BRPI0612609A2

BRPI0612609A2 - sistema para tratar ar contaminado com luz ultravioleta

Info

Publication number: BRPI0612609A2
Application number: BRPI0612609-0A
Authority: BR
Inventors: Lars-Erik Lejondahl
Original assignee: Lars-Erik Lejondahl
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2010-12-07
Also published as: US20090304546A1; SE0501593L; DK1904117T3; EP1904117B1; AU2006267110A1; EP1904117A1; AU2006267110B2; ATE525096T1; CA2612874C; CA2612874A1; SE528877C2; WO2007008164A1; JP2008544829A; CN101217984B; CN101217984A

Abstract

SISTEMA PARA TRATAR AR CONTAMINADO COM LUZ ULTRAVIOLETA. Um método de tratar um fluxo de ar que está contaminado com substâncias orgânicas, compreendendo irradiar o fluxo de ar contaminado com luz ultravioleta emitida a partir de lâmpadas ultravioletas, em que as lâmpadas ultravioletas têm uma durabilidade determinada (T1) que é determinada pela diminuição da radiação ultravioleta definida de acordo com uma primeira função (F1) a partir de um estado de partida ao se colocar o método em operação (E1) até um menor valor teoricamente aceitável (E2). As lâmpadas ultravioletas devem ser limpas em um intervalo de tempo (T2) que é determinado pela redução da radiação definida real até um valor desejado menor (E3) As lâmpadas são limpas em um intervalo de tempo (T2) calculados com o auxílio de - o valor da radiação UV no estado de partida inicial (E1), - o valor da menor radiação ultravioleta efetiva desejada (E3), - a primeira função (F1) para a redução da radiação ultravioleta durante o período de trabalho (T); e - uma segunda função (F2) para reduzir a radiação ultravioleta devido à sujeira das lâmpadas UV.

Description

SISTEMA PARA TRATAR AR CONTAMINADO COM LUZ ULTRAVIOLETA

Campo Técnico

A presente invenção se refere a um sistema queinclui um dispositivo de sucção para a extração de arcontaminado, no qual um fluxo de ar é irradiado com luzultravioleta, luz-UV, emitida a partir de lâmpadas-UV quesão adaptadas para tratar o ar, tal como tornar inócuos oscontaminantes. 0 método associado ao sistema se refere aotratamento do fluxo de ar contaminado, opcionalmente comozônio, em que o fluxo de ar contaminado é irradiado comluz ultravioleta emitida a partir de lâmpadasultravioletas.

Fundamentos da Invenção

Métodos, sistemas e dispositivo para tornar inócuosos contaminantes carregados pelo ar com o auxilio de luzultravioleta são conhecidos na técnica. Tais sistemas,etc., são descritos inter alia na publicação de patenteinternacional W003/61717. 0 método descrito nessapublicação de patente internacional se baseia na irradiaçãode um fluxo de ar contaminado com luz ultravioleta emanandode lâmpadas ultravioletas cuja radiação é regulada emdiferentes formas de modo a se obter a formação de ozôniodesejada. 0 método é realizado com o auxílio de meioregulador que permite que o fluxo de ar seja exposto à luzultravioleta, por períodos de diferentes durações, e com oauxílio de sensores que indicam a presença de contaminantese ozônio respectivamente em, inter alia, ar de exaustãolimpo saindo do sistema. Valores relacionados à velocidadedo ar, à duração da irradiação do ar com luz ultravioleta,e à intensidade da radiação ultravioleta são ajustados como auxílio de um microcomputador. Contudo, a radiaçãoemitida a partir das lâmpadas ultravioleta diminui com otempo e as lâmpadas se tornam sujas, sucessivamente, dessemodo prejudicando o resultado do tratamento. As lâmpadasultravioletas, portanto, devem ser limpas e substituídas emcertos intervalos de tempo para permitir que oscontaminantes do ar sejam mantidos em níveis aceitáveis. Aradiação ultravioleta tampouco deve ser muito forte pararesultar em uma produção excessiva do ozônio. Contaminantesde cheiro detestável presentes em canais de ar, condutos dear e semelhantes, tais como depósitos de gordura ou graxa,também aumentam o risco de incêndio e requerem a limpeza detais canais.

Um empecilho com o sistema conhecido, contudo, é queos sensores se tornam facilmente sujos e estão sujeitos aemitir sinais enganosos que podem resultar em umaconcentração excessivamente elevada de contaminantes no arde exaustão saindo do sistema. Além disso, algunscontaminantes não podem ser detectados com os sensoresadequados comercialmente disponíveis.

Sumário da Invenção

O fluxo de ar contaminado é irradiado no sistema comluz ultravioleta emitida a partir de lâmpadasultravioletas, as quais podem ser lâmpadas que emitem luzultravioleta com um comprimento de onda de aproximadamente254 nm que extermina as bactérias no ar contaminado, oulâmpadas que emitem luz ultravioleta com um comprimento deonda de aproximadamente 185 nm que separa as moléculasorgânicas e converte oxigênio em ozônio, o qual então oxidaas moléculas separadas. A descrição a seguir não diferenciaentre esses dois tipos de lâmpadas. As lâmpadas UV têmcerta durabilidade que é determinada em virtude de fazercom que a radiação UV aplicada emitida pelas lâmpadasdiminua de acordo com uma primeira função a partir de umestado inicial ao se ativar o sistema, até um valor teóricomais baixo aceitável. As lâmpadas ultravioletas devem serlimpas em um intervalo de tempo que é determinado pelo fatode que a radiação efetivamente emitida diminuiu até umvalor mais baixo desejado. A limpeza das lâmpadas éefetuada em intervalos de tempo calculados com o auxílio deo valor da radiação ultravioleta no estado inicial;

o valor da menor radiação ultravioleta real desejada;

a primeira função para redução da radiaçãoultravioleta durante um período de operação do sistema; e

- uma segunda função para a redução da radiaçãoultravioleta devido à sujeira das lâmpadas ultravioleta.

As funções da radiação ultravioleta podem serlineares ou ter outras formas, por exemplo, devido àsvariações na sujeira das lâmpadas por períodos de tempomais curtos ou mais longos. As funções também podem mudarde aparência com o tempo à medida que os dados reais sãoregistrados. Também é possível escolher entre duas ou maisvariantes de função, particularmente entre variantes dasegunda função de luz ultravioleta, que é governada porfatores externos. A segunda função-UV, que se refere àsujeira das lâmpadas ultravioletas, pode ter diferentesaparências devido às variações em uma área de trabalho. Porexemplo, no caso de coleta de lixo a contaminação do arambiente é maior durante os meses do verão, quando atemperatura é superior àquela durante os meses de inverno.Os intervalos de limpeza, portanto, são mais curtos duranteos meses do verão. Isso é considerado mediante estruturaçãoda unidade de computação no sistema para escolher outrasfunções que sejam dependentes do período do ano, essaescolha sendo feita manualmente ou de algumas outrasformas. No caso de cozinhas de restaurante e cozinhascomerciais as variações que ocorrem durante o dia são maisperceptíveis embora sejam estáveis durante o ano,significando que pode ser necessário mudar as funções deluz ultravioleta em vez disso, de acordo com diferentescondições de operação. A função da luz ultravioleta para aradiação ultravioleta técnica das lâmpadas ultravioletas éajustada para uma nova primeira função mediante medição daradiação ultravioleta após limpeza das lâmpadasultravioletas e comparando-se essa radiação com um valordefinido anteriormente nesse período de tempo. A segundafunção de luz ultravioleta é ajustada para uma nova segundafunção mediante medição, seletivamente ou subseqüente aointervalo de tempo definido, da radiação UV a partir daslâmpadas ultravioletas sujas e comparar essa radiaçãomedida com um valor definido anteriormente para esseperíodo de tempo a partir da segunda função definidaanterior, em que o valor definido do intervalo de limpezapode ser ou aumentado ou diminuído.

Se a limpeza das lâmpadas ultravioletas não forrealizada em certo tempo predeterminado, mas em um tempoanterior ou posterior, o momento para a próxima operação delimpeza é calculado com base no tempo de limpeza atual. Aesse respeito, deve-se prestar atenção a primeira e asegunda função de luz ultravioleta. Além disso, aspectoscaracterísticos e detalhes da presente invenção serãoevidentes a partir dos desenhos anexos e a partir dasreivindicações anexas.

Descrição Resumida dos Desenhos

A invenção será descrita agora com referência a umamodalidade exemplificadora e também com referência aosdesenhos anexos.

A invenção propõe o uso pelo menos de lâmpadasultravioletas que emitam comprimentos de onda de 185 e 254nm e que sejam produtivas em termos de ozônio.

A Figura 1 ilustra esquematicamente a radiação apartir de lâmpadas ultravioletas como uma função do tempo ecom um intervalo de tempo introduzido para limpeza daslâmpadas ultravioletas;

A Figura 2 ilustra esquematicamente um exemplo davariação da intensidade de contaminação durante um períodode 24 horas;

A Figura 3 ilustra esquematicamente a radiação apartir de lâmpadas ultravioletas como uma função de tempo,incluindo intervalos de tempo diferentes para a limpeza daslâmpadas ultravioletas; e

A Figura 4 ilustra esquematicamente a radiação apartir das lâmpadas ultravioletas como uma função do tempo,e mostra a redução da radiação a partir das lâmpadasultravioletas descendentemente até um valor desejado.

O sistema no qual o método inventivo pode seraplicado inclui um dispositivo de sucção para tratamento doar que é contaminado com substâncias orgânicas, com oauxílio de lâmpadas ultravioletas de modo a tornar inócuosos contaminantes. 0 método ilustrado na Figura 1 se refereao controle do tratamento do fluxo de ar contaminado comluz ultravioleta, com o que o fluxo de ar contaminado éirradiado com luz ultravioleta a partir das lâmpadasultravioletas, essa luz sendo eficaz para exterminar asbactérias e/ou moléculas orgânicas separadas e, também, naconversão de oxigênio em ozônio o qual então oxida asmoléculas separadas. As lâmpadas ultravioletas têm umadeterminada durabilidade TI, que é determinada pela reduçãoda radiação ultravioleta emitida determinada E de acordocom uma primeira função Fl a partir de estado inicialquando o sistema é primeiramente ativado El até um valor E2teoricamente aceitável menor, com o que as lâmpadasultravioletas devem ser limpas em um intervalo de tempo T2que é determinado pela redução da radiação efetivamenteemitida até um valor menor desejado E3, o qual também podeser compreendido de uma terceira função F3. 0 intervalo detempo T2 no qual as lâmpadas ultravioletas devem ser limpasé calculado com o auxílio de

o valor da radiação ultravioleta no estado de partidainicial El,

o valor da radiação ultravioleta real menor desejado E3;

a primeira função Fl para reduzir a radiaçãoultravioleta durante o período de tempo T; e

- uma segunda função F2 para reduzir a radiaçãoultravioleta a partir de cada ocasião de limpeza.

A primeira função Fl definida no estado de partidainicial e a segunda função F2 e intervalos de tempoassociados T2 podem ser mudados sucessivamente medianteobservação do resultado do tratamento no fluxo de ar e dasujeira das lâmpadas ultravioletas e/ou canais de ar.

Podem ser feitas observações, por exemplo,cheirando-se o ar tratado de modo a determinar se otratamento foi ou não bem-sucedido na remoção de odor, ouse a radiação ultravioleta é excessivamente intensa eresulta em um cheiro de ozônio excessivamente forte. Asujeira nas lâmpadas ultravioletas, nas superfíciescircundantes e nos canais de ar, pode ser determinadavisualmente ou medida com o auxílio de aparelho de mediçãoapropriado. A terceira função F3 e o menor nível E3desejado, associado, da radiação ultravioleta também podem·ser mudados com relação a isso.

A primeira função Fl com relação à radiaçãoultravioleta definida em tempo a partir das lâmpadasultravioletas normalmente diminui linearmente enquanto quea segunda função F2 pode variar muito com o passar dotempo, devido à sujeira das lâmpadas e devido à intensidadeda fonte de contaminação e devido à natureza da atividadeque gera o ar contaminado. A segunda função F2 podeprecisar ser alterada também com relação às variações emsujeira da lâmpada durante o dia. No caso de uma frigideirafunda usada em um restaurante, sujeira das lâmpadasultravioletas ocorrerá geralmente gradualmente conformemostrado na Figura 2, onde a intensidade P na qual aslâmpadas se tornam sujas é mais elevada no hora do almoço eda janta enquanto sendo essencialmente zero em outrosperíodos. Por outro lado, no caso de um processo contínuo oar contaminado é tratado com a mesma intensidade durantetodo o período do dia, resultando em sujeira uniforme daslâmpadas UV.Um sistema de purificação de ar contaminado descritoacima é instalado com base nas funções e em uma programaçãode intervalo de limpeza que foi conseguido medianteexperiência e que pode ter uma aparência similar àquelamostrada na Figura 1. A primeira função Fl para a radiaçãoultravioleta técnica das lâmpadas ultravioleta e a segundafunção F2 para a radiação ultravioleta quando as lâmpadasse tornam sujas são ajustadas, seja como um resultado deobservações de sistema ou como resultado da primeiramedição da radiação ultravioleta a partir das lâmpadasultravioletas sujas, por exemplo, em uma ocasião de limpezade lâmpada, ou de medição da radiação subseqüente à limpezadas lâmpadas. O resultado dessas medições pode serapresentado da forma mostrada na Figura 3. Após o intervalode tempo determinado T2 para limpeza das lâmpadasultravioletas pode-se descobrir que sujeira das lâmpadasfoi inferior ao esperado, desse modo indicando que ointervalo de tempo foi muito curto e deve ser substituídopor um intervalo de tempo mais longo T21, significando quea segunda função F2 deve ser alterada de uma maneiracorrespondendo a F21, como mostrado na Figura 3.

Ao medir a radiação ultravioleta após limpeza daslâmpadas ultravioletas a primeira função Fl para a radiaçãoultravioleta técnica das lâmpadas; conforme mostrado naFigura 3; pode ser considerada errônea e resultar em umnível de radiação superior ao primeiro nível de radiaçãodefinido, como no caso do exemplo.

Isso resulta em uma nova primeira função Fll, e énecessário começar a partir dessa nova primeira função aose determinar o intervalo de tempo para a próxima operaçãode limpeza T22 com o auxílio da nova segunda função F21. 0mesmo procedimento é considerado se sujeira das lâmpadas UVfor maior do que primeiramente esperado ou se a radiaçãodas lâmpadas ultravioletas deve diminuir mais rapidamente.

Diferentes sistemas podem ter diferentes valores deradiação ultravioleta no estado inicial El, significandoque pode ser necessário medir a radiação ultravioleta noestado inicial de modo que a primeira função Fl possa sercolocada no nível correto a partir do início. Também podeser necessário colocar a segunda função F2 no nível certo,mediante medição inicialmente da concentração decontaminantes no ar. As medições podem ser registradas porum longo período de tempo e, então, usadas para criar novasfunções Fl, F2 ou para determinar valores limite de alarmee para ativar ajuste automático das funções aplicadas.

No caso de aplicações particularmente sensíveis oususcetíveis com as quais grandes demandas de purificação dear estão envolvidas ou onde um incêndio pode provavelmenteocorrer, por exemplo, nos canais de ar de, por exemplo, umrestaurante em uma galeria de lojas, diferentes sensorespodem ser usados para monitorar o sistema. Se o intervalode limpeza T2 tender a se tornar muito curto, isto é, maiscurto do que um valor predeterminado, o sistema gerará umsinal indicativo de uma mudança de lâmpada com base novalor registrado no sistema. Um sensor ultravioleta tambémpode ser arranjado para medir a radiação ultravioleta emintervalos de tempo mais curtos do que os intervalos delimpeza T2 introduzidos no sistema, possivelmentecontinuamente quando isso for possível devido ao própriosensor estando sujo. Também pode ser determinado com oauxílio do sensor ultravioleta se sujeira das lâmpadasultravioleta ocorre mais rapidamente do que o valorintroduzido do intervalo de limpeza T2.

A concentração de contaminantes que são carregadospelo ar através do sistema pode ser medida com o auxílio deum sensor de contaminação. Se, por exemplo, o intervalo delimpeza T2 for muito longo, o sensor fornecerá um sinalindicando que esse intervalo deve ser encurtado e, também,que uma verificação deve ser feita para assegurar que aslâmpadas ultravioletas submetam radiação suficiente. Talsensor de contaminação pode ser opcionalmente combinado comum sensor ultravioleta. Mudanças no intervalo de limpeza T2também podem ser realizadas automaticamente na unidade decontrole associada.

O efeito de irradiação a partir das lâmpadasultravioletas pode ser reduzido a um nível desejado E4 oupara uma quarta função F4 conforme mostrado na Figura 4 como objetivo de evitar uma produção excessiva de ozônio. Issopossibilita que o sistema seja dimensionado excessivamentecom relação às lâmpadas ultravioletas que são capazes degerar mais radiação ultravioleta do que era inicialmenteexigido, o que também prolonga o tempo de substituição daslâmpadas. Para sustentar o nível E4, é necessário ajustar oefeito de radiação com relação à sujeira das lâmpadas UV deacordo com a segunda função F2 e também de acordo com aprimeira função Fl. A redução desse modo cessa quando asujeira das lâmpadas UBV tiver atingido a função de luzultravioleta F2, quando o sistema funciona no casomencionado acima na ausência de uma redução.

É abrangido pelo escopo da presente invençãopermitir que as funções Fl, F2, F3, F4 e as faixas de tempoTI, T2 consistam em tabelas.

Claims

1. Método de tratar um fluxo de ar que estácontaminado com substâncias orgânicas, compreendendoirradiar o fluxo de ar contaminado com luz ultravioletaemitido a partir de lâmpadas ultravioletas, em que aslâmpadas ultravioletas têm uma determinada durabilidade(Tl) que é determinada pela diminuição da radiação UVdefinida de acordo com uma primeira função (Fl) a partir deum estado de partida ao se colocar o método em operação(El) até um valor menor teoricamente aceitável (E2), e emque as lâmpadas ultravioletas devem ser limpas em umintervalo de tempo (T2) que é determinado pela redução daradiação definida efetiva até um valor menor desejado (E3),caracterizado por limpar as lâmpadas em intervalos de tempo(T2) calculados com o auxílio deo valor da radiação ultravioleta no estado de partidainicial (El),o valor da radiação ultravioleta efetiva desejadamenor (E3);- a primeira função (Fl) para a redução da radiaçãoultravioleta durante o período de trabalho (T); euma segunda função (F2) para reduzir a radiaçãoultravioleta devido à sujeira das lâmpadas ultravioletas.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por mudar a segunda função (F2) definida noestado de partida e o intervalo de tempo associado (T2)sucessivamente mediante observação do resultado dotratamento do fluxo de ar e/ou da sujeira das lâmpadas UVe/ou dos canais de ar.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado por ajustar a primeira função (Fl) para aradiação ultravioleta técnica das lâmpadas UV para uma novaprimeira função (Fll) , mediante a medição da radiação UVapós limpeza das lâmpadas UV e comparação dessa medição comum valor definido anteriormente para o ponto em tempo, epor ajustar a segunda função (F2) para a radiaçãoultravioleta à medida que as lâmpadas se tornam sujas atéuma nova segunda função (F21) mediante medição da radiaçãoultravioleta a partir das lâmpadas UV sujas e comparaçãodessa radiação com o valor definido anterior para essemomento a partir da segunda função (F2) definidoanteriormente em que o valor definido do intervalo delimpeza (T2) ou é aumentado ou diminuído (T21).

4. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por reduzir apotência de radiação a partir das lâmpadas ultravioletaspara uma quarta função (F4) ou para um nível desejado (E4).

5. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado por mudar afunção de luz ultravioleta (F2) em resposta às variações nasujeira das lâmpadas ultravioletas.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado por mudar a quarta função de luz ultravioleta(F4) em resposta às variações na sujeira das lâmpadasultravioletas.