Коробка Корси–Розенталя

Конструкция очистителя воздуха
Пример самодельного агрегата

Corsi –Rosenthal Box — это конструкция для самостоятельного очистителя воздуха , который можно построить сравнительно недорого. Он состоит из четырех [1] или пяти [2] [3] фильтров для очистки воздуха от частиц HVAC , которые образуют куб, и вентилятора для протягивания воздуха через фильтры. Швы куба заклеены клейкой лентой . Исследование 2022 года показало, что скорость подачи чистого воздуха в конструкции с пятью фильтрами составляет от 600 до 850 кубических футов (17–24 м 3 ) в минуту (в зависимости от скорости вентилятора), что составляет примерно одну десятую от стоимости коммерческих воздушных фильтров. Инженеры Ричард Корси и Джим Розенталь создали конструкцию с пятью фильтрами во время пандемии COVID-19 с целью снижения риска заражения за счет снижения уровня вирусных частиц в воздухе в помещениях.

Предыстория и история

COVID-19 в основном передается по воздуху [4] [5] [6] , а случаи сверхраспространения обычно связаны с собраниями в помещениях, где вирусу позволяют накапливаться в воздухе. [7] [8] В ответ на это и по рекомендациям исследователей инфекционных заболеваний [9] [10] инженеры начали рассматривать вопрос о том, как улучшенная вентиляция может снизить риск заражения за счет снижения количества вируса в воздухе помещений . [11]

Ричард Корси в 2022 году

Цены на воздухоочистительные установки (комнатные или многокомнатные) с фильтрацией HEPA варьируются от менее 50 долларов США до значительно более 500 долларов США. [12] [13] [14] [11] [15] В августе 2020 года Ричард Корси, инженер-эколог и вступающий в должность декан инженерного факультета Калифорнийского университета в Дэвисе , [16] поговорил с репортером Wired Адамом Роджерсом об идее объединения нескольких купленных в магазине фильтров с вентилятором для повышения эффективности самодельных конструкций воздушных фильтров. [11] Роджерс связался с Джимом Розенталем, генеральным директором производителя фильтров Tex-Air Filters, который сотрудничал с Корси в Техасском университете и в техасском отделении Американского фонда борьбы с астмой и аллергией , чтобы провести несколько испытаний одного воздушного фильтра, прикрепленного к вентилятору . [ 2] Вдохновленный идеей Корси использовать несколько фильтров, Розенталь позже придумал конструкцию с пятью фильтрами. Розенталь назвал его в честь Корси [2], хотя после того, как статья в New York Times упомянула коробки с таким названием [15], Корси написал в Твиттере, что Розенталь действительно заслуживает похвалы [17] и что он предпочитает название Коробка Корси–Розенталя. [18] [19] Эксперты по системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха Нил Компаретто и Джон Семмельхак изменили конструкцию в октябре 2020 года, чтобы использовать 4 фильтра и картонное дно в конструкции, названной Кубом Компаретто [20] [21]

Дизайн

Инструкции по изготовлению коробки из материалов, доступных в хозяйственных магазинах Северной Америки.

Конструкция Corsi–Rosenthal Box состоит из четырех [1] или пяти фильтров HVAC с эффективностью MERV13 или выше, которые образуют боковые стенки коробки. [2] [3] Варианты конструкции с четырьмя фильтрами используют фильтры шириной 20 дюймов, закрепленные клейкой лентой и куском картона, образующим дно коробки. [22] [1] В конструкции Rosenthal от 2020 года два фильтра размером 16×20×2 дюйма и три фильтра размером 20×20×2 дюйма образуют пять сторон куба. [2] Для обоих вентилятор размером 20 дюймов (500 мм) образует последнюю сторону куба и прикрепляется клейкой лентой к фильтрам, герметизируя систему так, что воздух проходит через фильтры и выходит из коробки. [19] [14]

Позже Розенталь усовершенствовал конструкцию, добавив кожух к вентилятору: эта картонная вырезанная деталь закрывает углы вентилятора, повышая эффективность системы за счет уменьшения обратного потока. [22] [23]

Блоки можно собрать примерно за 15 минут, они служат месяцами и стоят от 50 до 150 долларов США за материалы. [19] [14] [11]

Эффективность

Размер частиц вируса, переносимых по воздуху, варьируется от 1 до 50  микрон (мкм). Розенталь использовал испытательное оборудование своей компании HVAC для проведения неформального испытания конструкции, в ходе которого он обнаружил, что система удаляет около 60% частиц размером 1 мкм и почти 90% частиц размером 10 мкм. [11] Скорость подачи чистого воздуха (CADR) конструкции с четырьмя фильтрами стоимостью 75 долларов США оценивалась в пределах 165–239 ​​кубических футов (4,7–6,8 м 3 ) в минуту (в зависимости от скорости вентилятора) в исследовании, проведенном исследователями Калифорнийского университета в Дэвисе в августе 2021 года. [22] В апреле 2022 года группа из Калифорнийского университета в Дэвисе опубликовала исследование коробки Corsi–Rosenthal, в которой использовались пять двухдюймовых фильтров MERV-13. Они обнаружили, что «эффективная скорость подачи чистого воздуха [CADR] этой конструкции увеличивается[d] со скоростью вращения вентилятора примерно от 600 до 850 футов 3 мин −1 (от 1019 до 1444 м 3 ч −1 )». [3] Исходя из стоимости их конструкции, эта производительность составила 0,08 долл. США за CADR, или примерно в десять раз дешевле, чем у коммерческих очистителей воздуха, при более тихой работе. [3]

Исследование самодельного очистителя воздуха для удаления дыма от лесных пожаров с использованием вентилятора и фильтра, установленного в окне, показало, что твердые частицы размером от 1 до 10 мкм были уменьшены примерно на 75%. Wired написал, что это исследование предполагает, что такие фильтры могут эффективно фильтровать вирусные частицы аналогичного размера. [11] [24]

Исследователи расширили исследования этих гражданских научных фильтрующих устройств, чтобы оценить их эффективность в снижении уровня летучих химических веществ в воздухе ( ЛОС ); Додсон и его коллеги показали, что устройства снижают содержание ПФАС и фталатов . [25]

Безопасность

Исследование, проведенное Underwriters Laboratories в 2021 году , показало, что присоединение фильтров к вентилятору в конфигурации «сделай сам» не представляет опасности возгорания из-за повышенного нагрева обмоток двигателя вентилятора. [26]

Использует

Студенты с украшенными коробками Corsi-Rosenthal на конкурсе в Калифорнийском университете в Дэвисе в 2022 году.

Ящики Корси–Розенталя использовались в школах для снижения риска передачи COVID-19 [27] [28] [29], иногда также функционируя как урок STEM , на котором учащиеся изучают науку фильтрации воздуха и самостоятельно конструируют ящики. [30] На уровне университета студенты-инженеры также проводят испытания на этих устройствах. [31]

Приюты для бездомных и детские сады также используют ящики Corsi–Rosenthal для снижения риска COVID. [32]

Ящики Corsi–Rosenthal также использовались в сезоне лесных пожаров 2023 года в Северной Америке, особенно когда загрязнение дымом привело к опасным условиям качества воздуха в густонаселенных районах на востоке Соединенных Штатов . [33] [34] [35]

Ссылки

  1. ^ abc Sun, Lena H. (14 января 2023 г.). «После трех лет освещения covid я построила свой собственный воздушный фильтр». Washington Post . ISSN  0190-8286 . Получено 8 июня 2023 г. .
  2. ^ abcde Розенталь, Джим (22 августа 2020 г.). "Вариация на тему воздухоочистителя "Box Fan with MERV 13 Filter"". Tex-Air Filters . Архивировано из оригинала 13 ноября 2021 г. . Получено 13 ноября 2021 г. .
  3. ^ abcd Dal Porto, Rachael; Kunz, Monet N.; Pistochini, Theresa; Corsi, Richard L.; Cappa, Christopher D. (2022). «Характеристика производительности воздушного фильтра для вентилятора, сделанного своими руками». Aerosol Science and Technology . 56 (6): 564–572. Bibcode : 2022AerST..56..564D. doi : 10.1080/02786826.2022.2054674 . S2CID  248406422.
  4. ^ Моравска, Лидия; Цао, Джунджи (июнь 2020 г.). «Передача SARS-CoV-2 воздушным путем: мир должен взглянуть в лицо реальности». Environment International . 139 : 105730. doi : 10.1016/j.envint.2020.105730. PMC 7151430. PMID 32294574  . 
  5. ^ Моравска, Лидия; Милтон, Дональд К (6 июля 2020 г.). «Пора решать проблему передачи коронавируса воздушным путем 2019 года (COVID-19)». Клинические инфекционные заболевания . 71 (9): 2311–2313. doi : 10.1093/cid/ciaa939. ISSN 1058-4838  . PMC 7454469. PMID  32628269. Архивировано из оригинала 9 марта 2022 г. . Получено 9 октября 2021 г. . 
  6. ^ Чжан, Реньи; Ли, Исинь; Чжан, Энни Л.; Ван, Юань; Молина, Марио Дж. (30 июня 2020 г.). «Определение воздушно-капельной передачи как основного пути распространения COVID-19». Труды Национальной академии наук . 117 (26): 14857–14863. Bibcode : 2020PNAS..11714857Z. doi : 10.1073/pnas.2009637117 . ISSN  0027-8424. PMC 7334447. PMID 32527856  . 
  7. ^ Уэйнер, Габриэль (27 октября 2020 г.). «Как предотвратить события «суперраспространения» COVID-19 в помещении этой зимой». The Conversation . Архивировано из оригинала 5 октября 2021 г. . Получено 9 октября 2021 г. .
  8. ^ Льюис, Дайани (23 февраля 2021 г.). «Суперраспространение движет пандемией COVID — и может помочь ее укротить». Nature . 590 (7847): 544–546. Bibcode :2021Natur.590..544L. doi : 10.1038/d41586-021-00460-x . PMID  33623168. S2CID  232037743.
  9. ^ Нуримотлаг, Захра; Джаафарзаде, Нимат; Мартинес, Сусана Сильва; Мирзаи, Сейед Аббас (февраль 2021 г.). «Систематический обзор возможной воздушной передачи вируса COVID-19 (SARS-CoV-2) в воздушной среде помещений». Environmental Research . 193 : 110612. Bibcode : 2021ER....193k0612N. doi : 10.1016/j.envres.2020.110612. PMC 7726526. PMID  33309820 . 
  10. ^ Гринхалг, Триша; Хименес, Хосе Л.; Пратер, Кимберли А.; Туфекчи, Зейнеп; Фисман, Дэвид; Скули, Роберт (май 2021 г.). «Десять научных причин в поддержку воздушно-капельной передачи SARS-CoV-2». The Lancet . 397 (10285): 1603–1605. doi :10.1016/s0140-6736(21)00869-2. ISSN  0140-6736. PMC 8049599 . PMID  33865497. 
  11. ^ abcdef Роджерс, Адам (6 августа 2020 г.). «Может ли самодельный очиститель воздуха помочь в борьбе с COVID-19?». Wired . ISSN  1059-1028. Архивировано из оригинала 25 сентября 2021 г. Получено 9 октября 2021 г.
  12. ^ Рейтинги и обзоры очистителей воздуха. Отчеты потребителей . Множество очистителей. Широкий диапазон цен. На каждой странице очистителя есть кнопка магазина для просмотра цен. Не нужно входить в систему, чтобы увидеть цены.
  13. ^ Поиск очистителей воздуха HEPA на Amazon . Широкий диапазон цен.
  14. ^ abc Эмануэль, Габриэль (17 августа 2021 г.). «DIY: Как построить дешевый и эффективный воздушный фильтр для класса». WGBH . Архивировано из оригинала 17 августа 2021 г. Получено 9 октября 2021 г.
  15. ^ ab Mandavilli, Apoorva (7 октября 2020 г.). «Оргстеклянные барьеры на сегодняшних дебатах будут совершенно бесполезны, говорят вирусологи». The New York Times . Архивировано из оригинала 13 ноября 2021 г. Получено 13 ноября 2021 г.
  16. ^ Bartl, Aditi Risbud (2 июля 2021 г.). «Ричард Корси назначен деканом Инженерного колледжа». Инженерный колледж . Архивировано из оригинала 9 октября 2021 г. . Получено 9 октября 2021 г. .
  17. ^ @CorsIAQ (7 октября 2020 г.). «Спасибо за отзыв, @Don_Milton. Отличная статья. Одно исправление. Я упомянул в интервью концепцию портативного воздухоочистителя со стенками из фильтров. Но на самом деле это @JimRosenthal4 вскоре после этого построил устройство и заслуживает похвалы (великое мастерство!)» ( Твит ) – через Twitter .
  18. ^ @CorsIAQ (8 октября 2020 г.). «Меня это устраивает! Спасибо за это, Дон» ( твит ) – через Twitter .
  19. ^ abc Lapook, Jon (7 октября 2021 г.). «Исследователи утверждают, что новые очистители воздуха фильтруют не менее 90% частиц, переносящих COVID». CBS News . Архивировано из оригинала 7 октября 2021 г. . Получено 9 октября 2021 г. .
  20. ^ Дерк, Рэймонд К.; Койл, Джейм П.; Линдсли, Уильям Г.; Блашер, Франсуаза М.; Лемонс, Анджела Р.; Сервис, Саманта К.; Мартин, Стивен Б.; Мид, Кеннет Р.; Фотта, Стивен А.; Рейнольдс, Джеффри С.; МакКинни, Уолтер Г.; Синсел, Эрик В.; Бизхолд, Дональд Х.; Ноти, Джон Д. (февраль 2023 г.). «Эффективность самодельных воздухоочистительных установок в снижении воздействия имитируемых респираторных аэрозолей». Строительство и окружающая среда . 229 : 109920. doi :10.1016/j.buildenv.2022.109920. PMC 9759459 . 
  21. ^ Розенталь, Джим (24 июля 2021 г.). «Исследование и практика качества воздуха в помещении в действии: воздухоочиститель Corsi/Rosenthal Box». Фильтры Tex-Air . Получено 14 августа 2024 г.
  22. ^ abc Pistochini, Theresa; McMurry, Robert (август 2021 г.). Тестирование различных конфигураций самодельных портативных воздухоочистителей (PDF) (отчет). Архивировано (PDF) из оригинала 4 октября 2021 г. Получено 9 октября 2021 г.
  23. ^ Розенталь, Джим (4 ноября 2020 г.). «Как повысить эффективность воздухоочистителя «Box Fan and MERV 13 Filter»». Tex-Air Filters . Архивировано из оригинала 13 ноября 2021 г. Получено 13 ноября 2021 г.
  24. ^ Tham, KW; Parshetti, GK; Balasubramanian, R.; Sekhar, C.; Cheong, DKW (2018). «Снижение воздействия твердых частиц в зданиях с естественной вентиляцией во время эпизодов задымления». Строительство и окружающая среда . 128 : 96–106. doi :10.1016/j.buildenv.2017.11.036. Архивировано из оригинала 2 декабря 2021 г. Получено 9 октября 2021 г.
  25. ^ Dodson, Robin E.; Manz, Katherine E.; Burks, Shaunessey R.; Gairola, Richa; Lee, Nina F.; Liu, Yun; Pennell, Kurt D.; Walker, Erica D.; Braun, Joseph M. (10 января 2023 г.). «Использование коробок Corsi–Rosenthal для смягчения передачи COVID-19 также снижает концентрацию ПФАС и фталатов в воздухе помещений?». Environmental Science & Technology . 57 (1): 415–427. Bibcode : 2023EnST...57..415D. doi : 10.1021/acs.est.2c05169. ISSN  0013-936X. PMC 9876422. PMID 36562547  . 
  26. ^ «Исследование безопасности при лесных пожарах: оценка самостоятельной фильтрации воздуха» (PDF) . chemicalinsights.org . Underwriters Laboratories Chemical Insights. Июль 2021 г. Архивировано (PDF) из оригинала 11 мая 2023 г.
  27. ^ Кокер, Джонни (24 февраля 2023 г.). «В ответ на COVID-19 ученики средних школ Лас-Крусес принимают меры по улучшению качества воздуха в своей школе». KRWG Public Media . Получено 11 июня 2023 г.
  28. ^ Грэм, Кристен А. (22 сентября 2022 г.). «Эти родители делают самодельные очистители воздуха для школ Филадельфии. Они хотят, чтобы такой был в каждом городском классе». Philadelphia Inquirer . Получено 11 июня 2023 г.
  29. ^ Соулар, Диана Альба (27 февраля 2023 г.). «В южной Аризоне целая школа K-8 борется с пылью и COVID-19 с помощью самодельных очистителей воздуха». Las Cruces Sun-News . Получено 11 июня 2023 г.
  30. ^ Вольф, Марин (23 августа 2022 г.). «Как коробка за 100 долларов меняет способ защиты людей от коронавируса». Dallas News . Получено 11 июня 2023 г.
  31. ^ Йорио, Кара (4 февраля 2022 г.). «Коробки Corsi-Rosenthal помогают очищать воздух в школах по всей стране». Журнал школьной библиотеки . Получено 12 июня 2023 г.
  32. ^ Ханна, Дуглас (7 марта 2022 г.). «Самодельный очиститель воздуха, который спасал жизни во время пандемии Covid-19». Smithsonian Magazine . Получено 12 июня 2023 г.
  33. ^ Ритцен, Стейси (9 июня 2023 г.). «TikTok учит людей делать самодельные очистители воздуха». Men's Journal . Получено 11 июня 2023 г.
  34. ^ Маккарти, Сиара (9 июня 2023 г.). «Как самодельный очиститель воздуха с корнями Форт-Уэрта может помочь во время сезона лесных пожаров». Fort Worth Star-Telegram . Получено 11 июня 2023 г.
  35. ^ Дюпюи, Беатрис (9 июня 2023 г.). «Удивительная эффективность самодельных очистителей воздуха». Время . Архивировано из оригинала 11 июня 2023 г. Получено 11 июня 2023 г.
  • Видео Ричарда Корси, демонстрирующего строительство ящика Корси–Розенталя, 15 апреля 2022 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Corsi–Rosenthal_Box&oldid=1246793765"