Obróbka UVC HVAC zapewnia poprawę wydajności o 12%.

Wyeliminowanie nagromadzonego osadu może skutkować nawet 30% wzrostem wydajności chłodzenia w porównaniu z zanieczyszczoną i brudną wężownicą

autorstwa Toma Meltona

BEZ ZANIECZYSZCZEŃ:254-nanometrowe lampy UVC utrzymują wnętrza i wężownice systemów HVAC w 99,999% wolne od nagromadzonych zanieczyszczeń. (dzięki uprzejmości Avison Young)

9 grudnia 2023 r

Przez ostatnie dwa lata w wiadomościach dotyczących IAQ dominowała dezynfekcja światłem ultrafioletowym (UVC), ponieważ była ona powszechnie stosowana w celu skutecznego zwalczania wirusa wywołującego chorobę COVID-19. W miarę wygasania pandemii właściciele budynków i zarządcy obiektów po raz kolejny korzystają z jednej z pierwotnych zalet tej technologii, polegającej na zwiększeniu wydajności i wydajności wężownic oraz sprzętu HVAC.

Oprócz zdolności dezynfekującego światła UVC do neutralizowania SARS-CoV-2, wirusa wywołującego COVID-19, dobrze udokumentowano, że 254-nanometrowe lampy UVC utrzymują wnętrza i wężownice systemów HVAC do 99,999% wolne od nagromadzonych zanieczyszczeń. Czystsze wężownice zapewniają lepszą wydajność, zapewniając bardziej efektywne przenoszenie ciepła w wężownicy przy zmniejszonym ciśnieniu statycznym.

WIĘKSZA WYDAJNOŚĆ:Czystsze wężownice zapewniają lepszą wydajność, zapewniając bardziej efektywne przenoszenie ciepła w wężownicy przy zmniejszonym ciśnieniu statycznym. (dzięki uprzejmości Avison Young)

Aby udowodnić to założenie, przeprowadziłem własne testy wydajności na nieruchomości w Atlancie.

Jednoroczne kontrolowane badanie wykazało 12% roczną poprawę efektywności energetycznej w centralach wentylacyjnych wyposażonych w lampy UVC. Testy miały na celu sprawdzenie zatwierdzenia finansowania modernizacji UVC dla innych central wentylacyjnych w 14-piętrowym komercyjnym wieżowcu.

WYNIKI BADAŃ:Jednoroczne kontrolowane badanie wykazało 12% roczną poprawę efektywności energetycznej w centralach wentylacyjnych wyposażonych w lampy UVC. (dzięki uprzejmości Avison Young)

Zapobieganie gromadzeniu się zanieczyszczeń w systemach HVAC jest już udowodnionym faktem, a ja chciałem udowodnić, że promieniowanie UVC skutkuje również efektywnością energetyczną i możliwym zwrotem z inwestycji (ROI).

Wybrałem dwie porównywalne, 80-tonowe, niezależne, chłodzone wodą centrale wentylacyjne (SWUD) produkowane przez firmę Trane. Kondycjonują własną, identyczną powierzchnię o powierzchni 32000-metrów kwadratowych za pomocą skrzynek o zmiennej objętości powietrza (VAV) i zasilanych jednostek indukcyjnych. Centrala wentylacyjna na jednym piętrze stała się jednostką testową i została wyposażona w cztery systemy dezynfekcji UVC o długości 48-cala, montowane w cewce, wyprodukowane przez firmę Fresh-Aire UV. Inżynierowie fabryczni wybrali system Fresh-Aire UV „CORE” pod kątem prawidłowego doboru i dozowania, korzystając z zastrzeżonego oprogramowania do specyfikacji BlueCalc UV. Pozostałą pomoc techniczną zapewniła firma EC Electric and Energy Services, Engineered Technical Services Inc. Centrala wentylacyjna na drugim piętrze służyła jako grupa kontrolna w teście.

Jednostka testowa została wyposażona w systemy UVC zamontowane w przestrzeni nad wężownicą. Każda centrala wentylacyjna była monitorowana za pomocą kilowatomierzy.

Chociaż ustalenia opierają się na rzeczywistym sprzęcie operacyjnym, badania laboratoryjne wykazały podobne wyniki. Na przykład cienka warstwa nagromadzonego osadu działa jak izolacja wężownic systemu HVAC i zmniejsza efektywność energetyczną wymiany ciepła. Badania wykazały również, że zaledwie 0,002-calowa powłoka długoterminowo nagromadzonego materiału nagromadzonego na cewkach może negatywnie wpłynąć na przenoszenie ciepła i zmniejszyć wolną powierzchnię, zwiększając prędkość powietrza nawet o 9%. Rezultatem jest wyższe ciśnienie statyczne na wężownicy, co wymaga większej energii wentylatora. Wyeliminowanie nagromadzonego osadu może skutkować nawet 30% wzrostem wydajności chłodzenia w porównaniu z zanieczyszczoną i brudną wężownicą. Co więcej, nagromadzenia mogą również adhezyjnie przyciągać dodatkowy brud, który normalnie nie gromadziłby się na czystej cewce.

Oszczędność energii wynosząca 12% rozkłada się na:

Centrala wentylacyjna UVC zużyła 56,169- kWh podczas rocznego testu, czyli o 12% mniej kWh niż centrala wentylacyjna kontrolna;

Koszt energii elektrycznej w wysokości .12-centów za kW x 56 169 Kwh=6 740 USD rocznie;

6740 USD ÷ 12%=808 USD rocznie na centralę wentylacyjną; I

Dodatkową korzyścią jest ograniczenie nakładów pracy związanych z czyszczeniem i środków chemicznych, przy szacunkowych oszczędnościach wynoszących 1408 USD rocznie na centralę wentylacyjną w oparciu o średnie krajowe.

Chociaż obie jednostki były identyczne, 20-letni silnik wentylatora jednostki testowej był oryginalny, a silnik wentylatora jednostki sterującej został niedawno wymieniony na nowszy model o wydajności opartej na nowszej technologii.

Wyniki testu mogły być nieco bardziej imponujące, ponieważ uwzględniłem tę wariancję za pomocą bardzo ostrożnych szacunków. Rozbieżność jest zauważalna na miesięcznym wykresie porównawczym zużycia kWh przez obie centrale wentylacyjne, ponieważ obie zostały wyczyszczone przed rozpoczęciem badania. Nowsza technologia jednostki sterującej okazała się skuteczniejsza w pierwszych trzech miesiącach porównania po czyszczeniu. Wysunąłem teorię, że tendencje w zakresie konserwacji w kierunku mniej kwaśnych i bardziej ekologicznych środków czyszczących wężownice nie czyści całkowicie i nie rozjaśniają wężownic. W rezultacie jednostka testowa uzyskała wzrost wydajności w porównaniu z jednostką sterującą tylko w ciągu ostatnich dziewięciu miesięcy testu, ponieważ lampy UVC rozpuściły wszelkie pozostałości nagromadzone po wstępnym czyszczeniu.

Korzyści ze zwrotu nakładów nie obejmują zmniejszonych nakładów pracy i środków chemicznych związanych z czyszczeniem wężownicy, miski spustowej i przewodu kondensatu, co kosztuje około 1408 USD rocznie na centralę wentylacyjną.

„W ciągu ostatnich kilku lat producenci UVC zaobserwowali wzrost świadomości IAQ i uważamy, że ważne jest, aby ponownie przyjrzeć się podstawom IAQ oraz wpływowi zanieczyszczeń na wydajność sprzętu” – powiedział Aaron Engel, wiceprezes ds. rozwoju biznesu w Fresh-Aire UV. „Uzdatnianie powietrza bez utrzymywania czystości urządzeń HVAC ostatecznie spowoduje ponowne wprowadzenie zanieczyszczeń do domu lub budynku. Dezynfekcja UVC jest częścią wielowarstwowej strategii ochrony sprzętu, maksymalizującej wydajność i efektywność HVAC, przy jednoczesnej poprawie jakości powietrza w pomieszczeniach”.

Zastosowałem system oświetlenia UVC w moim mieszkaniowym systemie split HVAC o wydajności 3 1/2-ton, co zainspirowało mnie do przetestowania budynku komercyjnego pod kątem możliwych korzyści w zakresie wydajności. Dwa lata temu wyciekł nawilżacz w moim domu. Podczas czyszczenia zauważyłem, że 20-letnia cewka i elementy wewnętrzne, w tym izolacja, były nieskazitelne dzięki zainstalowanej przez niego lampie UVC. Wilgotność występująca latem w południowych stanach może prowadzić do korozji i ostatecznie przedwczesnej awarii w czasie krótszym niż 12 lat, ale system działał jeszcze przez ponad 20 lat.

Widziałem kilka mieszkań, w których wężownica parownika była naprawdę nieprzyjemna z powodu zanieczyszczeń już po kilku latach. Kiedy w czasie pandemii COVID-19 pojawiły się inne niesprawdzone technologie dezynfekcji, pozostałem zwolennikiem promieniowania UVC, którego skuteczność w neutralizowaniu SARS-CoV-1, grypy i innych wirusów została już udowodniona w badaniach. UVC jest również zalecane przez ASHRAE i amerykańskie Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) w celu neutralizacji mikroorganizmów.

Teraz, mając badania potwierdzające efektywność energetyczną, mam nadzieję w przyszłości wyposażyć inne centrale wentylacyjne w technologię UVC, aby poprawić wydajność.