UV LAMP APPLICATIONS AND THE EFFECT OF DIFFERENT LAMP LAYOUTS ON PERFORMANCE

Yıl 2023, Cilt: 64 Sayı: 712, 453 - 475, 29.09.2023

Süleyman Kavas , Mustafa Turhan Çoban , Erhan Budak

Öz

Ultraviolet lamp, one of the many disinfection methods brought to the agenda with the Covid-19 pandemic has been widely used both in our country and around the world. However, the theoretical background of this technology and the calculation methodology of UV disinfection systems are not well known.
In this study, general definitions about ultraviolet lamps (UV lamps) are given and calculation methods of values such as shape factor, UV dose and lamp inactivation rate required for design are explained. In addition, a computer model was created in Java programming language in order to examine different lamp configurations and behaviors. Within the scope of the study, UV lamps with the same total irradiance power were modeled by placing them in a section in different configurations and efficiency, shape factors and inactivation rates were compared in each case.

Anahtar Kelimeler

Ultraviolet Lamp, Shape Factor, Disinfection, Numerical Modeling

UV LAMBA UYGULAMALARI VE FARKLI LAMBA YERLEŞİMLERİNİN PERFORMANSA ETKİSİ

Öz

Covid-19 pandemisi ile birlikte gündeme gelen birçok dezenfeksiyon yönteminden biri olan ultraviyole lamba (morötesi lamba) hem ülkemizde hem de dünya genelinde çok yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Buna rağmen bu teknolojinin teorik altyapısı ve dezenfeksiyon amacıyla kullanılması durumunda hesaplama metodolojisi fazla bilinmemektedir.
Bu çalışmada ultraviyole lambalar (UV lamba) ile ilgili genel tanımlar verilmiş, tasarım için gerekli olan şekil faktörü, UV dozu, lambanın öldürme oranı gibi değerlerin nasıl hesaplanacağı anlatılmıştır. Ayrıca farklı lamba konfigürasyonlarını ve davranışlarını inceleyebilmek için java programlama dilinde bilgisayar modeli de oluşturulmuştur. Çalışma kapsamında toplam ışınım gücü aynı olan UV lambalar farklı konfigürasyonlarda bir kesit içerisine yerleştirilerek modellenmiş ve her durumundaki verimleri, şekil faktörleri ve öldürme oranları karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Ultraviyole Lamba, Şekil Faktörü, Dezenfeksiyon, Sayısal Modelleme

Kaynakça

• Ahmad, S. I., Christensen, L., ve diğ. (2017). Ultraviolet light in human health, diseases and environment. Springer.
• Balajı, C., (2014). Essentials of radiation heat transfer. Wiley.
• Bolton, J. R. ve Cotton, C. A., (2008). The Ultraviolet disinfection handbook. American Water Works Association.
• Hamilton, D.C. ve Morgan, W.R., (1952). Radiant-interchange configuration factors, NASA TN 2836.
• Howell, J. R., Siegel R., ve diğ. (2010). Thermal radiation heat transfer. Taylor and Francis Group.
• Ilkov, M., (2010). Theoretical model for the UV disinfection system in the operating ward of pzu “Filip Vtori”. Proceedings of the Second Conference on Medical Physics and Biomedical Engineering.
• Kowalski, W., (2001). Design and optimization of UVGI air disinfection systems, (Doktora tezi), The Pennsylvania State University, The Graduate School, College of Engineering, Pensilvanya, ABD.
• Kowalskı, W., (2009). Ultraviolet germicidal irradiation handbook, Berlin:Springer-Verlag.
• Kowalski, W., Bahnfleth, W.P., ve diğ. (2005). A Specular model for UVGI air disinfection systems. IUVA NEWS, Vol. 7, No. 1. Erişim adresi: https://www.researchgate.net/publication/228512680_A_specular_model_for_UVGI_air_disinfection_systems
• Kowalski, W., Walsh, T., ve diğ. (2020). 2020 COVID-19 coronavirus ultraviolet susceptibility, Erişim adresi: https://www.researchgate.net/publication/284691618_SARS_Coronavirus_UV_Susceptibility. https://www.researchgate.net/publication/284691618_SARS_Coronavirus_UV_Susceptibility.
• Tamuri, A.R., Sahar, M.A., ve diğ. (2014). Ultravoilet (UV) light spectrum of flourescent lamps, Conference Paper, doi:https://doi.org/10.13140/2.1.3114.6886.
• 2011 ASHRAE Handbook, Heating, Ventilating, and Air-Conditioning Applications, (2011). Chapter 16: Ultraviolet Lamp Systems. ASHRAE.
• 2020 ASHRAE handbook, heating, ventilating, and air-conditioning systems and equipment, (2020). ASHRAE.