Technological aspects of energy-efficient high-quality cleaning of indoor air from harmful impurities

Abstract

Bringing to safe health standards and maintaining the basic parameters of the air (microclimate) in the premises for various purposes within the established limits with a high level of efficiency, pro-vides an opportunity to solve the problem of national importance – public health and the necessary environmental characteristics. The purpose of the study is to develop technology and foundations for the construction of universal systems of automated high-quality air purification in rooms for various purposes. Methods of analysis, synthesis, mathematical modelling, and engineering calculations were used in the research process. The technology, composition, and structure of universal systems for au-tomated cleaning and maintenance of the required indoor air quality, which provides automatic control of air parameters, have been developed. The composition and features of software and hardware are substantiated, the method of engineering calculation, structure of air purification system is developed and its technical parameters are defined. The synergetic effects in the implementation of air purification, which are achieved through a comprehensive, consistent with the procedures and pro-cesses of sequential parallel processing of injected and filtered air, have been investigated and proved. Developed technology and systems provide the ability to purify large volumes of air at high speed and quality in rooms with different levels of mechanical contamination, microflora, other harmful impurities, including microorganisms, allergens, dangerous viruses that cause infections with pathogens diseases characterised by mass and high rate of spread, such as COVID-19. For the first time, the problem of creation of energy-efficient high power systems of complex air purification for industrial premises of large sizes, which are 2.5–4 times more effective on all basic indicators in com-parison with the best analogues has been solved.

Приведення до безпечних для здоров’я норм та підтримки у встановлених межах основних параметрів повітряного середовища (мікроклімату) в приміщеннях різного призначення із забезпеченням високого рівня економічності та енергоефективності, надає можливість вирішення проблеми державного значення – збереження громадського здоров’я та необхідних екологічних характеристик оточуючого середовища. Метою роботи є розроблення технології і основ побудови універсальних систем автоматизованого високоякісного очищення повітря в приміщеннях різного призначення. У процесі досліджень використано методи аналізу, синтезу, математичного моделювання та інженерних розрахунків. Розроблено технологію, склад і структуру універсальних систем для автоматизованого очищення та підтримки необхідної якості повітря в приміщеннях, яка забезпечує автоматичний контроль параметрів повітряного середовища і управління засобами очищення та підтримки необхідної якості повітря. Обґрунтовано склад і особливості програмного та апаратного забезпечення, розроблено метод інженерного розрахунку, структуру системи очищення повітря та визначені її технічні параметри. Досліджено та доведено синергетичні ефекти при здійсненні очищення повітря, які досягаються за рахунок комплексної, узгодженої за процедурами та процесами послідовно-паралельної обробки повітря, що нагнітається та фільтрується. Розроблені технологія і системи забезпечують можливість очищувати великі об’єми повітря з високою швидкістю та якістю в приміщеннях з різними рівнями його забрудненості механічними домішками, мікрофлорою, зокрема патогенною, іншими шкідливими домішками, включно з мікроорганізмами, алергенами, небезпечними вірусами, які приводять до інфікувань збудниками захворювань, що характеризуються масовістю та високою швидкістю поширення, наприклад COVID-19. Вперше вирішено проблему створення енергоефективних систем комплексного очищення повітря великої потужності для виробничих приміщень великих розмірів, які в 2,5–4 рази більш ефективні за всіма основними показниками у порівнянні з найкращими аналогами.