Umrechnung Watt in µW/cm² bei UV Anlagen

    Hallo zusammen,


    Auf korallenriff.de gibt es eine Tabelle mit der benötigten UVC Bestrahlung um verschiedene nicht gewünschte Dinge im AQ zu töten, und zwar http://www.korallenriff.de/ind…?menu_id=&artikel_id=444. Die Angabe ist aber in µW/cm². Gibt es irgendwo eine Formel wie man Umrechnen kann? Ich stelle mir vor dass die folgende Parameter eine Rolle spielen werden: Watt Strahlung der UV Lampe, Volumen des Behälters, Wasserdurchflussgeschwindigkeit, verluste durch den Quartzglass und Wasserschicht im CM zwischen Lampe und Behälterwand (mehr fällt mir nicht ein). Aber auch dann, wie berechnet man denn um? :confused_face: Oder hat man als Ahnungsloser Endverbraucher keine Chance sowas zu berechnen?


    Danke im Voraus!


    Gruß,
    Adrian

    Hallo Adrian,


    bei meinem rund ~ 700 l Becken verrichtet ein 36 Watt UV-Klärer seinen Dienst. Bislang, so mein subjektiver Eindruck, mit ausreichend gutem Erfolg. Bei deiner Beckengröße sollte eine Nummer größer, also so um 50 Watt, angebracht sein.


    Wo der UV-Klärer innerhalb des Beckenkreislaufs zu installieren ist, scheiden sich hier im Forum ein wenig die Geister. Ich habe die UV-Lampe hinter die Förderpumpe des Technibeckens geschaltet.

    Hallo Adrian,


    das ist ein sehr komplexes Thema. Ich versuche mal, meine Kenntnisse aus der professionellen Wasserentkeimung hier darzustellen.


    Die Wirksamkeit von UVC bei der Inaktivierung von Mikroorganismen steht in direkten Zusammenhang mit den Faktoren Bestrahlungsintensität und Bestrahlungsdauer (Dosisprinzip), in der Regel in Mikrowatt pro Sekunde und Quadratzentimeter (µWs/cm²) . Grundsätzlich weisen dabei einfach strukturierte Mikroorganismen (z.B. Bakterien) eine deutlich höhere Empfindlichkeit auf als größere und komplexere Strukturen (.z.B. Schimmelpilze und Fischparasiten). Inaktivieren kann man sie alle, es ist lediglich eine Frage der Dosis.


    Zunächst die Umrechnung der Einheiten:


    1 W = 1000 mW
    1 mW = 1000 µW


    1 mW/m² = 0,1 µW/ cm² oder
    1 µW/cm² =10 mW/m²



    Die Dosis für UVC-Licht wird nach der Formel
    Energie * Zeit * Fläche oder Mikrowatt-sec/cm2 (µW-s/cm2)
    berechnet.


    Dabei gilt:
    Eine kurze Belichtung mit hoher Intensität kann genauso wirkungsvoll sein wie eine lange Belichtung mit niedrigerer Intensität, so lange das Produkt aus Energie multipliziert mit der Zeit das Gleiche ist (sog. reziprokes Dosisprinzip).


    Das Design eines UV-Systems ist entscheident für die Erzielung einer korrekten UV-Dosierung. Das Wasser, das in die UV-Kammer strömt, sollte frei sein von Sedimentpartikeln, weil sich die Bakterien sonst hinter ihnen oder in deren Schatten verstecken könnten. Außerdem muss die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers mit der Energie der Lampe übereinstimmen, damit die Mikroorganismen Zeit haben die UV-Strahlung aufzunehmen und dadurch inaktiviert werden.


    Für die Trinkwasserentkeimung gilt ein Richtwert von 400 W/m², das bedeutet, umgerechnet:


    400W/m² x 1000 = 400.000 mW/m² * 0,1 = 40.000 µW/cm²


    Der Artikel aus korallenriff.de (link aus deinem Beitrag) enthält eine Tabelle mit Mindestbestrahlungsdosen in µW/cm²


    Beim Trinkwasser geht es primär um Bakterien, viren und Pilze. Wie Du siehst, übertreffen die 40.000 µW/cm² die Werte z.B. für Bakterien und Viren um ein Vielfaches der dort angegebenen Werte.
    In Der Praxis wird immer ein sog. "Overkillfaktor" draufgerechnet. D. h., man bleibt mit der Durchflußleistung immer unter der Herstellerempfehlung und erreicht damit sicher 99,99% Inaktivierung.


    Aus einer anderen Tabelle habe ich diese Werte für zwei typische Referenzkeime:


    UV-C Bestrahlungsdosis bei 254 nm zur Abtötung von 99,9 % verschiedener Mikroorganismen
    Mikroorganismus Bestrahlungsdosis in mWs/cm²

    Bakterium coli (im Wasser) 16,2 = 16.200 µW/cm²
    Pseudomonas aeruginosa 16,5 = 16.500 µW/cm²


    Auch hier sind die 40.000 µW/cm² deutlich höher inkl. Sicherheitszuschlag.
    Also die Empfehlung: Die Strömungsgeschwindigkeit lieber etwas reduzieren und die Anlage permanent laufen lassen. Im Zweifel die UVC-Strahler immer eine Nummer größer als berechnet nehmen und dafür mit verringerten Durchfluß arbeiten, um eine nahezu vollständige Inaktivierung bekommen. Man sollte auch darauf achten, dass die Strahler nicht zu kompakt gebaut sind, da hier die zur Verfügung stehende Oberfläche und die Länge des Weges, den das Wasser nehmen muss entscheidend ist. So manche für Gartenteiche angebotenen und nur 20 cm langen Ministrahler taugen dafür eher nicht.


    Viele Grüße
    Salvelinus

    Allles in allem kann der Mensch vom Korallenriff viel lernen, über Recycling und die Kunst, in einer Welt mit knappen Ressourcen gut zu überleben - ein Hinweis darauf, eine bessere Symbiose mit den Pflanzen und Tieren, von denen wir abhängen, einzugehen.
    E.P. Odum 1980 - Grundlagen der Ökologie

    Hallo zusammen und danke euch beiden,


    Ralf: Ist nicht die Antwort auf meiner Frage, aber immer hin auf die Grundfrage die ich im Kopf hatte (Dimensionierung einer Anlage). Man sagt, man soll die Eingaben des Herstellers vertrauen. Ich bin nicht so sicher dass das so einfach ist. Im Bereich Abschäumer werden Abschäumer mit deutlich verschiedene Luftleistungen, Topfgroße usw. für gleiche Literzahlangaben angeboten und da hieß es dass man den Herstellern nicht immer vertrauen kann. Mittlerweile bin ich auch der gleichen Meinung. Wieso wir den UVC Geräte Herstellern glauben sollen, weiss ich ehrlich gesagt nicht... Dazu kommt, dass die Angabe "Teilentkeimung" gar nicht erklärt ist um welche Art Keime es sich handelt. Z.b. Bei Pantoffeltierchen sind doppel so viel als µWs/cm² benötigt um die zu töten als bei Protozoa (ich glaube die Parasiten sind aus der Protozoa Familie wenn ich es nicht falsch verstanden habe). Das würde heissen dass wenn die Anlagen auf Pantoffeltierchen eingerichtet sind, man eine doppelte Geschwindigkeit des Wassers nehmen könnte um die Protozoa zu töten und dadurch eine schnellere Entkeimung erreichen. Es geht mir eigentlich um Effizienz vs. Verschwendung (vom Geld und Strom). Ob diese Geschichte von uns hier geklärt sein kann... Ich dachte ich probiere es mal. :grinning_squinting_face: Vielleicht gibt es jemand der sich damit gut auskennt, da wir im Forum viele haben die spezialisten aus verschiedenen Bereichen sind.


    @Salvelinus: Klasse! Das ist schon mal ein großer Schritt in die Richtung die ich im Kopf hatte!


    Gruß,
    Adrian

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