DE102020005348A1 - Method and device for using UV-C light in rooms used by people. - Google Patents
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Abstract
UV-C Lichtmodulpaneel (1) als Raumluftreiniger im Dreieckdesign mit 45 Grad Eckübergang Wand zur Decke mit Abstände (A+B), die rückseitig über strömungsgünstige Rundungen (2) einen Luftkanal (10+11) bilden, um die direkte UV-C Bestrahlung (3) in den Raum über Reflektor (4) in den Luftkanal (11) mit Gegenreflektor (8+9) zu lenken, die im Zusammenspiel mit Wärmeeintrag und vertikalem Konvektionsimpuls den Luftdurchsatz mit Aerosol belastende Viren in Räumen mit Personen gefahrlos für Augen und Haut beschleunigt zu desinfizieren.UV-C light module panel (1) as a room air purifier in a triangular design with a 45-degree corner transition from wall to ceiling with distances (A+B), which form an air duct (10+11) on the back via streamlined curves (2) to avoid direct UV-C radiation (3) into the room via reflector (4) into the air duct (11) with counter-reflector (8+9), which, in combination with heat input and vertical convection impulse, pollutes the air flow with aerosol viruses in rooms with people without danger to eyes and skin to disinfect faster.
Description
Sars-CoV-2-Erreger verbreiten sich nicht nur im direkten Kontakt von Mensch zu Mensch, weil jemand etwa angehustet wurde, er schwebt auch in der Luft herum. Da hilft auch die Einhaltung des Mindestabstands wenig. Der Virus kann auf mikroskopisch kleinen Partikeln mit einem Durchmesser von wenigen tausendstel Millimetern sitzen, teils fest, teils flüssig und folgen nicht der Schwerkraft.Sars-CoV-2 pathogens not only spread in direct contact from person to person because someone was coughed on, they also float in the air. Keeping the minimum distance doesn't help much either. The virus can sit on microscopic particles a few thousandths of a millimeter in diameter, some solid, some liquid, and do not follow gravity.
Aerosole spielen eine wichtige Rolle bei der Verbreitung des Coronavirus. Sie können Stunden bis Tage in der Luft schweben, wobei der Feuchteanteil der Luft das Schweben der Teilchen beeinflusst. Winzige Aerosole transportieren den Erreger auch über längere Strecken bis zu 5 Meter, damit erhöht sich bei längerem Aufenthalt in kleinen, schlecht oder nicht belüfteten Räumen die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung durch Aerosole.Aerosols play an important role in the spread of the coronavirus. They can hover in the air for hours to days, with the proportion of moisture in the air affecting the levitation of the particles. Tiny aerosols also transport the pathogen over longer distances of up to 5 meters, so staying in small, poorly or not ventilated rooms for a long time increases the likelihood of transmission through aerosols.
Die Luftfeuchtigkeit ist ein entscheidender Faktor für die Lebenszeit der Aerosole. So können sich Partikel mittlerer Größe bis zu 23-mal so lange in feuchter Luft halten. Eine zu niedrige Luftfeuchte in einem Raum mag dabei vielleicht hilfreich sein, aber die Schleimhäute werden leichter austrocknen und damit anfälliger für andere Krankheitserreger. Eine Raumluftfeuchte von unter 40 Prozent gilt deswegen als problematisch.The humidity is a decisive factor for the lifetime of the aerosols. Medium-sized particles can stay in humid air for up to 23 times as long. Too low humidity in a room may help, but the mucous membranes dry out more easily and are therefore more susceptible to other pathogens. A room humidity of less than 40 percent is therefore considered problematic.
Zum Beispiel stehen wegen Ansteckungsgefahr mit Covid-19 Viren die Schulräumen im öffentlichen Fokus, hier sollen spätestens nach 45 Minuten Unterricht in jeder Pause „intensiv bei weit geöffneten Fenstern“ gelüftet werden. Fenster dauerhaft gekippt zu halten, reiche dagegen in stark belegten Räumen nicht aus. Dieses Verhalten im Winter fördert keinen störungsfreien Unterricht und ist mit Absenken der Raumtemperatur verbunden, welche wieder durch Aufheizen Energieverluste mit CO2-Emissionen verursacht.For example, due to the risk of infection with Covid-19 viruses, the public focus is on the classrooms, which should be ventilated “intensively with the windows wide open” after 45 minutes of lessons at the latest in each break. On the other hand, keeping windows tilted permanently is not enough in heavily occupied rooms. This behavior in winter does not promote disruption-free lessons and is associated with lowering the room temperature, which in turn causes energy losses with CO2 emissions through heating.
Stand der Technik.State of the art.
Die desinfizierende Wirkung von ultraviolettem Licht ist seit mehr als 100 Jahren bekannt und wird weltweit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Die effizienteste Herstellung von UV-C-Licht geschieht über Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe, die es in verschiedenen Größen und Wattleistungen bereits im Handel gibt. Mit bis 35 % in wird die Wattleistung in UV-C-Licht umgewandelt, den Rest emittiert als sichtbares Licht und Wärmestrahlen.The disinfecting effect of ultraviolet light has been known for more than 100 years and is used in a variety of applications worldwide. The most efficient way to produce UV-C light is with low-pressure mercury vapor discharge lamps, which are already commercially available in various sizes and wattages. With up to 35% of the wattage being converted into UV-C light, the rest is emitted as visible light and heat rays.
Kurzwelliges UV-C-Licht wirkt effektiv gegen Viren und Bakterien. Mit einer Wellenlänge von 253,7 nm werden bestrahlte Flächen in Innenräume von Viren und Bakterien mit einer Zuverlässigkeit von 99,9 Prozent entfernt. Um Menschen in Räumen vor dem schädlichen UV-C-Licht zu schützen, sollte das UV-C-Licht in der Art ausgerüstet werden, dass sobald jemand unerwartet das Zimmer betritt sofort das UV-C-Licht ausschaltet. Diese technische Sensor-Lösung bietet Firma Osram mit seinen „AirZing Produkte“, die in Räume mit UV-C-Licht zur Flächenbestrahlung zum Einsatz kommen. Nachteilig ist, dass der Einsatz nur über geschultes Personal empfohlen wird.Short-wave UV-C light is effective against viruses and bacteria. With a wavelength of 253.7 nm, irradiated indoor surfaces are removed from viruses and bacteria with a reliability of 99.9 percent. In order to protect people in rooms from harmful UV-C light, the UV-C light should be equipped in such a way that as soon as someone unexpectedly enters the room, the UV-C light is switched off immediately. Osram offers this technical sensor solution with its "AirZing products", which are used in rooms with UV-C light for surface irradiation. The disadvantage is that it is only recommended to be used by trained personnel.
Eine weitere flächendeckende Lösung zur gefahrlosen UV-C-Licht Luftreinigung in Räumen mit Personen, bietet die Firma Signify (Philips) mit einem viereckigen 50x50cm großen UV-C Gerät, das ähnlich wie von der Decken abhängende Lampe in mindestens 2,50 Meter Höhe und mit entsprechendem Raumabstand montierte sind. Das UV-C-Licht wird direkt über die vier Seiten des Gerätes mittels horizontaler Richtlamellen zur Wand gerichtet und soll wie ein unsichtbarer Schleier zur Decke eine Strahlenzone bilden, die thermisch aufsteigende Viren zur Decke abtötet. Zur Sicherheit sollen Warnlinien an den Wänden auf die UV-C-Installation aufmerksam machen. Nachteilig ist, dass die UV-C Strahlungsintensität (Watt/Quadratmeter) extrem in der Luft über die Wegstrecke abnimmt und im entsprechenden Geräteradius zur Wand wirksam wird.Another comprehensive solution for safe UV-C light air purification in rooms with people is offered by the company Signify (Philips) with a square 50x50cm UV-C device, which is similar to a lamp hanging from the ceiling at a height of at least 2.50 meters and are mounted with appropriate space distance. The UV-C light is directed towards the wall via the four sides of the device by means of horizontal directional slats and is intended to form a radiation zone like an invisible veil towards the ceiling, which kills thermally rising viruses towards the ceiling. For safety, warning lines on the walls are intended to draw attention to the UV-C installation. The disadvantage is that the UV-C radiation intensity (watts/square meter) decreases extremely in the air over the distance and becomes effective in the corresponding device radius to the wall.
UV-C- Licht hat eine desinfizierende Wirkung, weil sie die DNA-Strukturen von Mikroorganismen beeinflusst. Es verursacht eine photochemische Wirkung in Thyimin. Im Zellkern von Mikroorganismen bei einer spezifischen Wellenlänge von 253,7 nm verändern sich die DNA in der Art, dass die Zelle nicht mehr in der Lage ist, sich zu vermehren und zu überleben. Der Mikroorganismus wird unschädlich gemacht und stirbt. V-UV-Licht (185 nm) tötet ebenfalls Mikroorganismen ab, verursacht jedoch Ozon, das für den Menschen schädlich ist. Dagegen ist UV-C Licht Ozon frei und sicherer.UV-C light has a disinfecting effect because it affects the DNA structures of microorganisms. It causes a photochemical effect in thyimine. In the cell nucleus of microorganisms at a specific wavelength of 253.7 nm, the DNA changes in such a way that the cell is no longer able to reproduce and survive. The microorganism is rendered harmless and dies. V-UV light (185nm) also kills microorganisms but creates ozone which is harmful to humans. On the other hand, UV-C light is ozone free and safer.
UV-C Bestrahlungen sorgen für eine effektive Desinfektion mit Wirksamkeit auf die Inaktivierung von SARS-CoV-2, dem Virus, das COVID-19 verursacht, der innerhalb von Sekunden nicht mehr nachweisbar ist. Das ultraviolette Licht kann bei direkter und indirekter Bestrahlung zu starken Verbrennungen auf menschlicher Haut und Netzhautschädigung in die Augen führen. Ein sicherer Betrieb mit virenfreier Raumumgebung bei Personenbenutzung wäre von besonderer Bedeutung.UV-C radiation provides effective disinfection effective on the inactivation of SARS-CoV-2, the virus that causes COVID-19, which is undetectable within seconds. Direct and indirect exposure to ultraviolet light can cause severe burns on human skin and damage the retina of the eyes. Safe operation with a virus-free room environment when used by people would be of particular importance.
Über Wärmabgabe von Personen, elektrische Gerät wie Computer und sonstige Wärmequellen u.a. Heizkörpern, steigen mit der thermischem Luftkonvektion die leichten Aerosole zur Decke und von dort verteilen sich sehr schnell im Raum. Die Luftfeuchtigkeit im Raum, die möglicherweise mit Viren belastete Aerosolen korrespondiert, kann über den CO2-Wert als Virenindikator gemessen werden. Ein niedriger CO2-Wert im Raum, möglichst unter 600ppm, vermittelt ein behagliches Raumklima.The light aerosols rise to the ceiling with the thermal air convection via heat emission from people, electrical devices such as computers and other heat sources such as radiators and from there are distributed very quickly in the room. The humidity in the room, possibly with corresponds to aerosols contaminated with viruses, can be measured using the CO2 value as a virus indicator. A low CO2 value in the room, if possible below 600ppm, conveys a comfortable room climate.
Aufgabetask
Ein UV-C-Licht Raumluftreiniger, der sich optisch vorteilhaft an die Wand-Decke Geometrie anpasst und vorzugsweise während der laufenden Raumnutzung von Personen, auch bei hoher Kontaktdichte, in Räumen wie Büros, Schulen, Toiletten, Sporthallen, Geschäften, Hotelzimmern, Lagerhäusern bis zu öffentlichen Verkehrsmitteln, gefahrlos für Augen und Haut einsetzbar ist und die kontaminierte Luft mit minimalem Abstand zu den Aerosol belastenden Viren bei hoher Bestrahlungsindensität effektiv desinfiziert.A UV-C light room air purifier that visually adapts favorably to the wall-ceiling geometry and preferably during the ongoing use of space by people, even with high contact density, in rooms such as offices, schools, toilets, sports halls, shops, hotel rooms, warehouses to to public transport, can be used without danger to eyes and skin and effectively disinfects the contaminated air with a minimal distance to the aerosol-polluting viruses at high radiation intensity.
Lösungsolution
UV-C Lichtmodulpaneele (1) im Dreieckdesign als Übergangseck von Wand (W) zur Decke (D) mit frontseitig strömungsgünstigen Abrundungen (2) in die Abstände (A+B), die rückseitig übers Eck einen Luftkanal (10+11) bilden, der über mindestes einem Reflektor (4) im UV-C Lichtmodulpaneel (1) verfügt, um die abgeschirmten UV-C Strahlung (3) zum Raum in den Eckluftkanal (11) mit Gegenreflektor (8 ,9, 8+9) umzulenken. Dieser ist eingespannt innerhalb von mindestes zwei Eckhalterungen (7) des Lichtmodulpaneels (1), um optisch mit verstärktem Zusammenwirken von Reflektor und Gegenreflektor die Luftdesinfizierung effektiv bewerkstelligt. Dabei werden auch Wärmestrahlen frei, die mit Wärmeeintrag in den Luftdurchsatz einen Konvektionsimpuls zur Decke (D) entsteht lässt, der die Luftreinigung beschleunigt. In vorteilhafter weise kann im Luftkanal (10 +11) über den Gegenreflektor seitlich unterschiedliche Reflektionsflächen (8+7) zum Einsatz kommen, um indirekt bestrahlte UV-C Zonen (X) an Wand (W) oder Decke (D) zu projizieren. (
Im vergrößerten Eckvolumen des Luftkanals (10+11) wird mit reduzierter Luftgeschwindigkeiten längere Verweilzeiten mit kurzen UV-C Abstände (3) eine hohe Bestrahlungsintensität erzeugt. Über seitlich offen Gegenreflektoren (9) mit weniger als 90 Winkelgrad zum Ein- (A) und Austritt (B), werden Decke- und Wandflächen indirekt als UV-C Zonen (X) bestrahlt. Mit natürlicher oder mechanischer Belüftung in den Raum, können kontaminierte Raumluft über Konvektion zur Wand und/oder Decke in der UV-C Zone (X) desinfiziert werden. (
Das bevorzugte zusammenwirken von Reflektor (4) im UV-C Lichtmodulpaneel (1) mit dem in der Eckhalterung (7) eingespannten Gegenreflektor (8), geschieht mit perforierten Flächen des Luftkanals (10+11), der über innerer spitzwinkliger Lichtreflektionen eine hohe Bestrahlungsintensität für virenbelastete Aerosole von mehr als 10W/m2 erreichen kann und über äußere Anti Reflektion Beschichtung eine indirekte Flächenbestrahlung (X) an Wand (A,W) und Decke (B,D) weitgehend reduziert. (
Die Montage der UV-C Lichtmodulpaneele (1) im Raum erfolgt entlang im Eckbereich von Wand und Decken. Der Einbau kann nach Erfordernissen einseitig, gegenüberliegend, in L-Form oder rundum erfolgen. Ein Raumbelegungsbeispiel zeigt
Die Luft wird innerhalb der CO2-Grenzwerte über die UV-C-Lichtmodulpaneelen (1) kontinuierlich desinfiziert und zirkuliert von oben über die Decke (D) in den Raum. Für anwesende Personen im Raum unbedenklich, da über die Abschirmungen Auge und Haut einer direkten UV-C Lichtquellen nicht ausgesetzt sind. Die Frontseite des 45 gradigen Dreieckdesigns (1) Wand zur Decke ermöglicht auf ihrer Modullänge, fixierte Raumleuchten (12) oder kippbarer Raumleuchten (13) anzubringen und stromseitig über das Modulpaneel anzuschließen. (
Die bevorzugte elektrische Lichtausstattung besteht mindestens aus einer integrierten Niederdruck-Quecksilberdampfentladungslampe als T18 UV-C Lichtröhre mit gegenseitigem 2 Pin-Sockel in verschiedenen Liefergrößen, G23 Fassungen und Vorschaltgerät, die an wechselseitig eingesetzten Halterungen (5) im Gehäuse, einerseits den Reflektor (4) mit Lichtröhre und 2 Pin-Fassungen abschließt und anderseits das Vorschaltgerät aufnimmt.The preferred electrical lighting equipment consists of at least one integrated low-pressure mercury vapor discharge lamp as a T18 UV-C light tube with mutual 2-pin sockets in various delivery sizes, G23 sockets and ballast, which are attached to alternately used brackets (5) in the housing, on the one hand the reflector (4) with light tube and 2-pin sockets and on the other hand accommodates the ballast.
Gehäuse und Einbauteile des Lichtpaneels kann aus Aluminium- oder Stahlblechteilen gefertigt, miteinander verschraubt oder genietet und nach Kundenwunsch lackiert werden. Über die Wand- und Deckenhalterung im seitlichen Ein- und Ausgang der Module, werden über Clipverschlüsse einfaches Paneel - und Röhrenwechseln praktiziert.The housing and built-in parts of the light panel can be made of aluminum or sheet steel parts, screwed or riveted together and painted according to customer requirements. Via the wall and ceiling bracket in the side entrance and exit of the modules, simple panel and tube changes are practiced via clip fasteners.
Figurenlistecharacter list
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1 zeigt den Vertikalschnitt eines UV-C Lichtmodulpaneels (1) im Dreieckdesign mit frontseitigen Rundungen (2) als Strömungsübergang zur Wand (W) und Decke (D) mit Abstände (A+B), um rückseitig einen Luftkanal (10+11) übers Eck zu bilden, in dem die abgeschirmten UV-C-Licht (3) zum Raum als Wärmeimpuls über mindestes einen Reflektor (4) im Lichtmodulpaneel (1) in den Luftkanal (11) mit Gegenreflektor (8+9) lenkt, welcher längs in die Eckhalterungen (7) des Lichtmodulpaneels (1) eingespannt ist und eine indirekte UV-C Zone (X) an Wand (W) oder Decke (D) projizieren kann.1 shows the vertical section of a UV-C light module panel (1) in a triangular design with front curves (2) as a flow transition to the wall (W) and ceiling (D) with distances (A+B) and an air duct (10+11) around the corner at the back in which the shielded UV-C light (3) is directed to the room as a heat impulse via at least one reflector (4) in the light module panel (1) into the air duct (11) with counter-reflector (8+9), which longitudinally into the Corner brackets (7) of the light module panel (1) is clamped and can project an indirect UV-C zone (X) on the wall (W) or ceiling (D). -
2 zeigt den Vertikalschnitt eines UV-C Lichtmodulpaneels (1) im 45 Grad Dreieckdesign mit frontseitigen Rundungen (2) als Strömungsübergang, mit abgeschirmten UV-C-Licht (3) zum Raum, das als Wärmeimpuls über mindestes einen Reflektor (4) im Lichtmodulpaneel (1) in den Luftkanal (10+11) mit perforierten Gegenreflektor (8) lenkt, welcher längs in die Eckhalterungen (7) des Lichtmodulpaneels (1) eingespannt ist.2 shows the vertical section of a UV-C light module panel (1) in a 45 degree triangular design with front curves (2) as a flow transition, with shielded UV-C light (3) to the room, which is emitted as a heat impulse via at least one reflector (4) in the light module panel ( 1) into the air duct (10+11) with a perforated counter-reflector (8), which is clamped lengthwise into the corner brackets (7) of the light module panel (1). -
3 zeigt den Vertikalschnitt eines UV-C Lichtmodulpaneels (1) mit seitlich offen Gegenreflektoren (9) bei weniger als 90 Winkelgrad Öffnung zum Ein- (A) und Austritt (B), um die kontaminierte Raumluft in Luftkanal direkt und Decke und Wand indirekt als UV-C Zonen (X) zu bestrahlen.3 shows the vertical section of a UV-C light module panel (1) with counter-reflectors (9) open at the side with an angle of less than 90 degrees opening to the inlet (A) and outlet (B), to the contaminated room air in the air duct directly and ceiling and wall indirectly as UV -C zones (X) to irradiate. -
4 zeigt den Vertikalschnitt eines UV-C Lichtmodulpaneels (1) mit 45 Grad Dreieckdesign, das auf der frontseitigen Modullänge mit fixierte oder kippbare Raumleuchten (12+13) versehen sind, die stromseitig über das Modulpaneel versorgt werden.4 shows the vertical section of a UV-C light module panel (1) with a 45 degree triangular design, which is provided with fixed or tiltable room lights (12+13) on the front module length, which are supplied on the power side via the module panel. -
5 zeigt im Raum eine Querluftreinigung mit Visasvis UV-C Lichtmodulpaneelen (1) mit Wand zur Wand Montage beispielhaft im Grundriss eines Klassenzimmers. Die Überwachung und Steuerung der Raumluftfeuchtigkeit geschieht bevorzugten unterhalb der UV-C Lichtmodulpaneele (1) über einen Bewegungsmelder (Y), der in Stromreihe vor einem CO2 Kontroller (Z), geschaltet ist.5 shows cross-air purification in the room with Visasvis UV-C light module panels (1) with wall-to-wall installation as an example in the floor plan of a classroom. The room humidity is preferably monitored and controlled below the UV-C light module panels (1) via a motion detector (Y), which is connected in series with a CO2 controller (Z).
Bezeichnungen
- 1
- Lichtmodulpaneel
- 2
- Strömungsrundung
- 3
- UV-C Leuchtkörper
- 4
- Reflektor
- 5
- Einbauteilehalter
- 6
- Modulhalter
- 7
- Wand/Decke Eckhalter
- 8
- Perforierter Gegenreflektor
- 9
- < 45° Gegenreflektor
- 10
Luftkanal 1- 11
Luftkanal 2- 12
Raumleuchte 1- 13
Raumleuchte 2- W
- Wand
- D
- Decke
- A
- Wandströmung
- B
- Deckenströmung
- X
- Indirekte UV-C Strahlen
- Y
- Bewegungsmelder
- Z
- CO2-Kontroller
- 1
- light module panel
- 2
- flow rounding
- 3
- UV-C illuminant
- 4
- reflector
- 5
- mounting parts holder
- 6
- module holder
- 7
- Wall/ceiling corner bracket
- 8th
- Perforated counter-reflector
- 9
- < 45° counter-reflector
- 10
-
air duct 1 - 11
-
air duct 2 - 12
-
Room light 1 - 13
-
Room light 2 - W
- Wall
- D
- ceiling
- A
- wall flow
- B
- ceiling flow
- X
- Indirect UV-C rays
- Y
- motion detector
- Z
- CO2 controller
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2020
- 2020-09-01 DE DE102020005348.3A patent/DE102020005348A1/en not_active Withdrawn
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