在过去的世纪数百种科学研究证明了紫外杀菌辐照(UVGI或UV-C)能量的消毒功效,具有第一个灭活病毒和其他微生物 在表面上 1877年,1910年和1935年在空中的水中。

2019年Covid-19冠状病毒大流行也不例外。美国疾病控制和预防(CDC)和ASHRAE的中心包括UV-C,为推荐的缓解步骤,以减缓SARS-COV-2病毒的扩散。

 

灭活感染病原体

UV-C.电磁辐射被微生物DNA和RNA吸收,这改变了微生物的蛋白质结构并使细胞不活性并且无法复制。通过称为光电二聚体的过程,这种电磁损伤破坏了细胞的核酸并破坏了其遗传构建障碍,防止微生物感染和再现。更重要的是,UV-C能量没有产生的化学品,VOC或危险的副产品。

对传染病的空气和HVAC表面保护应用UV-C有三种主要方法:

  1. 上室或上空;
  2. HVAC气流消毒;和
  3. HVAC线圈/表面辐照。

室内/空气系统: 墙壁安装七英尺高,上室UV-C固定装置在室内天花板附近产生杀菌区,其中传染病迅速灭活。对流或机械空气电流的自然升起和落后的病原体在几秒钟内灭活,在几秒钟内(见图1)。

上室

上室杀菌夹具壁挂式七英尺或以上,并使用挡板向上引导UV-C能量,并向外设定不确保没有UV-C能量进入房间的占用部分。礼貌紫外线资源。

 

由于UV-C能量是开销,因此上室固定装置对于占用空间是安全的。灭活比率高达99%的建模,浓度进一步减少,随后的再循环空气(多剂量)。

HVAC气流消毒系统: UV-C气流或管道消毒系统可以在一秒钟的一小部分中灭活微生物。 UV-C固定装置安装在空气处理单元全部或HVAC导管中,以灭活微生物“在飞行”中。

UV-C.在管道系统中减少了在每个HVAC循环上的空气传播病原体,这可以在每小时多次消毒房间的总空气量。如图2所示,在供应和/或返回侧管道上可能发生气流消毒。 

UV-C.系统

导管杀菌UV-C系统安装在空气处理单元或空气分配系统中,以灭活微生物,并消毒移动气流“在飞行” - 以及HVAC表面上。礼貌紫外线资源。

 

线圈/表面辐射系统: 这些主要安装在HVAC空气处理单元内,以破坏溶液,病毒和模具,在HVAC线圈,空气过滤器,管道和排水盘上沉降和增殖(见图3)。 UV-C可防止这些区域成为病原体生长的微生物储层,其最终可以通过HVAC系统循环。虽然没有专门用于气流消毒,但HVAC表面照射系统还可以提供高达30%的空气传播病原体的首次灭活比,以及恢复清洁度的主要益处,提高了热交换效率和降低能耗。

线圈系统

礼貌紫外线资源。

 

杀菌紫外线的病原体易感性

细菌和病毒对紫外线的易感性有所不同,环境生物,真菌孢子和分枝杆菌比杀死比更快复制和非环境微生物和大多数细菌更难以杀死。 但甚至真菌有效地用高剂量UV-C杀死。例如,研究表明,病毒比典型的细菌更容易受到uv-C失活的影响(图4)。 

杀菌紫外线灭活

杀菌紫外线尿素灭活群体的微生物。数据来源:ASHRAE手册 - HVAC应用,第62章。由UV资源提供。

 

一般而言,UV-C空气消毒的有效性降至时间和强度,(即,将病原体暴露于UV-C能量的时间,确定需要多少UV-C强度。)

在包括目标病原体和对UV-C的易感性的情况下,有许多运行条件是该等方程式,包括靶病原体;气流量(体积和速度);空气温度和RH;暴露时间长度(管道长度);和管道材料反射率。这些因素中的每一个都进入任何给定的申请中所需的UV-C能量(通常是为有助于预测单个剂量水平的建模。)

值得注意的是,UV-C通过视线运行;它只能灭活它可以看到的东西(即,除非抽屉暴露于UV能量,否则不能消毒封闭抽屉的内部。)

 

夹具放置

在设计颗粒虫 - 紫外线消毒系统时,工程师应考虑AHU内的位置及其对性能的影响。

UV-C.对于线圈照射/表面清洁应用的应用在过去的25年里变得更加流行。由于存在线圈冷凝和湿排放式平移,灯通常安装在冷却盘绕的下游以解决病原体生长 - 两者都可以用作微生物育种场。

如今,许多建筑工程师通过简单地安装额外的UV-C灯来将其现有的UV装置转换为空中消毒应用程序以灭活空中病毒。其他人正在安装在冷却盘线圈下游的新系统,以获得空气灭活和线圈/排水盘照射的益处。

在线圈上游安装灯(图3)可以利用更温暖的环境(70°F上游与55°F平均下游)利用更高的灯输出来增强气体消毒。对于上游应用,工程师需要指定UV-C安全空气过滤器,以防止杀菌能量的降级。

 

结论

虽然杀菌UV-C系统已成功使用超过80年,但它们在感染控制设置中的应用已打蜡和衰落。

鉴于对预防传染病的空气传播的重点增加,设施专业人员可以利用杀菌紫外线技术,以极大地减少高度可靠和高效率的流行性的病原体浓度。

事实上,Ashrae关于传染气溶胶的位置文件(4月2020年)将杀菌UV-C能量鉴定为控制空气传播感染的经过验证的方法,以及透气和粒子过滤。

Ashrae的最近指导,CDC和HVAC交易中已发表的技术用品提供建筑工程和设施工作人员,其中有规模,选择,安装,操作和维护UV气流消毒系统所需的资源。