발광 다이오드(UV LED)를 발광다이오드(UV LED)를 발아하는 수분 소독 시스템은 2012년에 처음으로 상용화되었다.
UV LED의 역사
초기 시스템은 기존 UV 제품보다 작지만 유량량이 적고 수천 달러의 비용이 듭니다. 그 이후로 UV-C LED는 주로 기존 제품에 쉽게 통합되거나 복고풍으로 장착할 수 있는 지점까지 시스템이 점점 작아지는 POU(사용 시점) 애플리케이션에 중점을 두어 왔습니다. UV-C LED 시스템의 설계가 개선됨에 따라 설계, 견고성 및 가장 중요한 것은 효율성과 비용면에서 성숙해졌으며, 마침내 POE(진입 시점) UV 소독 시장에서 확립된 제품에 경쟁력을 갖게 되었습니다.
기존 시스템과의 비교
UV 소독 시스템은 UV 램프의 효율성과 반응기 설계의 효율성이라는 두 가지 원칙을 기반으로 합니다. 일반적으로 기존의 UV 램프는 UV-C LED 광원에 비해 열보다 더 많은 UV 광을 생산하여 보다 효율적입니다. 원통형 설계는 일반적으로 LED의 유연성에 따라 사용자 정의 할 수있는 현대 UV-C LED 반응기보다 덜 효율적이기 때문에 기존의 수은 램프 반응기 설계와 는 반대입니다. 시간이 지남에 따라 UV-C LED의 UV 광 효율이 향상되었으며 설계자는 UV-C LED 반응기의 효율성을 크게 향상시켰습니다. 이러한 발전은 POU 애플리케이션을 위한 LED 기술을 고공화시켰지만 POE 시장도 개방되기 시작했습니다. POE 수처리와 관련된 더 높은 유량에 대한 UV-C LED 솔루션은 이제 나이가 들어왔습니다.
기존의 UV 수은 램프와 UV-C LED를 비교할 때 고려해야 할 다른 요인으로는 전체 시스템 유지 보수 요구 사항 및 소유 비용의 측면이 포함됩니다. 첫째, UV-C LED의 고유한 특성으로 인해 열 방전이 시스템 뒤쪽에서 관리되고 파울이 발생하는 석영 램프 나 슬리브가 아니기 때문에 파울링이 훨씬 덜 우려됩니다. "인스턴트 온" LED 기술은 물이 흐르는 경우에만 LED에 전력을 공급할 수 있으므로, 영구적으로 구동되는 수은 램프를 사용하는 시스템에서 흔히 발견되는 열 축적을 제거하여 UV-C LED 시스템은 최대 10,000시간의 간헐적 사용을 지속할 수 있습니다. LED의 즉각적인 온/오프 특성과 필요할 때만 전원을 공급할 수 있는 기능은 기존의 수은 램프와 비교할 때 램프 교체 간격을 크게 줄입니다. 이 기능은 흐름 조절 전력 수요와 함께 UV-C LED 시스템에 대해 소독에 필요한 전기 에너지가 실질적으로 낮다는 것을 의미합니다.
260nm ~ 280nm 의 생식기 에서 UV-C 파장 선택의 유연성은 수은 램프에 의해 생성된 고정된 253.7 nm 방출에 비해 LED의 또 다른 특징입니다. 이를 통해 특정 애플리케이션에 대한 UV-C LED 시스템의 보다 타겟화된 설계가 가능합니다.
마지막으로, 기존의 수은 램프 시스템에서 발견되는 바와 같이 고가의 종종 신뢰할 수 없는 외부 센서 모듈을 필요로 하지 않고 고체 상태 UV 강도 모니터링을 통합하는 기능은 상당한 보너스이며 소독 시스템이 실제로 수행되고 있어 안전하게 소독된 물을 제공한다는 것을 자동으로 안심시켜 줍니다.
온라인 출시 LED
UV-C LED 시스템은 대학 파일럿 연구, 미국 EPA와의 협력 연구 개발 계약(CRADA)을 포함한 여러 사례 연구의 일부였습니다. 2016년으로 거슬러 올라가는 이러한 사례 연구는 식수 처리만큼 중요한 것으로 종종 원하는 신뢰성과 장수 지표를 제공합니다. 미국 EPA R&D 계약의 주요 목표는 고급 UV-C LED 소독 및 여과 기술을 통합한 통합 수처리 시스템을 설계, 제작 및 테스트하는 것이었습니다. 통합 장치는 현재 사용 가능한 상용 시스템에서 사용되는 것보다 더 높은 유량과 더 까다로운 물 품질을 목표로 합니다. 이 R&D 계약의 최종 결과는 세계 최초의 상용 UV-C LED POE 치료 시스템을 초래했습니다.
주거용 POE 유닛
이제 UV-C LED 시스템이 POE 임계값을 단단히 넘었기 때문에 이 기술의 가장 명백한 "스위트 스팟"은 식수 소독뿐만 아니라 샤워시설, 욕실 수도꼭지 등을 보호하는 가정용 수처리에 있습니다. 이제 수은 램프의 워밍업 시간이 필요하기 때문에 램프가 항상 최대 전력으로 실행되어야하는 전통적인 수은 램프 시스템에 대한 완전히 실행 가능한 대안이 있습니다. 종래의 UV 시스템의 사용자는 흐름이 없는 장기간 후에 발생하는 "온수 샷"(예: 아침 첫 번째 것)에 너무 익숙할 것입니다. 이 자극은 LED 시스템의 "즉시 켜기" 기능에 의해 제거됩니다. 일반적인 가정에서 간헐적인 물 사용을 기반으로 하는 5년 LED 교체 간격과 전기 소비 감소 및 램프가 함유된 수은이 없는 LED 솔루션의 매력에 추가됩니다.
상업용 유닛
위에서 설명한 POE 응용 프로그램의 종류에 LED의 적용성은 또한 필요한 물 유량이 주거 환경에서 발견되는 것과 크게 다르지 않은 "가벼운 상업"으로 묘사 될 수있는 것에 빌려준다. 예를 들어 작은 커뮤니티 센터와 경기장, 작은 학교, 작은 사무실, 소방서 및 소매점이 있을 수 있습니다. 대규모 시설의 경우 여러 POE 모듈을 병렬로 설치할 수 있지만, 제품 개발과 수요 증가로 인해 비용과 설치 공간이 모두 줄어들기 때문에 모든 상용 애플리케이션에 대한 시스템을 사용할 수 있게 됩니다.
시립 유닛
본질적으로 시정 수처리 시스템은 논의중인 응용 프로그램의 유량률이 가장 높습니다. 추가 고려 사항은 종종 UV 소독뿐만 아니라 염소 잔류의 제공을 통합하는 전형적인 "다중 장벽"접근 법입니다. 모두 필요한 UV 전력의 양은 가장 작은 시스템이 상당하지만, 아직 몇 시간 동안 기존의 수은 램프 기술에 의해 지배될 것입니다. 그러나 위에서 언급했듯이 UV-C 애플리케이션을 위한 LED 기술의 연구 개발이 빠르게 진행되고 있으며 비용/전력/효율성 비율이 지속적으로 개선되고 있습니다. 소독 및 고급 산화 (AOP)를 위한 LED 기술을 사용하여 시 시스템 시험은 이미 영국에서 시작되었으며 앞으로 도처의 징후입니다.
UV-C LED 시장 동향
총 POE UV 시장 규모: 이 문서의 목적을 위해 우리는 유량이 일반적으로 5~ 15 gpm (20 ~ 60 lpm) 범위에있는 주거 및 가벼운 상업 응용 프로그램을 고려할 것입니다. 이 부문의 시장 규모는 매년 약 03억 달러로 추정되며, 이는 전 세계적으로 약 300,000개의 시스템에 해당합니다.
최근 성장/COVID-19: 플린트, 미시간 등과 같은 고도로 공개된 이벤트를 통해 수질 문제에 대한 최종 사용자 인식을 높이고 COVID-19의 결과로 건강 불안 수준이 더욱 높아졌으며, 이는 일반적으로 UV 소독 시장에 두 자릿수 성장을 초래하고 있다. 여기에는 식수 이외에 표면 및 공기 응용 프로그램이 포함됩니다.
시장에서 UV LED 시스템의 성장: 건강과 생명 관련 문제의 품질에 대한 지속 가능한 솔루션에 대한 요구와 필요성이 증가함에 따라 개선된 수처리 방법론 영역에서 UV-C LED 기술의 점점 더 중요한 위치를 보장해야 합니다. 성능과 비용 절감의 지속적인 개선은 이미 이러한 작업을 가능하게하고 미래에 시장 침투를 증가시킬 것입니다.
