Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Zářiče UVC sterilAir pro dezinfekci v klimatizační technice

Přes jednoznačně pozitivní výsledky je sterilizace ultrafialovým zářením typu C stále opomíjenou cestou pro zvýšení hygienické bezpečnosti klimatizačních zařízení. Řada věcně chybných informací vede k šíření neopodstatněných obav z provozu UV zářičů, ale i přeceňování jejich možností.

Instalace UVC zářičů v komoře klimajednotky
Instalace UVC zářičů v komoře klimajednotky

Rozdílné účinky složek UV záření UVA, UVB a UVC

Ultrafialové záření objevil německý fyzik Johann Wilhelm Ritter v roce 1801. UV záření se nachází mezi viditelnou složkou světla a rentgenovým zářením. Teprve zkoumání DNA v šedesátých letech minulého století vysvětlilo účinky UV záření na organické látky, kdy fotochemická reakce vede k rozpadu struktury molekul deoxyribonukleové kyseliny.

Nejméně agresivní částí UV spektra je složka A s vlnovou délkou 315–400 nm, která tvoří přibližně 99 % UV záření pronikajícího na zemský povrch.

Záření UVB má vlnovou délku v rozsahu od 280 do 315 nm. Je z převážné většiny absorbováno ozónem ve stratosféře. Jeho energie je schopná rozkládat nebo narušovat bílkoviny nebo jiné životně důležité organické sloučeniny s vážnými následky pro metabolismus postihnutého jedince.

Nejtvrdší částí UV spektra je právě složka C, která je vymezena vlnovými délkami v rozmezí 250–280 nm a má nejvýraznější dezinfekční účinky. Působením této složky záření dochází ke vzniku ozónu. Záření UVC je prokazatelně zhoubné (karcinogenní) pro živé organizmy. Na rozdíl od UVB, které dokáže proniknout jen několika vrstvami buněk, je penetrace UVC pletivy a tkáněmi živých organismů poměrně větší.

Fialová záře a neviditelné spektrum

Ultrafialové záření má optické vlastnosti viditelného spektra, je tedy možné ho ohýbat, vychýlit, lomit, absorbovat a odrážet, ale není možné ho vidět. Typické slabé namodralé světlo z germicidních výbojek je vlastně jen vedlejším produktem při emisi UV záření.

Často používaný termín „UV světlo“ je tedy třeba brát s rezervou. Střední frekvence složky UVC o vlnové délce 254 nm, generovaného pro baktericidní účely, leží daleko mimo oblast vnímání lidského oka. Navíc je chování elektromagnetické energie vlnové délky 254 nm při odrazu jiné než u vlnových délek nad 400 nm (viditelné spektrum). Běžné skleněné tabule, ale i plexisklo, absorbují téměř 100 % paprsků UVC, naopak velmi dobře průchodné je čisté křišťálové sklo, vynikající vlastnosti transparentnosti vůči UVC má i teflon.

Přímé ozáření je nezbytností

Stejně jako viditelné světlo nemají ultrafialové paprsky dlouhodobý ani akumulační efekt. Vše, co není vystaveno přímému nebo nepřímému ozáření, zůstává „v temnotě“ a bez vlivu na snížení množství choroboplodných zárodků. Zapínat ultrafialové zářivky z úsporných důvodů pouze v určitých intervalech nemá smysl, protože se tím zkracuje jejich životnost.

Záleží na dávce


Účinnost UV dezinfekce se řídí principem „dávky“. Matematicky vyjádřeno není dávka nic jiného než součin času působení (ovlivněného například rychlostí proudění ve VZT potrubí nebo klimajednotce) a energie záření. Nedostatek času musí být kompenzován úměrně zvýšenou energií záření. Při dostatečné dávce je možné úspěšně likvidovat i vysloveně odolné organismy jako jsou řasy nebo spory hlavičkových plísní.

Závislost na teplotě

Jako zdroje záření UVC se používají nízkotlaké rtuťové výbojky, které výrazně reagují na teplotní poměry okolního prostředí. Při teplotě pod 15 °C výkon UVC výbojek rapidně klesá a dimenzování počtu zářičů je proto zapotřebí provádět s ohledem na teplotu. Kvalitní výbojky se proto vyrábějí v několika verzích podle teploty okolního prostředí.

Čistota vody ovlivňuje výkon

Logickou aplikací UVC zářičů je dezinfekce cirkulačních nádrží adiabatických zvlhčovačů a chladičů v kliamjednotkách. Zatímco ve vzduchu – pokud není příliš znečištěný – lze energii UV záření snadno zjistit i ve vzdálenosti 10 m, voda má v závislosti na obsahu minerálů velkou absorpční schopnost. Zakalení média má o účinnosti UV zařízení pouze malou vypovídací schopnost, pro stanovení účinnosti je vždy nutno provádět měření průchodu záření o vlnové délce 254 nm. Obecně lze říci, že soli obsahující železo a organické látky pohlcují UV záření velmi intenzivně, naopak alkalické soli (jako běžná kuchyňská sůl) transparentnost prakticky neomezují. Použití UV zářičů pro dezinfekci částečně nebo úplně demineralizované vody je proto velmi účinné.

Životnost UV zářičů

Životnost kvalitních zářičů UVC se udává přibližně na 12 000 hodin. Po této lhůtě nepřestane výbojka fungovat, její účinnost pak ale postupně klesá na hodnotu 75 % jmenovitého výkonu. Životnost je počítána pro celkovou dobu zapnutí. Každé další startování výbojky její životnost zkracuje o několik hodin.

Ozón jako strašák

Častým argumentem proti použití UV záření je obava z produkce ozónu, který je díky vysoké reaktivitě od určité koncentrace jako plyn toxický. Působením UV záření dochází k rozpadu dvojmolekul kyslíku O2 při vzniku volných molekul kyslíku a ozónu O3. Je však třeba si uvědomit, že UVC výbojky generují záření o vlnové délce 253,7 nm, zatímco k produkci O3 dochází působním záření o vlnové délce 185 nm. Pro přípravu ozónu se používají speciální UV výbojky pouze pro toto užití.

Nejsou zárodky jako zárodky

Čím jednodušší a menší je organizmus, tím rychleji je možné ho účinně likvidovat paprsky UVC. Zatímco patogenní zárodky je zpravidla možné účinně likvidovat již malou energií, vyžaduje likvidace vyšších organismů (řasy) nebo producentů spor (plísně) daleko více energie (tabulka 1).

Bezpečnost práce a ochrana zdraví

Nepopulární poučky o nošení ochranných pomůcek se při práci v prostředí se zapnutými výbojkami UVC opravdu vyplatí dodržovat. Podrážděná pokožka a pálící oči brzy každého přinutí k příkladné kázni BPOZ. Na rozdíl od práce s různými chemickými dezinfekčními látkami však nehrozí alergie z vdechnutí či potřísnění, v okamžiku vypnutí zářičů je prostředí bez jakéhokoliv rizika.

Aplikace UVC zářičů SterilAir

Švýcarská firma SterilAir se zabývá výrobou germicidních výbojek a jejich aplikací již od roku 1939. Oblasti použití jejich výrobků lze rozdělit do několika skupin – ponorné zářiče a průtokové reaktory pro dezinfekci technologických vod, prostorové zářiče, UVC generátory pro dezinfekci ploch výparníků chladicích zařízení a pásových dopravníků v potravinářském průmyslu.

Z hlediska dezinfekce vzduchotechnických zařízení je důležité umístit výbojky za filtry třídy F7. Důležitým elementem vzduchotechnických zařízení, který by měl být ošetřen UV zářením, jsou povrchy chladičů a eliminátorů kapek. Pro dostatečnou účinnost je nutné držet nízkou rychlost proudění vzduchu a volit umístění UVC zářičů do komory s vysoce odrazivým povrchem.

Závěr

UVC zářiče představují vysoce efektivní způsob dezinfekce VZT zařízení bez použití chemikálií a toxických látek. Jejich použití představuje jednoduchou instalaci s okamžitým efektem, minimálními náklady na provoz a údržbu s možností dodatečné instalace do stávajícího systému.

Tabulka 1: Dávky UVC záření pro likvidaci různých patogenních částic

Potřebné dávky UVC záření v µWs/cm2
pro deaktivaci některých mikroorganizmů s účinností 90 %

Plísně
Penicillium roqueforti 13 000
Penicillium digitatum 44 000
Aspergillus flavus 60 000
Aspergillus niger 132 000
 
Kvasinky
Pivní kvasinky 3 300
Saccharomyces ellipsoideus 6 000
 
Bakterie
Streptococcus lactis 6 100
Staphylociccus aureus 4 900
Microciccus sphaeroides 10 000
 
Viry
Chřipkové viry 3 400
Bakteriofágy (E. coli) 3 000
Tabáková mozaika 240 000
 
Řasy 600 000
FLAIR, a.s.
logo FLAIR, a.s.

Zvlhčovače parní, adiabatické. Odvlhčovače bazénové, stavební. Adsorbční odvlhčování. Klimajednotky a tepelná čerpadla pro bazény. Chladicí jednotky a přesná klimatizace. Dveřní clony. Předizolované potrubí ALP. Konvektory. Distribuční elementy pro VZT.