e-gépész online szaklap

Légfertőtlenítő berendezések alkalmazási lehetőségeinek vizsgálata

2024. szeptember 10. | Németh Bíborka, dr. Csáky Imre | |  0 |

A piacon egyre elterjedtebb a légfertőtlenítő berendezés, míg a koronavírus előtt csak az egészségügyi szervezetek alkalmazták. A berendezés a különböző kórokozók levegőben való terjedését képes megállítani. A berendezés alkalmas más légtechnikai eszközökkel való együttműködésre, amennyiben megfelelően van megválasztva a berendezések pozíciója. Cikkünk egy TDK pályamunka kivonata, ami 55 számozott oldalt és 42 ábrát tartalmazott. A TDK dolgozat számos további mérést, eredményt tartalmaz, viszont most csak a legérdekesebbeket emeltük ki. Mérési eredményeinkkel szeretnénk felhívni a figyelmet arra, hogy minden lég- és klímatechnikai beltéri egység elhelyezési helyét gondosan kell megválasztani.

A cikk a Magyar Épületgépészet 2024/7–8. számában jelent meg.

A koronavírus ötödik éve az életünk része. 2019 decemberében egy új koronavírus (SARS-CoV-2) jelent meg Kínának központi területén fekvő, legnépesebb városában, Vuhanban, és néhány hónapon belül gyorsan elterjedt a világban, COVID-19 néven [1]. Habár a megbetegedések és elhalálozások száma csökken, a vírus felhívta a társadalom figyelmét a vírusok elleni óvintézkedésekre. A karantén, távolságtartás és időszakos lezárások a kezdeti megszorítások közé tartoztak. [2]

A fent felsorolt események, okaik és következményeik teszik oly fontossá az épületek levegőjének minél frissebbé, egészségesebbé tételét, kórokozó tartalmának minimalizálását. Erre ad lehetőséget az épületek szellőztetésének lehető legkorszerűbbé tétele, levegőjének fertőtlenítése. Különböző egészségügyi szervezetek iránymutatásainak hatására több gyártó cég létrehozott egy új beltéri eszközt, amit légfertőtlenítő berendezésnek neveztek el. Korábban a piacon számos légfertőtlenítő eszköz volt jelen, azonban ezeket kizárólag kórházakban alkalmazták, egészen 2019-ig.

A szellőzésnek két módja van, a természetes és a mesterséges szellőzés. A természetes szellőzés ellenőrizhetetlensége, a nagy hőveszteség kockázata és az időjárástól való függőség néha teljes működésképtelenséget okozhat. A természetes szellőzés során nem tudjuk szabályozni a hőmérsékletet és a páratartalmat, csak a külső levegő adottságaihoz igazodhatunk, ráadásul a nyitott ablakon keresztül beszűrődhet por és zaj a célhelyiségbe [3]. Ezzel szemben a mesterséges szellőzés lehetővé teszi a precíz ellenőrzést és szabályozást, így alkalmazkodva a helyiségben tartózkodók igényeihez [4]. Méréseink során a MSZ CR 1752 szabvány alapján a 0,2 m/s-ot vetttünk alapul kritikus értékként. [5]

Célunk volt a légfertőtlenítő berendezés egyedüli és együttes hatásának a vizsgálata a mesterséges szellőzéssel a tartózkodási zónára és igazolni ezen berendezések helyzete megválasztásának fontosságát.

Lég- és klímatechnikai laboratórium

A lég- és klímatechnikai laboratóriumban elhelyezett légkezelő gép biztosítja a beáramló friss levegőt a célhelyiségbe.

1. ábra. Légkezelő berendezés

A belmagasság 3 m, a fal színe pedig fekete, hogy a légáramokat füstöléskor láthatóvá tehessük, amikor a tartózkodási zónába való behatolást szemléltetjük (2. ábra). 0,6×0,6 m-es négyzetek vannak a falra festve, hogy a mérési távolságok egyértelműen meghatározhatók legyenek.

2. ábra. Füstölt légáram

Alkalmazott műszerek

Méréseink során Testo 400-as klíma- és légtechnikai mérőműszert (3. ábra) és Testo turbulencia fok szondákat (4. ábra) használtuk. Az anemosztát térfogatáramát a KIMO DBM610 térfogatáram mérőműszer (5. ábra) segítségével határoztuk meg. [6] [7] [8]

Balra: 3. ábra. Testo 400 klíma- és légtechnikai mérőműszer

Középen: 4. ábra. Testo turbulenciafok-szonda mérőfeje

Jobbra: 5. ábra. Kimo DBM 610 térfogatáram-mérőműszer

A légfertőtlenítő berendezés ismertetése

A berendezés (6. ábra) működési elve: a levegő az EC nyomókamrás ventilátor hatására alulról a készülékbe áramlik. A beömlő levegő áthalad a szűrőn (7. ábra), ami felfogja a levegőben lévő részecskék legnagyobb részét. Az UV-C reaktor erős UV-C sugárzással sterilizálja a rajta áthaladó levegőt. Miután áthaladt az aktív szénszűrőn (8. ábra), a csírátlanított levegő a berendezés felső részén át visszaáramlik a helyiségbe. [9]

A kecskeméti Airvent Légtechnika Zrt. telephelyére ellátogattunk, hogy a termékcsaládot megismerjük. Az UV-C FlitAir 75 és UV-C FlitAir 45 gépeken 500, 600, 800 és 1000 m³/h térfogatáramokon mértünk, hogy megfelelnek-e a komfortkritériumoknak. A két vizsgált UV-C FlitAir 75-ös berendezés egyikén a frontoldalon (9. ábra) található a kifúvás, a másikon a gép tetején (10. ábra) található a kifúvás úgy, mint az UV-C FlitAir 45-ös berendezésen (11. ábra).

Balra: 6. ábra. Légfertőtlenítő berendezés

Középen: 7. ábra. Finomszűrő

Jobbra: 8. ábra. Aktívszénszűrő

Balra: 9. ábra. UV-C FlitAir 75, kifúvás a frontoldalon

Középen: 10. ábra. UV-C FlitAir 75, kifúvás a gép tetején

Jobbra: 11. ábra. UV-C FlitAir 45, kifúvás a gép tetején

Alkalmazási példa

Összesen 165 mérést végeztünk és 486 adatot dolgoztunk fel. Egy mérés 3 percig tartott, ami idő alatt a szonda megmérte a légáram adatait és a műszer ebből turbulencia fokot és huzatarányt számolt.

A laboratóriumban a méréseink során vizsgáltuk az 1. esetet, amikor csak a légfertőtlenítő berendezés működik. Megmértük a légsebességeket, amikor csak az anemosztát üzemelt. A 60×60-as mennyezeti anemosztát középpontján és két oldalának középpontján mértük a légsebességeket (2. eset). Végül az együttes működésüket vizsgáltuk abból a célból, hogy feltárjuk, van-e olyan helyzet kombináció, ahol nem felel meg együttes működésük a komfort kritériumainak (1+2 eset) (12. ábra).

12. ábra. Labormodell

Méréseinket 4 különböző magasságban végeztük: 1,7 m, álló ember fejmagassága, 1,1 m és 0,6 m, ülő ember tarkó- és derékmagassága és 0,1 m, a boka magassága (13. ábra). Ezekre a területekre a legérzékenyebb az emberi test, ezért végeztük ezeken a magasságokon a komfortméréseket.

13. ábra. Testo turbulenciafok-szonda állványon

Az irányfüggetlen turbulenciafok-szondát a gép szimmetriatengelye mentén helyeztük el. A mérőállványt 5 különböző távolságban (0,6 m; 1,2 m; 1,8 m; 2,4 m; 3 m) helyeztünk el a berendezéstől (14. ábra), hogy a szoba egészén tudjuk vizsgálni a tartózkodási zónát.

14. ábra. Az állvány távolsága a légfertőtlenítőtől

Mérések a légfertőtlenítő berendezésen

A légfertőtlenítő berendezésen először külön végeztük a vizsgálatokat az anemosztát hatásait nem számítva. Méréseink során a légfertőtlenítő berendezés 400, 200 és 50 m³/h térfogatáramon működött.

A légfertőtlenítő berendezés egyedüli működése során csak a tartózkodási zóna felső határában érte el a 0,2 m/s-ot a légsebesség, a többi pontban megfelelt a komfort kritériumoknak.

Mérések egy mennyezeti örvénybefúvón

Az anemosztát lamellái állíthatók és pozíciójukkal tudjuk beállítani a levegő beáramlásának irányát (15. ábra). A lamellák a téli állásra voltak állítva, hiszen akkor van több fertőzés és kórokozó, ami miatt a légfertőtlenítő berendezést alkalmazzuk.

15. ábra. Téli és nyári légáramok

Az anemosztát 500 m³/h térfogatáramon üzemelt. A mesterséges szellőzés egyedüli működése során a tartózkodási zónában nem alakultak ki olyan légsebességek, amelyek a komfort kritériumnak nem felelnek meg, ezért részletes bemutatást nem igényel, mert a szakirodalomban ismert eredményeket tapasztaltuk mi is. A tartózkodási zóna felett viszont elérte az 1,1 m/s-ot a légsebesség. Ez azért fontos, mert a légfertőtlenítő és a mesterséges szellőzés légáramai a tartózkodási zóna felett találkoznak és egymást erősítve hatolnak be a tartózkodási zónába.

Mérések légfertőtlenítő berendezés és mennyezeti befúvó együttes alkalmazása esetén

A mesterséges szellőzés és a légfertőtlenítő berendezés együttes működése során vizsgáltuk, hogy a tartózkodási zónában van-e 0,2 m/s feletti légsebesség.

Méréseink során több ilyen értéket is kaptunk, amivel igazolhatjuk, hogy fontos vizsgálni az együttes működést egy légfertőtlenítő berendezésnek az épületben működő mesterséges szellőzéssel. Fontos, hogy hova helyezzük el a berendezéseinket, hogy ne legyen hatással a tartózkodási zónában lévőkre. A komforton kívül eső esetek következményei: a nagy levegősebesség huzatérzetet okozhat az emberek nagy részénél, amely kellemetlenné teheti a helyiségben való tartózkodást.

A kecskeméti mérések eredményei

A kifúvástól 3 különböző távolságban mértük a légsebességet, huzatarányt, turbulencia fokot és hőmérsékletet. A gépek alján található a beszívási nyílás, ahol szintén vizsgáltuk a légsebességeket, hogy kialakulhat-e akkora légsebesség a beszívás során, hogy a légáramlat magával vigyen apró szennyeződéseket. A légfertőtlenítő berendezéssel ellátott helyiségekben a takarítás fontossága nő, hiszen a beszívó nyílás a gép alján található, a szűrő eltömődését akadályozhatjuk meg a tiszta környezettel.

Eredmények

A légfertőtlenítő berendezésen először külön végeztük a vizsgálatokat a mennyezeti befúvó hatásait nem számítva. Majdnem minden légsebesség 0,2 (m/s) alatt helyezkedik el, tehát a komfort zónának megfelelnek. A tartózkodási zóna felső határában mértünk 0,2 (m/s) feletti eredményt (16. ábra). Általánoságban elmondható, hogy amennyiben nincs a légáram útjában valamilyen akadály (bútorzat, fal, …) a légfertőtlenítő berendezés önmagában szinte bárhol elhelyezhető egy helyiségben és nem lesz befolyással a tartózkodási zónában lévők komfortérzetére.

16. ábra. Légsebességek a tartózkodási zónában

A légfertőtlenítő berendezésből a primer légáram a tartózkodási zóna felett kerül bevezetésre ugyanúgy, mint a mennyezeti örvénybefúvónál és itt történik a két légáram találkozása is. A két légáram ütközve ennek következtében egymást erősítve hatolnak be a tartózkodási zónába.

Méréseink során több olyan értéket kaptunk (17. ábra), amelyek meghaladják a 0,2 m/s-ot, amivel igazolhatjuk, hogy fontos vizsgálni egy légfertőtlenítő gépnek az épületben működő mesterséges szellőzéssel való az együttes működését és fontos, hogy hova helyezzük el a berendezéseinket, hogy ne legyen hatással a helyiségben tartózkodók komfortérzetére.

17. ábra. Légsebesség a tartózkodási zónában

További eredmények

Számos mérés során a tartózkodási zónában nem alakultak ki olyan légsebességek, amelyek a komfort kritériumnak nem felelnek meg. A huzatkritérium meghatározásához további adatokat rögzítettünk: turbulencia fok, léghőmérséklet. Ezeket az eredményeket táblázatba rendeztük.

1. táblázat. Mennyezeti örvénybefúvó 500 m³/h, légfertőtlenítő 400 m³/h

  Magasság Távolság
0,6 m 1,2 m 1,8 m 2,4 m 3 m
Turbulencia
(%)
1,7 m 46 36 40 31 27
1,1 m 33 65 27 43 62
0,6 m 43 62 66 74 63
0,1 m 34 36 45 46 44
Huzat
(%)    
1,7 m  8  11  22  38  34
1,1 m  7  31  51  28  12
0,6 m  4  0  0  0  2
0,1 m  10  9  7  14  26
Légsebesség
(%)
1,7 m 0,1 0,13 0,22 0,38 0,34
1,1 m 0,1 0,23 0,51 0,27 0,16
0,6 m 0,07 0,05 0,04 0,05 0,06
0,1 m 0,13 0,12 0,1 0,16 0,25
Hőmérséklet
(°C)
1,7 m 23,5 23,6 23,7 24 24,3
1,1 m 23,8 23,8 23,9 24,4 24,6
0,6 m 24,2 24,5 24,6 24,6 24,7
0,1 m 24,1 24,2 24,2 24,3 24,4

További eredményeinket Németh Bíborka TDK dolgozata tartalmazza, amelynek címe: Légfertőtlenítő berendezések alkalmazási lehetőségeinek vizsgálata.

Összefoglalás

Általánosságban elmondható, hogy amennyiben nincs semmiféle akadály (fal, bútorzat...) a légáram útjában, a légfertőtlenítő berendezés önmagában szinte bárhol elhelyezhető a helyiségben anélkül, hogy hatással lenne a tartózkodási zónában lévők komfortérzetére.

Ha a légfertőtlenítő berendezést természetes szellőzéssel alkalmazzuk, akkor ügyelni kell arra, hogy a berendezés által fertőtlenített levegőt a kereszthuzat ne mossa ki a célhelyiségből.

Azonban számos mérést végeztünk a légtechnikai laboratóriumban és igazoltuk, hogy amennyiben nem megfelelően telepítik (légfertőtlenítő berendezés és mennyezeti befúvó együttes alkalmazása esetén) ezeket a berendezéseket különböző rendeltetésű épületekben, akkor számos negatív hatással lehet a tartózkodási zónára.

A légfertőtlenítő berendezéssel ellátott helyiségekben a takarítás fontossága nő, hiszen a beszívó nyílás a gép alján található, a szűrő eltömődését akadályozhatjuk meg a tiszta környezettel. További figyelmet kell fordítani arra, hogy a légfertőtlenítő berendezés működése során egy steril burkot hoz létre a személy körül, amelyből való kilépésünk során érzékenyebbek lehetünk különböző kórokozókra.

Az elmúlt időszakban a gépi szellőzés mellett több épületben beépítésre kerültek a légfertőtlenítő berendezések is. Ezért vizsgáltuk együttes hatásukat a tartózkodási zónára. Eddigi vizsgálataink alapján a jövőben az energiahatékonyság mellett egyre inkább a tartózkodási zóna megfelelő fertőtlenítése és átöblítése fontos szempont lesz a tervezés során és az épületüzemeltetésben.

Köszönetnyilvánítás

A KULTURÁLIS ÉS INNOVÁCIÓS MINISZTÉRIUM ÚNKP-23-1 KÓDSZÁMÚ ÚJ NEMZETI KIVÁLÓSÁG PROGRAMJÁNAK A NEMZETI KUTATÁSI, FEJLESZTÉSI ÉS INNOVÁCIÓS ALAPBÓL FINANSZÍROZOTT SZAKMAI TÁMOGATÁSÁVAL KÉSZÜLT.

„A TKP2021-NKTA-34 számú projekt az Innovációs és Technológiai Minisztérium Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból nyújtott támogatásával, a TKP2021-NKTA pályázati program finanszírozásában valósult meg.”

Irodalomjegyék

  1. Adalja, A. A., Toner, E., & Inglesby, T. V. (2020). Priorities for the US health community responding to COVID-19. JAMA, 323(14), 1343–1344. doi.org (2023.10.31. 17:15)
  2. ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control). (2020). Data on the geographic distribution of COVID-19 cases worldwide, 2020 ecdc.europa.eu (2023.10.31. 17:38)
  3. kreativlakas.com (2023.04.22. 18:18)
  4. energiakulcs.hu (2023.04.8, 6:37)
  5. MSZ CR 1752:2000; Épületek szellőztetése. Épületek belső környezetének tervezési alapjai; Magyar Szabványügyi Testület
  6. testo.com (2023.08.23. 14:11)
  7. testo.com (2023.09.27. 19:43)
  8. kimo.hu (2023.11.08. 8:37)
  9. airvent.hu (2023.11.02. 20:32)

Magyar Épületgépészet

Hozzászólás

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.

Facebook-hozzászólásmodul