БЛОКИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ
Активно защищают воздух и поверхности от биологических угроз, летучих органических соединений (запахов)
ТЕХНОЛОГИЯ
Системы Varionix представляют собой устройства для АКТИВНОЙ очистки и обеззараживания воздуха и поверхностей на базе принципа диэлектрического барьерного разряда (ДБР) и процесса биполярной ионизации (БПИ) с использованием долгосрочных и высокоэффективных ионизационных трубок.

Системы имеют типичную для устройств на базе ДБР «цилиндрическую» («коаксиальную») конфигурацию: ионизационную стеклянную трубку (диэлектрик) с коаксиальным внутренним катодом (щёточный электрод из перфорированного листа, подключённый̆ к отрицательному полюсу источника тока) и со съемным внешним анодом (электрод из проволочной̆ сетки из нержавеющей̆ стали, подключенный к положительному полюсу источника тока), наполненную смесью инертного газа или галогенида инертного газа.
ДБР и электрическое поле возникают в результате приложения высокого напряжения переменного тока между двумя электродами, разделенными стеклом трубки (диэлектриком), которое действует как барьер. В конце концов, происходит электрический пробой, который развивается практически мгновенно при достижении напряженности поля равной электропрочности диэлектрика, в виде множества микро разрядов очень короткой продолжительности и приводит к ионизации, образованию облаков положительно и отрицательно заряженных ионов, и свободных электронов, из небольших молекул воздуха, окружающих трубку, и к образованию низкотемпературной газовой плазмы (поля «холодной плазмы») на поверхности ионизационной трубки (поверхностный ДБР).

Основные первичные положительные ионы N2+, O2+, N+ и О+ очень быстро (за миллионные доли секунды) превращаются в протонированные гидраты H+•(H2O)n (где число молекул n<10). Свободные электроны присоединяются к кислороду и образуют самый важный отрицательный ион - супероксид-анион-радикал O2-, который также может образовывать гидраты O2-•(H2O)m (где число молекул m - натуральное число). Такие промежуточные частицы, состоящие из простых положительных или отрицательных ионов и комплекса атомов или молекул, собирательно называются «комплексными ионами» или «кластерными ионами».

Ионы классифицируются в соответствии с их размерами и их подвижностью. Ионы с самой высокой степенью подвижности более 0.5 см2 В−1 с−1 (порог) - малые и большие кластерные ионы (или совместно легкие ионы). Срок жизни кластерных ионов искусственного происхождения составляет 2-3 минуты, они распадаются до того, как их размер достигает порога, и снова формируются. Протекающие химические реакции, молекулярные перегруппировки, образование заряженных частиц и кластерных ионов, которые далее до 1 триллиона раз (1012) могут сталкиваться с молекулами воздуха и имеют высокую степень подвижности, позволяет продлевать время и увеличивать расстояние для АКТИВНОЙ очистки воздуха и поверхностей.

Молекулы воды (H2O) в кластерных ионах окружают супероксид-анион-радикал O2- и защищают его от нейтрализации. Влажность играет важную роль в образовании протонированных гидратов и гидроксильных радикалов (•ОН), и, следовательно, в процессе биполярной ионизации. Приемлемая влажность для работы систем составляет 30-80%, оптимальная 40-60%. Если воздух слишком сухой, молекул воды недостаточно для защиты мелких ионов. С другой стороны, если влажность слишком высока (>80%), размер кластеров увеличивается до точки, в которой они конденсируются, или становятся слишком тяжелыми, чтобы перемещаться. Тогда требуется дополнительная концентрация ионов для создания желаемого количества кластерных (легких) ионов. Кластерные (легкие) ионы позволяют избежать сильного осаждения или спонтанного прикрепления частиц к поверхностям.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Первичные ионы, производимые (выпускаемые) в систему вентиляции и кондиционирования здания, очень быстро (за миллионные доли секунды) превращаются в кластерные (легкие) ионы, перемещаются с воздушным потоком в пространство комнаты, нейтрализуя на своем пути вредоносные взвешенные твердые частицы, аллергены, токсичные летучие органические соединения (ЛОС) и запахи и патогенные микроорганизмы. В помещении кластерные ионы перемещаются с воздушными потоками, создаваемыми либо системой вентиляции и кондиционирования, либо вентилятором, встроенным в само устройство биполярной ионизации, и нейтрализуют загрязнители и патогены как в воздухе, так и на полу, стенах, потолке, окнах, оборудовании и поверхностях мебели.


В отличие от большинства устройств очистки и обеззараживания, которые требуют направления и прохождения воздуха через само устройство и не очищают поверхности (пассивная очистка), Системы Varionix производят заряженные ионы, которые обнаруживают и уничтожают патогены, твердые частицы и загрязняющие вещества в их источнике, как в системе вентиляции и кондиционирования, так и в самом помещении.


PMx: системы удаляют такие вредоносные твердые частицы (PM10; PM2.5; PM0.3; PM0.1) как тонкодисперсная пыль (строительная; бытовая; текстильная и т.д.), мелкодисперсные пищевые и не пищевые порошки (бытовая химия; сухое молоко и т.д.), биологические аллергены (пылевой клещ; частички эпителия и продукты жизнедеятельности таких паразитов как насекомые и грызуны; пыльца), пепел, сажа, табачный дым. Системы производят первичные, а затем вторичные и кластерные (легкие) ионы, которые встречаются с твердыми микрочастицами, прилипают, и превращают частицы в медленные и тяжелые (либо в сверхтяжелые) положительно и отрицательно заряженные ионы, которые ведут к дальнейшему слипанию и оседанию микроскопических взвешенных пылевых частиц.


ЛОС: системы удаляют токсичные ЛОС - группа веществ различных химических классов (углеводороды, ароматические соединения, спирты, альдегиды, кислоты, сложные эфиры, амины, тиолы), обладающих запахами. Энергосодержание холодной плазмы позволяет удалять запахи и заменять ЛОС, такие как формальдегид (HCHO), на диоксид углерода (CO2) и воду (H2O). Возможно удаление и других ЛОС, таких как угарный газ (СО), аммиак (NH3), сероводород (H2S), и т.д. Основными источниками ЛОС и запахов являются производство и использование бытовой химии, дезинфицирующих средств, строительных и отделочных материалов (лаков и красок), косметики, ароматических пищевых добавок, и т.д. В результате биполярной ионизации образуется супероксид-анион-радикал O2-, который может напрямую реагировать с водой (H2O), содержащейся в воздухе помещений, с образованием гидроксил радикалов (•OH), которые легко способны окислять ЛОС, путем отщепления электронов, которые в последствии могут реагировать с другими органическими молекулами по цепной реакции.

Пример превращения формальдегида (CH2O) включает некоторые параллельные суммарные реакции с получением диоксид углерода (CO2) и воды (H2O):

[1] O2+e-→O2-
[2] O2-+2H+→H2O2+O2
[3] 2O2-+H2O2→O2+OH+OH-
[4] 2СН2О+Н2О2→2НСООН+Н2
[5] СН2О+Н2О2→НСООН+Н2O
[6] НСООН+Н2О2→2Н2О+СО2

Бактерии и вирусы: системы удаляют такие патогенные микроорганизмы (PM2.5; PM0.3; PM0.1) как споры грибов, бактерии и вирусы (20-300 нм) включая SARS-CoV-2/COVID19 (50-200 нм), которые вызывают болезни людей, животных и растений. Системы производят кластерные (легкие) ионы. Положительные H+•(H2O)n и отрицательные O2-•(H2O)m кластерные ионы окружают поверхностную структуру микроба и образуют высоко реакционноспособные гидроксильные радикалы (•ОН), которые забирают молекулу водорода (Н) из белковых оболочек микроба с образованием молекулы воды (H2O). Таким образом, разрушается поверхностная оболочка вируса на молекулярном уровне, он становится дефектным и не размножается (становится безвредным даже при попадании в организм человека). Также разрушаются поверхностные мембранные белки бактерий и грибов, что приводит к их гибели.

Примеры взаимодействия супероксид-анион-радикала O2- с водой (H2O) и образования гидроксил радикалов (OH):

2O2-+H2O→O2+HO2-+OH-
2O2-+H2O→HO2+OH-
2O2-+O3+H2O→ 2O2+OH-+OH

Плесень и другие грибки: воздействие на плесневые споры, растущие на различных поверхностях, также было подтверждено в результате проведения эксперимента. VARIONIX хорошо воздействует на плесень и другие грибки, находящиеся как в воздухе, так и на различных поверхностях.


Этилен: при проведении эксперимента, стерилизатор VARIONIX установили в комнату хранения яблок. Было установлено, что VARIONIX снижает концентрацию газа этилена.


Аэрозоли, вредные газы:

VARIONIX воздействует на газы, опасные для здоровья. Например, в тех парикмахерских, где установлен VARIONIX, произошло уменьшение случаев заболеваний работников парикмахерских.


Запахи: VARIONIX уменьшает неприятные запахи. Этот факт был подтвержден в проведенных экспериментах. Было также установлено значительное уменьшение запахов от гнилых продуктов. VARIONIX очень эффективен на запах сигарет. Другой пример - это канализационные запахи. Озон и ионы совместно уменьшают воздействие различных запахов на человека.


Растения и люди: ионы также обладают еще одним благоприятным эффектом. Было установлено, что растения растут быстрее в ионизированном воздухе, чем в обычном воздухе. Также отмечено благоприятное воздействие VARIONIX на различные болезни растений. Озон в небольших количествах (0,02 ppm) оказывает благоприятный эффект на рост растений. Все это описано после проведения эксперимента в Норвегии на растениях помидоров. Эти растения выросли больше по сравнению с теми растениями, которые были выставлены на воздух почти без озона. Однако Озон в слишком больших количествах имеет обратный эффект - рост растений замедляется. Также хорошо известно положительное воздействие ионизированного воздуха на самочувствие людей

НОУ ХАУ И ВЫТЕКАЮЩИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
Применение современных материалов, уникальная формула стекла ионизационной трубки (состав диэлектрика определяет его параметры, а также электрический, механический, тепловой отклики на воздействие электрического поля, механического напряжения, температуры) и улучшенная инженерно-техническая конструкция системы (когда электрическая часть устройства и трубка работают как единое целое в оптимальном режиме для контроля над множеством микро разрядов) в совокупности позволяют максимальное производство кластерных ионов, минимальный уровень требуемого напряжения и минимальный уровень производства озона <0.06 мг/м3, что значительно ниже норм, установленных ГОСТ для рабочих мест - 0.1 мг/м3 и транспорта - 0.16 мг/м3 .

За счет минимального уровня требуемого напряжения и обеспечения низкого уровня падения давления (нет необходимости для проталкивания воздуха через устройство), в среднем, энергопотребление самой Системы составляет менее 3Вт / 100м2 обрабатываемого пространства (в ~10 ниже потребления УФ системами). Системы могут значительно снизить энергопотребление системами вентиляции за счет рециркуляции чистого воздуха (нет необходимости в постоянном поступлении свежего воздуха, регулировании его температуры и притока).

Срок эксплуатации ионизационных трубок составляет 30 000 — 45 000 часов или около 5-7 лет службы, что в 2-3 раза дольше чем у подобных систем на рынке или систем на базе вредоносного УФ излучения. Анод у ионизационной трубки съёмный, что позволяет протирать трубку не чаще чем каждые 12-18 месяцев, поддерживая высокий уровень производства кластерных ионов в течение всего срока службы трубки.

Системы подходят для размещения на стенах, потолках, внутри или снаружи воздуховодов отдельных помещений любого размера и назначения, а также для встраивания в систему вентиляции для обеззараживания воздуха и поверхностей всего здания с возможностью оснащения единой системой диспетчеризации. Возможно оснащение кабин и салонов транспортных средств, а также зданий и сооружений транспортной инфраструктуры.
ИСТОРИЯ
  • 1839
    А. Э. Беккерель открыл фотоэлектрический эффект (фотоэффект), явление взаимодействия света или любого другого электромагнитного излучения с веществом, при котором энергия фотонов передаётся электронам вещества. Фотоэффект в газах состоит в ионизации атомов или молекул под действием излучения. Фотон - фундаментальная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света) в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия. Фотон - безмассовая частица, способная существовать только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона равен нулю.
  • 1857
    Гейслер изобрел трубку Гейслера, раннюю газоразрядную трубку, использовавшаяся для демонстрации принципов электрического тлеющего разряда, похожего на современный неон. Трубка представляла собой герметичный, частично вакуумированный стеклянный цилиндр различной формы с металлическим электрод на каждом конце, содержащий разреженные газы, такие как неон , аргон или воздух ; ртуть пары или другие проводящиежидкости; или ионизируемые минералы или металлы , такие как натрий. Когда между электродами подается высокое напряжение, через трубку протекает электрический ток. Ток отделяет электроны от молекул газа, создавая ионы, и когда электроны рекомбинируют с ионами, газ излучает свет за счет флуоресценции.
  • 1869-1875
    У. Крукс изобрел трубку Крукса, модифицированную сильно-разряженную трубку Гейсслера. Крукс установил, что характер разряда в трубке Гейсслера меняется в зависимости от давления и полностью исчезает при глубоком вакууме. Трубка Крукса имеет холодный катод, а значит, генерация электронов может быть обеспечена только ионизацией остаточного газа высоким напряжением между электродами, приводящей к так называемому разряду Таундсенда. Сущность данного явления заключается в том, что положительные ионы газа выбивают с поверхности катода отрицательные электроны, которые и создают катодный ток. Так как трубка достаточно разряжена, электроны при своём движении к аноду почти не соударяются с молекулами газа. Часть электронов проходит мимо анода, ударяет атомы в стекле, переводит их на более высокий энергетический уровень и вызывает флуоресценцию. Трубки Крукса сейчас используются только для демонстрации катодных лучей.
  • 1887
    Х. Герц провел первую демонстрацию фотоэлектрического эффекта
  • 1888-1891
    Александр Столетов провел подробный анализ фотоэффекта (закон Столетова или 1-й закон фотоэффекта). Сила фототока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения. При неизменном спектральном составе электромагнитного излучения, падающего на фотокатод, фототок насыщения пропорционален энергетической освещённости катода (иными словами, число фотоэлектронов, выбиваемых из катода в единицу времени прямо пропорционально интенсивности излучения).
  • 1899
    П. Виллар впервые сообщил об эффекте вторичной эмиссии - способности электронов в вакуумной лампе вызывать эмиссию дополнительных электронов, ударяя по электроду.
  • 1899
    Аэроионизация, ионизация газов, входящих в состав атмосферы, и аэроионы были открыты Ю. Ельстером и Г. Гейтелем
  • 1886–1902
    У. Халлвакс и П. Ленард подробно исследовали явление фотоэмиссии
  • 1902
    П. Ленард открыл ионизацию газов ультрафиолетом. А. Эйнштейн, К. Габихт и М. Соловин образуют группу Olympia Academy в Берне, Швейцария. В итоге А. Эйнштейн описал физику природных аэроионов
  • 1903
    А. Соколов (в общих чертах) сформулировал представление о положительном влиянии ионов на здоровье и самочувствие человека, после чего ученые и инженеры предпринимали попытки создать коммерческие устройства для ионизации
  • 1905
    Эйнштейн выдвинул гипотезу для объяснения экспериментальных данных фотоэлектрическим эффектом, теоретизировавшим постоянную Планка. Эйнштейн установил фундаментальный принцип квантовой механики
  • 1910
    А. Эйнштейн, К. Габихт и его брат П. Габихт разработали функциональный прибор, умножитель электростатического потенциала, для измерения отрицательных и положительных ионов в воздухе, или фотоэлектронный умножитель (для регистрации фотонов), основанный на фотоэлектрических эффектах и эффектах вторичной эмиссии.
  • 1914
    Эксперимент Милликена подтвердил модель фотоэлектрического эффекта Эйнштейна
  • 1921
    Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия за «открытие закона фотоэлектрического эффекта»
  • 1923
    Милликен был удостоен Нобелевской премии за работы «Элементарный заряд электричества и фотоэффект»
  • 1931
    Советский ученый А. Л. Чижевский представил первый униполярный ионизатор - «Люстру Чижевского». Результаты были признаны сфальсифицированными
  • 1955
    Сын К. Хабихта, Д. К. Хабихт разрабатывает первую настоящую биполярную ионизационную трубку
  • 1957
    Д. К. Хабихт начал установку систем ‘Bentax Translet Air Systems’. Одна их первых систем была установлена в штаб-квартире UBS в Швейцарии, Цюрихе. Компания разработала большое количество систем для промышленного сектора повсеместно.
  • 1958
    Х.Ф. Таммет разработал несколько портативных генераторов отрицательных ионов
  • 1962
    Д. К. Хабихт подает заявку на первый патент (номер 403726) на первую ионизационную трубку
  • 1967
    С. А. Лоуз основал в Великобритании компанию по производству коммерческих униполярных ионизаторов
  • 1973
    Д. Мейер подал заявку на изобретение «генераторов ионов», который циклически излучает то положительные, то отрицательные ионы (попеременно), в США и получила патент
  • 1973
    В.П. Реута подал заявку на изобретение «генераторов ионов», который циклически излучает то положительные, то отрицательные ионы (попеременно), в СССР и получил авторское свидетельство в 1976 году
  • 1996
    В России вышли первые Санитарные нормы, где предписывалось обязательное наличие аэроионов обеих полярностей на рабочих местах, оснащенных дисплеями и компьютерами
  • 2020
    Группа Российских компаний НПО "КОНТОР" проводит широкомасштабный НИОКР в ведущих исследовательских институтах страны, где подтверждается высокая эффективность против патогенных загрязнителей включая COVID и безопасность систем для человека