Napredna postrojenja Efikasna proizvodnjaDronovi koji lete okolo bili su žarišta posljednjih godina, od početne zračne fotografije, sve do svjetla bespilotnih letjelica, razbijanja dronova, dronova do Nove godine, svih vrsta zvona i zvižduka.
Nedavno su korejski dizajneri predstavili novi koncept dronu UVC-LED za dezinfekciju stanica podzemne željeznice.
Čim su vijesti izašle, mali partneri iz industrije progovorili su o tome: „Kad se naša UVCLED aplikacija još uvijek baca u razne kutije i raspršivače vode, drugi su se već igrali u nebu“. Je li ovaj novi scenarij aplikacije ćudljiv ili praktičan?
U stvari, ovakav proizvod koji izgleda kao trik nije prvi put u industriji.
2017. godine, kada je NIKKISO najavio modul za sterilizaciju vode UVC-LED sa protokom od 120 lpm, mnogi su osjećali da je to samo vaza koja pokazuje snagu istraživanja i razvoja. Visoka cijena može uvjeriti svijet da se povuče.
Međutim, najnovije informacije govore da je ovaj proizvod nakon kontinuirane optimizacije i jednogodišnjeg eksperimenta na terenu otvorio proboj iz sterilacije vode u akvakulturi i kreće se u područje sterilizacije vode u tvornicama i bazenima.
Razlog je vrlo jednostavan: ovaj proizvod bilježi sirovu hranu ljudi Daiwa koji vole vodene proizvode. Proces akvakulture mora se sterilizirati. Ovo je tržište koje je riješilo bol tradicionalnih proizvoda za sterilizaciju vode u živoj svjetiljci: porast temperature vode utječe na pH vrijednost vode i utječe na vodene proizvode. Okus i reakcija s mineralima morske vode utječu na upotrebu kamenca na staklenoj površini.
Isti troškovi rada i životnog ciklusa kao živare, bolja prodaja akvakulture i niži troškovi održavanja izravna su manifestacija njihovih ekonomskih koristi.
Za drona ispred mene napravit ću i jednostavnu analizu iz tri aspekta točke boli, tehničke izvodljivosti i ekonomske koristi. Nadam se da mogu baciti ciglu da privučem žad i zajedno razmišljamo.
01 Jedan proizvod rješava tri tačke boli
Trenutni način dezinfekcije stanica metroa je sljedeći:
• Za vazduh u zatvorenim prostorima uglavnom se koriste ventilacija i filtracija za poboljšanje kvaliteta vazduha. Klimatizacija nekih stanica usvaja filtriranje srednje efikasne opreme zasnovano na statičkom elektricitetu visokog napona. Potrebno je redovito čistiti, rastavljati i dezinficirati klima uređaj.
• Ručno prskajte ili obrišite dezinfekcijsko sredstvo za ključne tačke kao što su rukohvati, sjedala, mašine za prodaju karata i pokretne stepenice koje ljudsko tijelo često dodiruje. Dezinficijens ima brzi, dugoročni učinak ubijanja raznih patogenih bakterija i nije korozivan u objektima u kabini.
Gore navedene metode dezinfekcije imaju sljedeće bolove:
• Prevelika oslanjanja na mehaničku ventilaciju. Sterilizacija vjetrenjača temelji se na principu razrjeđivanja, a prisutnost slabo prozračenih mrtvih uglova otežava u potpunosti uklanjanje štetnih mikroorganizama u kratkom vremenu.
• Mikrobi imaju tendenciju da se množe brže nego ubijaju. Širenje virusa i bakterija usko je povezano sa temperaturom i vlagom. Okoliš u stanici pogodan je za rast većine patogena, a zračni kanal klimatizacijskog sustava postaje legla za mikrobnu reprodukciju. Ventilacijski sistem koji se izvorno koristio za sterilizaciju, postao je alat za prenošenje mikroba.
• Nedostatak sposobnosti da brzo i sigurno reaguju na hitne slučajeve kao što su epidemije malignih zaraznih bolesti.
Dvorana podzemne stanice mora uvesti jednu ili više metoda dezinfekcije kako bi se nosila sa gore navedenim rizicima. Drona za UV dezinfekciju UVC-LED je dobar izbor:
• Uvesti ovu ciljaniju metodu dezinfekcije kako bi se osigurala dezinfekcija u lošem provetravanju ili na mrtvim tačkama. Povećanje brzine sterilizacije može efikasno spriječiti brzo razmnožavanje štetnih mikroorganizama.
• Pogodno za površinsku dezinfekciju ključnih mjesta, netoksični i mirisni ostaci, bez ručne intervencije, mogu postići puno ponavljajućih radova tokom isključenja metroa. Planiranje puta može realizirati koordinirano djelovanje više dronova za dezinfekciju cijelog prostora bez mrtvog kuta.
• Sigurna reakcija u hitnim slučajevima. UVC-LED ima efikasan učinak ubijanja na zarazne viruse visokog rizika poput SARS-a, MERS-a i gripa. U hitnim slučajevima, drono može biti prvi koji je ušao u prostor u kojem može postojati visokorizični virus za promatranje i dezinfekciju u bilo kojem trenutku. Kako bi se spriječilo širenje virusa, bespilotna drona može se koncentrirati na predviđeno mjesto za uništenje nakon što zadatak bude završen.
Pokrivenost podzemne željeznice u Južnoj Koreji je velika, a gustina stanica podzemne željeznice je velika. MERS koji je izbio prije toga je čak dezinficiran u cijelom gradu. Vjerujem da u potrazi za novim načinima sterilizacije javnih mjesta razmišljaju žurnije od Kineza. Drono za UV dezinfekciju UVC-LED-om istodobno rješava tri točke boli, što nije moguće s drugim metodama dezinfekcije. Iz ove točke gledišta nastanak ovog koncepta nije neutemeljen.
02 Učinkovitost i izdržljivost izvora svjetlosti postaju uska grla
Kao montažna platforma za modul za sterilizaciju, performanse drona usko su povezane sa efektom sterilizacije. Modul izvora svjetlosti UVC-LED mora biti usklađen s odgovarajućim modulom za rasipanje topline i napajanjem, koji ima određene zahtjeve u pogledu opterećenja i mogućnosti napajanja drona. Kao predmet transformacije koristio sam domaću dobro poznatu marku, zrakoplovni bespilotni četvorotorni zračni tečaj 1400 g, za procjenu sposobnosti sterilizacije.
Pod pretpostavkom da se UVC-LED modul za sterilizaciju koristi umjesto originalnog modula za snimanje i prijenos slike, težina cijele mašine ostaje nepromijenjena. Međutim, zbog povećane potrošnje energije, trajanje baterije treba preispitati. Drono ima bateriju kapaciteta 90Wh i vijek trajanja baterije od 30min. Odnosno, potrošnja energije cijele mašine je oko 180W. Nakon uklanjanja modula za snimanje i mapiranje, potrošnja energije bespilotnog motora i sustava za kontrolu leta je oko 140W. Potrošnja energije novoodređenog UVC-LED modula za sterilizaciju izračunava se prema 100W. Ukupna potrošnja energije modificiranog UAV je 240W. Kada baterija ima istu težinu pri polijetanju, vijek trajanja baterije skraćuje se na 20 minuta.
Kada je riječ o položaju modula UVC-LED izvora svjetla, budući da je središte drona mjesto okupljanja baterija, uređaja za kontrolu leta i raznih vrsta senzora, očito nije prikladno za smještaj modula izvora svjetlosti. To je dobar način za rasipanje modula izvora svjetlosti u blizini četiri rotora u konceptu dijagramu. Dok raspršuje izvor topline, protok vjetra rotora također može pomoći raspršivanju topline. Osim toga, takav dizajn je koristan i za povećanje raspona osvjetljenja i ujednačenosti svjetla.
Međuosovinsko rastojanje ovog drona iznosi 350 mm, a veličina i položaj ugradnje četiri UVC-LED modula izvora svjetla prikazani su žutim položajem. Prema izračunu 4% fotoelektrične pretvorbene učinkovitosti, svjetlosna snaga svakog modula izvora svjetla iznosi 1000mw, kut izlaska svjetlosti 30 stupnjeva, a propusnost zraka izračunava se prema 80% / m. Optička simulacija pokazuje da je površina osvjetljenja na udaljenosti od 1 m (najniža površina prijema) 0,65 četvornih metara, a prosječni intenzitet svjetla 0,5 mw / cm2.
Vršnjačka istraživanja pokazala su da iste UV doze za virus virusa gripe i MRSA su 7mJ / cm2 i 18mJ / cm2, pri istim stopama ubijanja od 99,99%. Ako se virusom gripe koristi kao standard za dezinfekciju, bespilotna drona može postići oko 1 kubni metar dezinfekcije prostora u 15 sekundi, a drono može postići 80 kubnih metara prostora tokom života. Uobičajena dvorana stanica metroa izračunava se prema površini od 10 000 četvornih metara i prosječnoj visini od 5 metara. Potrebno je otpremiti 600 vrsta dronova kako bi se postigla potpuna dezinfekcija čitave stanice podzemne željeznice.
Pod pretpostavkom da se WPE izvora UVC-LED udvostruči, životni vijek drona udvostručuje, a učinak sterilizacije prikladno se smanjuje. Očekuje se da će se broj dronova u dvorani podzemne željeznice smanjiti na manje od 100.
Ukratko, UVC-LED dezinfekcijski bespilotni drog je tehnički izvediv, ali prostor za sterilizaciju stanice je trenutno stresan za njega, a možda je komora pogodnija za njega.
03 Metoda sterilizacije prostora i ušteda energije
Da bi se osigurala kvaliteta zraka u zatvorenom prostoru, ventilacijska oprema podzemne stanice radi već dugi niz godina. Pozivajući se na način ventilacije u donjoj tablici, potrošnja električne energije ventilacijske opreme također je 6,6kW tokom razdoblja isključivanja, a potrošnja električne energije povećava se iz godine u godinu s porastom radnog vremena.
Uz postojeće tehničke mogućnosti, upotreba UVC-LED dronova za postizanje sterilizacije dvorane podzemne željeznice zahtijeva ukupno 600 vrsta, ukupna potrošnja energije od 5,4kWh. Kako se efikasnost izvora svjetlosti povećava, ta će se vrijednost i dalje smanjivati.
Nije teško otkriti da je bespilotna letjelica UVC-LED efikasniji i energetski štedljivi način za sterilizaciju prostora podzemne željeznice. Međutim, ovaj način štednje električne energije ne štedi novac.
S poboljšanjem efikasnosti UVC-LED u budućnosti, napredovanje baterijskih materijala, čak u kombinaciji s bežičnom tehnologijom punjenja, može značajno smanjiti broj dronova potrebnih za dezinfekciju prostora. Pored toga, UAV može obavljati i sigurnosni nadzor djelomičnog radnog vremena i pomoći u ručnoj provjeri skrivenih opasnosti automobila i željezničkih objekata. Tada bi koncept mogao proizvesti stvarne ekonomske koristi.