02.02.2021 by Milena Riedl

Mobilne klimatyzatory zapobiegające zakażeniom koronawirusem - skuteczne rozwiązanie?

Zamknięte przestrzenie wewnętrzne stanowią problem ze względu na rozprzestrzenianie się wirusa SARS-CoV-2 za pośrednictwem aerozoli, szczególnie zimą, gdy niskie temperatury ograniczają możliwość wietrzenia pomieszczeń. Zespół ekspertów bada, w jakim stopniu stężenie cząstek w zamkniętych pomieszczeniach można zmniejszyć za pomocą wysoce skutecznych filtrów wewnętrznych. W tym kontekście wykorzystano również urządzenie do badania gęstości dymu firmy NETZSCH TAURUS Instrument. Przeczytaj więcej w artykule!

W październiku 2020 r. Ministerstwo Nauki powołało "Zespół ekspertów ds. aerozoli". Ponad 10 naukowców z różnych dziedzin badaarch, w jaki sposób można zmniejszyć ryzyko zakażenia wirusem SARS-CoV-2 w zamkniętych pomieszczeniach. Zespół ekspertów bada, w jakim stopniu można zmniejszyć stężenie cząstek w zamkniętych pomieszczeniach za pomocą wysoce skutecznych filtrów wewnętrznych.

Aby rozważyć najskuteczniejsze metody, Ernst-Abbe-Hochschule Jena, University of Applied Sciences uczestniczył i badał aktywne filtrowanie i wymianę powietrza w pomieszczeniu za pomocą mobilnej jednostki klimatyzacyjnej, aby zapobiec zakażeniu wirusem SARS-CoV-2.

Pełny raport ze wszystkimi wynikami jest dostępny bezpłatnie [w języku niemieckim].

Dalsze informacje na temat badania, a także filmy z eksperymentów [w języku niemieckim] są dostępne na stronie https://www.simmi-bleifrei.de/sonstige-dinge/.

Zamknięte pomieszczenia wewnętrzne stanowią większy problem w zimie

Zamknięte przestrzenie wewnętrzne w szkołach, na uniwersytetach i w szkołach muzycznych stanowią problem, szczególnie zimą, gdy niskie temperatury ograniczają możliwość wietrzenia pomieszczeń. Jednym ze sposobów na umożliwienie obiektom normalnego funkcjonowania pomimo ograniczeń jest filtrowanie i aktywna wymiana powietrza. Przeprowadzony zostanie eksperyment wypłukiwania znacznika, aby pokazać, czy i jak dobrze można to osiągnąć za pomocą mobilnej jednostki klimatyzacyjnej.

Rysunek 1: Wyświetlacz urządzenia do badania gęstości dymu firmy NETZSCH TAURUS Instruments GmbH

Konfiguracja eksperymentalna

Aby zapobiec powstawaniu chmur aerozoli w pomieszczeniu, zastosowano przenośną jednostkę klimatyzacyjną i wentylator obrotowy. Aktywnie cyrkulują one powietrze w pomieszczeniu i wspomagają proces cyrkulacji. Aby zbadać proces wymywania, jako mierzalny znacznik wykorzystano mgłę dyskotekową, a tym samym maszynę do mgły medium.

Przyrząd pomiarowy TRDA 2.0 z 1,5-metrową sekcją pomiaru światła firmy NETZSCH TAURUS Instruments GmbH określa względną transmisję światła w określonym pomieszczeniu. Tutaj został użyty do pomiaru względnej gęstości dymu lub, w tym przypadku, gęstości mgły.

Pierwotnym celem urządzenia testowego jest określenie wytwarzania dymu przez materiały podczas rozkładu termicznego zgodnie z normą DIN 50055. Dlatego idealnie nadaje się do obiektywnego określania gęstości mgły dyskotekowej w pomieszczeniu i zostało udostępnione Uniwersytetowi Nauk Stosowanych w Jenie na czas trwania badań.

Badane parametry eksperymentu

W badaniu uwzględniono następujące wartości:

Współczynnik wymiany powietrza(n) = Jak często powietrze w pomieszczeniu jest wymieniane na świeże w ciągu godziny?

Współczynnik filtracji powietrza(f) = Jak często powietrze w pomieszczeniu jest cyrkulowane i filtrowane?

Wyniki

W ciągu trzech dni przeprowadzono eksperymenty w trzech pomieszczeniach o różnych rozmiarach (pomieszczenie 1: 18m3, pomieszczenie 2: 120m3, pomieszczenie 3: 220m3).

Rysunek 2: Funkcje czasowe względnej przepuszczalności światła T podczas zmywania mgły dyskotekowej

Rysunek 2 pokazuje, że objętość powietrza (mgła) w pomieszczeniu o kubaturze 18 m3 została całkowicie wypłukana w ciągu t<15 min. W procesie tym objętość powietrza została wymieniona około 20 razy(f = 20 / h). Podobnie, następujące wyniki uzyskano dla innych rozmiarów pomieszczeń:

Pomieszczenie 2 o kubaturze 120m3: Po 65 minutach mgła została całkowicie wypłukana, a objętość powietrza została wymieniona około 3 razy (f =3/h).

Pomieszczenie 3 o kubaturze 220 m3: Po 83 minutach mgła została całkowicie wypłukana, a objętość powietrza została wymieniona około 1,6 razy (f = 1,6 / h).

Wszystkie szczegóły dotyczące wyników testów, a także modelowania funkcji wymywania można znaleźć w raporcie [w języku niemieckim] tutaj.

Wnioski

Mobilne systemy klimatyzacji są skutecznym rozwiązaniem zapobiegającym powstawaniu chmur aerozoli, a tym samym infekcjom SARS-CoV-2 w zamkniętych pomieszczeniach, w których aktywna wentylacja nie jest możliwa. Powietrze w pomieszczeniu jest skutecznie wymieniane, cyrkulowane i filtrowane. Można to wykazać za pomocą mgły dyskotekowej i urządzenia do badania gęstości dymu. Modelowanie funkcji czasu wymywania musi być dokładniej przybliżone przez wyższe modele matematyczne, ponieważ należy uwzględnić proces mieszania starego i świeżego powietrza w pomieszczeniu. Dalsze eksperymenty w salach lekcyjnych i laboratoriach podczas trwającego nauczania muszą również nastąpić po tym badaniu, aby służyć jako testy akceptacyjne.

Stosowanie klimatyzatorów przenośnych w szkołach i na uniwersytetach ma jedną wadę: Urządzenia te wytwarzają znaczną ilość hałasu, który może przeszkadzać w klasie. Istnieje jednak wyraźna zaleta klimatyzatorów w lecie, ponieważ urządzenia mogą schłodzić powietrze w pomieszczeniu o około 2 do 3 °C, co może poprawić wyniki w nauce pomimo hałasu. Jako tymczasowe rozwiązanie do czasu, gdy możliwe będą inwestycje w stacjonarne urządzenia klimatyzacyjne large, mobilne urządzenia klimatyzacyjne są zatem skutecznym rozwiązaniem pozwalającym uniknąć chmur aerozoli, filtrować powietrze w pomieszczeniu i jednocześnie obniżać temperaturę.

Informacje o Ernst-Abbe-Hochschule Jena

Uniwersytet Nauk Stosowanych Ernsta Abbego (EAH) w Jenie został założony w 1991 roku jako Uniwersytet Nauk Stosowanych w Jenie i był jednym z pierwszych w nowych krajach związkowych. Od kilku lat jest to nie tylko largest uniwersytet nauk stosowanych w Turyngii, ale także ten z największą liczbą badańarch. Intensywne badania EAH Jenaarch i rozwój w znacznym stopniu przyczyniają się do wzmocnienia potencjału technologicznego Turyngii. Badaniaarch koncentrują się na systemach precyzyjnych, technologiach i materiałach, zdrowiu i zrównoważonym rozwoju oraz przekrojowej dziedzinie cyfryzacji.