[发明专利]一种二次供水紫外消毒设备内紫外灯的排列方法

权利要求书

1.一种二次供水紫外消毒设备内紫外灯的排列方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在自来水中检测距离紫外灯灯管中心点不同距离处的紫外线强度；

步骤二、根据步骤一的结果，计算自来水在距离紫外灯灯管中心点不同距离处接收到安全紫外线有效剂量所需要的照射时间；

步骤三、根据步骤二的结果，结合紫外线消毒设备在使用场所的最大流量及确定的消毒容器的长度，计算对应消毒容器横截面积的理论最小值；

步骤四、根据步骤三的结果确定紫外灯在消毒容器中的排列方案和数量；

步骤五、先根据紫外灯的数量确定最佳排列方案，再确定消毒容器的横截面尺寸；

所述的消毒容器为长方体形；

所述步骤二中，设步骤一中检测点与灯管中心点的垂直距离为r，在距离灯管中心点r处测得的紫外线强度用I_r表示，设自来水在距离灯管中心点r处接收到安全紫外线有效剂量所需要的照射时间为T_r，则：

式(1)中D₀为国家标准GB/T 19837-2019中规定的用于生活饮用水消毒的紫外线消毒设备需要达到的最低剂量要求，即40mJ/cm²；K为最低剂量安全系数，取值范围为1.5～3；K·D₀就是安全紫外线有效剂量；C_LH为紫外灯的老化系数；C_JG为紫外灯石英套管的结垢系数；

所述步骤三中，设与紫外线照射时间T_r对应的消毒容器横截面积的理论最小值为S_r，则：

式(2)中Q_max表示紫外线消毒设备使用场所的最大流量，L表示确定的消毒容器的长度；

所述步骤四中，紫外灯在消毒容器内的排列规则是：所有紫外灯都是与消毒容器的轴线平行排列，在消毒容器的横截面上紫外灯按照长方阵列的形式整齐排列，无论是水平方向还是竖直方向，相邻两根紫外灯的垂直距离都相等，最外层紫外灯与消毒容器容器壁的垂直距离都相等；

确定紫外灯在消毒容器中的排列方案和数量的方法是：设在消毒容器横截面的水平方向上有n₁列紫外灯，在消毒容器横截面的竖直方向上有n₂行紫外灯，且n₁≥n₂；设相邻两根紫外灯的垂直距离为d，满足d＝k·r，其中k是紫外灯的一个排列参数，取值范围为2～3；设则：

(n₁-1)·(n₂-1)＜A≤n₁·n₂ (3)

由式(3)可得到n₁和n₂的多个解，选择n₁/n₂≤3且n₁·n₂最小的解作为紫外灯的排列方案，当n₁·n₂相等时选择n₁和n₂数值最接近的解作为紫外灯的排列方案；

设使用紫外灯的数量为N，则：

N＝n₁·n₂ (4)；

所述步骤五中，确定消毒容器的横截面尺寸的方法是：设消毒容器横截面的宽为x，高为y，设最外层紫外灯与消毒容器容器壁的垂直距离等于对应的r，则：

x＝(n₁-1)kr+2r (5)

y＝(n₂-1)kr+2r (6)。

2.根据权利要求1所述的一种二次供水紫外消毒设备内紫外灯的排列方法，其特征在于：所述步骤五中，确定紫外灯最佳排列方案的方法是：首先选择使用紫外灯数量最少的排列方案，当使用紫外灯数量相同时选择消毒容器横截面积理论最小值最小的排列方案。