рублей, с сайта: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://shop220.ru/tuv-15w-t8-g13-lampa-bakteritsidnaya-philips-tuv-15w-t8-g13-438-mm.htm

 

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.

рис5.jpg

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.

Стоимость 1 159,00 рублей, с сайта: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://shop220.ru/hns-15w-g13-lampa-bakteritsidnaya-osram-hns-15w-t8-g13-438-mm.htm

 

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.рис6.jpg

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.

[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.shiningled-opto.com

 

УФ-диод CA3535 series CUD7GF1B производства Sensor Electronic Technology, inc. (SETi), изображение внешнего вида приведено на рисунке 7.рис7.jpg

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.

[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.s-et.com

 

УФ-диод производства Taoyuan electron (HK) limited, изображение внешнего вида приведено на рисунке 8.

рис8.png

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.

[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ledwv.com

 

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.

[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.tme.eu/ru/details/pb2d-1cla-tc/svetodiody-uf/prolight-opto/

 

УФ-диод 九州星河 изображение внешнего вида приведено на рисунке 9.

рис9.jpg

Рис. 9 – Изображение внешнего вида УФ диода 九州星河

 

Основные характеристики:

Длина волны излучения 275 нм.

Оптическая мощность излучения 30 мВт.

Значение прямого напряжения 6,0 В.

Значения приведены для прямого тока 200 мА.

Стоимость 482,38 рублей.

[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://aliexpress.ru/i/4001177866066.html

 

УФ-диод XST-3535-UV-A60-CD275-00 производства Luminus Devices, изображение внешнего вида приведено на рисунке 10.рис10.png

Рис. 10 – Изображение внешнего вида УФ диода XST-3535-UV-A60-CD275-00

    

Основные характеристики:

Длина волны излучения 275 нм.

Оптическая мощность излучения 35 мВт.

Значение прямого напряжения 6,45 В.

Значения приведены для прямого тока 350 мА.

Стоимость от 35$.

[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.mouser.com/ProductDetail/Luminus-Devices/XST-3535-UV-A60-CD275-00?qs=XeJtXLiO41SERjNZdxW1Ag%3D%3D

 

Вывод:

Сравним возможности использования УФ-ламп и УФ-диодов. 

Для примера возьмем диод 九州星河 с длиной волны излучения 275 нм, оптической мощностью излучения 30 мВт, значением прямого напряжения 6,0 В, значением прямого тока 200 мА и стоимостью 482,38 рублей. 

Коэффициент использования бактерицидного потока согласно рис. 2 – 0,9. 

Соответственно, бактерицидный поток 27 мВт.

Для создания диодного аналога лампы Philips TUV 15w понадобится 175 шт. диодов九州星河. 


При этом их стоимость составит 85244,25 рублей. 

При этом энергопотребление изделия на основе диодов составит 210 Вт. 

Лампа Philips TUV 15w потребляет всего 15 Вт.


Автор статьи: В.С. Солдаткин, к.т.н., доцент каф. РЭТЭМ, "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" ТУСУР  










Подбор светильника по аналогу