В статье рассмотрен вопрос целесообразности применения УФ-диодов с целью обеззараживания текучих сред. Представлены основные преимущества и недостатки современных УФ-диодов, перспективы их развития и использования. Среди главных недостатков выделена низкая энергоэффективность, что существенно ограничивает возможность применения полупроводниковых приборов. Для оценки энергоэффективности создана тепловая модель системы облучения на основе УФ-диодов, обеспечивающая энергетический поток излучения, аналогичный потоку газоразрядной лампы ДБ75. Проведено моделирование работы данной системы при организации пассивного и активного охлаждения УФ-диодов. Активная система охлаждения реализована путём применения термоэлектрических модулей. Проведён расчёт тепловых процессов при различных параметрах системы активного охлаждения. Определены оптимальные параметры системы охлаждения, при которых обеспечивается наиболее благоприятный тепловой режим работы УФ-диодов. В результате применения активного охлаждения удалось добиться снижения массогабаритных показателей системы на 12 %. Однако при этом существенно возросла её потребляемая мощность, что дополнительно привело к снижению энергоэффективности. На основе разработанных моделей системы облучения с пассивным и активным охлаждением проведён расчёт её суточного энергопотребления в соответствии с обобщённым графиком часового потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды населения города. Результаты расчёта показали, что даже при применении пассивного охлаждения система за сутки потребляет в несколько раз больше электроэнергии по сравнению с газоразрядной лампой ДБ75, что подтверждает наличие на настоящий момент существенных ограничений по применению УФ-диодов для обеззараживания жидких сред по причине их низкой энергоэффективности. Однако следует отметить, что технология производства УФ-диодов прогрессирует достаточно динамично. Данный факт позволяет с оптимизмом говорить о возможности применения полупроводниковых приборов в системах обеззараживания в будущем.
1. МУК 4.3.2030–05 Санитарно-вирусологический контроль эффективности обеззараживания питьевых и сточных вод УФ-облучением: Методические указания. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. – 20 с.
2. МУ 2.1.4.719–98 Питьевая вода и водоснабжение населённых мест. Санитарный надзор за применением ультрафиолетового излучения в технологии подготовки питьевой воды: Методические указания. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 1998. – 20 с.
3. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике / Под. Ред. Ю.Б. Айзенберга, Г.В. Бооса. С 74 4-е изд. перераб. И доп. М.: Знак. – 2019. – 892 с.
4. СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения: Свод правил. 5. Кедров В. С., Исаев В.Н., Орлов В.А. и др. Водоснабжение и водоотведение. – М.: Стройиздат. – 2002. – 336 с.
6. ANSI/IES RP‑44–21 Recommended practice: Ultraviolet germicidal irradiation (UVGI) AN American National standard.
7. Петропавловский Ю. Мощные ультрафиолетовые диоды компании Led Egin // Полупроводниковая светотехника. – 2013. –Т. 5. – № 25. – С. 34–38.
8. Волков В. Полупроводниковые излучатели УФ области спектра и их применение // Полупроводниковая светотехника. – 2014. – № 1. – С. 62–65.
9. URL: https://www.lasercomponents.com/de/?embedded=1&file=fileadmin/user_upload/home/Datasheets/bolb/smd6060-uvc-led-highpower.pdf&no_cache=1 (дата обращения: 26.009.2022).
10. Шостаковский П. Разработка термоэлектрических систем охлаждения и термостатирования с помощью компьютерной программы KRYOTHERM // Силовая электроника. – 2010. – № 7. – С. 128–135
11. Шостаковский П. Разработка термоэлектрических систем охлаждения и термостатирования с помощью компьютерной программы KRYOTHERM // Силовая электроника. – 2010. – № 9. – С. 113–120

• Предыдущая статья
• Следующая статья

• ультрафиолетовый диод
• газоразрядная лампа
• энергоэффективность
• система обеззараживания
• активное охлаждение
• термоэлектрический модуль