紫外線發光二極管用於通風管道中空氣消毒的研究

摘要

鑑於當前世界各地的冠狀病毒 (COVID-19) 疫情，我們可能不得不面對與冠狀病毒的長期抗爭。故有必要準備並使用其他一些技術，以改善建築物中的空氣品質，尤其是在診所和醫院中。在本文內，我們開發了紫外線 (UVC) 發光二極管 (LED) 模組，可以安裝在空調系統的通風管道中以用於空氣消毒。 LED模組設計以LED面板為基本單元，因此很容易按比例放大以適應不同尺寸的風管。透過實驗和模擬來研究其消毒性能。研究結果顯示，在107立方米的會議室中，使用一個LED模組可分別在60分鐘和90分鐘內消滅超過76%和85%的病原體。 兩個LED模組消毒效果是一個LED模組的兩倍以上。 除了實驗中使用的病原體外，還對基於文獻的 LED 模組消滅 SARS-CoV-2 病毒的消毒性能進行了許多數值化的研究。 結果顯示，在同一會議室使用兩個 LED 模組, 超過 99.70% 的病原體接受紫外線劑量大於 4.47 J/m2時，將導致在一小時內 SARS-CoV-2 病毒的消滅率接近 89.10%。

引言

COVID-19的持續大流行已經造成了一場大規模的全球危機，造成數百萬人死亡。COVID-19 的空氣傳播已被廣泛認為是主要傳播途徑之一。在大流行期間，它得到了許多流行病學證據的支持。 由於沉降率低，這種空氣傳播物會持續存在於空氣中，並對與感染者同處一室健康的人構成威脅。與空氣傳播相關的緩解措施將具有挑戰性。因此COVID-19持續的大流行和未來可能發生新病毒的大流行, 需要實施新的控制系統來改善室內空氣品質。

室內空氣品質可以透過將新鮮的室外空氣引入室內環境來改善。 然而，這對於大多數系統來說會消耗大量能源。 許多室內場所採用空氣過濾器、空氣淨化器和電離器等其他方法作為減輕 COVID-19 傳播的附加措施。美國環境保護署 (EPA) 發布了有關改善室內空氣品質 (IAQ) 最佳實踐的新指南，以對抗新冠肺炎。 總體而言，報告中提出了實用的建議方法，例如優化室外新鮮空氣的進氣和過濾。 其中也建議使用紫​​外線殺菌照射 (UVGI) 系統對建築物中的空氣進行消毒。

UVGI 是一種有效的空氣消毒