Il trattamento HVAC UVC restituisce un miglioramento dell'efficienza del 12%.

L'eliminazione dell'accumulo accumulato può comportare un aumento della capacità di raffreddamento fino al 30% rispetto a una batteria intasata e sporca

Di Tom Melton

SENZA CONTAMINANTI:Le lampade UVC a 254-nanometri mantengono gli interni e le bobine del sistema HVAC fino al 99,999% privi di contaminanti accumulati. (Per gentile concessione di Avison Young)

9 dicembre 2023

La disinfezione con luce ultravioletta (UVC) ha dominato le notizie IAQ degli ultimi due anni, poiché è stata ampiamente utilizzata per aiutare a combattere efficacemente il virus che causa il COVID-19. Mentre la pandemia si attenua, i proprietari di edifici e i gestori delle strutture stanno ancora una volta abbracciando uno dei vantaggi originali della tecnologia: aumentare le prestazioni e l'efficienza delle batterie e delle apparecchiature HVAC.

A parte la capacità della luce disinfettante UVC di neutralizzare il SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19, è ben documentato che le lampade UVC a 254-nanometri mantengono gli interni e le bobine dei sistemi HVAC fino a Privo del 99,999% di contaminanti accumulati. Le bobine più pulite promettono una migliore efficienza fornendo un trasferimento di calore più efficiente attraverso la bobina con una pressione statica ridotta.

MAGGIORE EFFICIENZA:Le bobine più pulite promettono una migliore efficienza fornendo un trasferimento di calore più efficiente attraverso la bobina con una pressione statica ridotta. (Per gentile concessione di Avison Young)

A dimostrazione di questa premessa, ho eseguito i miei test di efficienza su una proprietà con sede ad Atlanta.

Lo studio controllato durato un anno ha prodotto un miglioramento dell’efficienza energetica del 12% su tutto l’arco dell’anno sui sistemi di trattamento dell’aria dotati di lampade UVC. I test sono stati progettati per indagare sull'approvazione del finanziamento per l'ammodernamento UVC per altri sistemi di trattamento dell'aria all'interno di un grattacielo commerciale a 14-piano.

RISULTATI DELLO STUDIO:Lo studio controllato durato un anno ha prodotto un miglioramento dell’efficienza energetica del 12% su tutto l’arco dell’anno sui sistemi di trattamento dell’aria dotati di lampade UVC. (Per gentile concessione di Avison Young)

Prevenire l'accumulo di contaminanti nei sistemi HVAC è già un fatto provato e volevo dimostrare che l'UVC si traduce anche in efficienza energetica con un ritorno sull'investimento (ROI) fattibile.

Ho scelto due unità di trattamento dell'aria con dispositivo unitario unitario raffreddato ad acqua (SWUD) da 80-tonnellate, autonome e comparabili, prodotte da Trane. Condizionano la propria identica superficie di 32,000-piedi quadrati tramite scatole a volume d'aria variabile (VAV) e unità di induzione alimentate. L'unità di trattamento dell'aria di un piano è diventata un'unità di prova ed è stata dotata di sistemi di disinfezione UVC montati su bobina da quattro 48-pollici di lunghezza, prodotti da Fresh-Aire UV. Gli ingegneri di fabbrica hanno specificato il sistema Fresh-Aire UV 'CORE' per un corretto dimensionamento e dosaggio utilizzando il software proprietario di specifiche UV BlueCalc. Altra assistenza tecnica è stata fornita dall'appaltatore di servizi energetici ed elettrici EC Engineered Technical Services Inc. L'unità di trattamento dell'aria dell'altro piano è servita da gruppo di controllo per il test.

L'unità di prova è stata dotata di sistemi UVC montati nel plenum sopra la bobina. Ogni unità di trattamento dell'aria è stata monitorata con misuratori di kilowatt.

Sebbene i risultati si basino su apparecchiature operative reali, gli studi di laboratorio hanno dimostrato risultati simili. Ad esempio, una sottile pellicola di accumuli agisce da isolante sulle bobine del sistema HVAC e riduce l’efficienza energetica del trasferimento di calore. Gli studi hanno inoltre dimostrato che anche solo un rivestimento spesso .002-pollici di materiale di accumulo accumulato a lungo termine sulle bobine può avere un impatto negativo sul trasferimento di calore e ridurre l'area libera aumentando la velocità dell'aria fino al 9%. Il risultato è una pressione statica più elevata attraverso la bobina che richiede più energia della ventola. L'eliminazione dell'accumulo accumulato può comportare un aumento della capacità di raffreddamento fino al 30% rispetto a una batteria intasata e sporca. Inoltre, gli accumuli possono anche attrarre adesivamente ulteriore sporco che normalmente non si accumulerebbe su una bobina pulita.

Il risparmio energetico del 12% si divide in:

L'unità di trattamento dell'aria UVC ha utilizzato 56,169-Kwh durante il test durato un anno, ovvero il 12% in meno di Kwh rispetto all'unità di trattamento dell'aria di controllo;

Costo dell'energia elettrica di .12-cent per kW x 56.169 Kwh=$ 6.740 all'anno;

$ 6.740 ÷ 12%=$ 808 all'anno per operatore aereo; E

Un ulteriore vantaggio è la riduzione del lavoro di pulizia e dei prodotti chimici con un risparmio stimato di 1.408 dollari all'anno per operatore di trattamento dell'aria in base alle medie nazionali.

Anche se entrambe le unità erano identiche, il motore della ventola dell'unità di prova, vecchio di 20- anni, era originale e il motore della ventola dell'unità di controllo era stato recentemente sostituito con un modello più efficiente e basato sulla tecnologia.

I risultati del test avrebbero potuto essere leggermente più impressionanti, perché ho tenuto conto di questa varianza con una stima molto conservativa. La varianza è evidente su un confronto grafico mensile dell'utilizzo di Kwh di entrambi i gestori dell'aria, perché entrambi sono stati puliti prima di iniziare lo studio. La nuova tecnologia dell'unità di controllo si è rivelata più efficiente nei primi tre mesi di confronto dopo la pulizia. Ho teorizzato che le tendenze di manutenzione verso detergenti per bobine meno acidi e più ambientali non puliscono e illuminano completamente le bobine. Di conseguenza, l'unità di prova ha guadagnato in efficienza rispetto all'unità di controllo solo durante gli ultimi nove mesi del test poiché le lampade UVC hanno sciolto qualsiasi accumulo residuo accumulato dopo la pulizia iniziale.

Nei vantaggi di rimborso non è inclusa la riduzione del lavoro di manutenzione/prodotti chimici per la pulizia di una serpentina, di una vaschetta di raccolta e di una linea di condensa, pari a circa 1.408 dollari all'anno per unità di trattamento dell'aria.

"Negli ultimi anni, i produttori di UVC hanno notato una maggiore consapevolezza della IAQ e riteniamo che sia importante rivisitare i fondamenti della IAQ e il modo in cui le incrostazioni possono influire sull'efficienza delle apparecchiature", ha affermato Aaron Engel, vicepresidente, sviluppo aziendale, Fresh-Aire UV. "Trattare l'aria ma non mantenere pulite le apparecchiature HVAC finirà per reintrodurre la contaminazione nella casa o nell'edificio. La disinfezione UVC fa parte di una strategia a più livelli per proteggere le apparecchiature, massimizzare le prestazioni e l'efficienza HVAC e allo stesso tempo migliorare la IAQ degli occupanti."

Ho utilizzato un sistema di illuminazione UVC nel mio sistema HVAC residenziale da 3 1/2-tonnellata, cosa che mi ha ispirato a testare l'edificio commerciale per possibili vantaggi in termini di efficienza. Due anni fa, l'umidificatore del mio sistema domestico ha perso acqua. Durante la pulizia, ho notato che la bobina vecchia di 20-anni e i componenti interni, compreso l'isolamento, erano intatti grazie a una lampada UVC da lui installata. L’umidità estiva negli stati del sud può portare alla corrosione e infine a un guasto prematuro in meno di 12 anni, ma il sistema è rimasto in funzione per più di 20 anni.

Ho visto alcune unità residenziali in cui la serpentina dell'evaporatore è davvero piena di contaminanti dopo solo pochi anni. Quando nel corso della pandemia di COVID-19 sono emerse altre tecnologie di disinfezione non provate, sono rimasto un sostenitore dell'UVC, la cui efficacia era già stata dimostrata attraverso studi nel neutralizzare la SARS-CoV-1, l'influenza e altri virus. L'UVC è raccomandato anche dall'ASHRAE e dai Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC) per neutralizzare i microrganismi.

Ora, con uno studio che dimostra l’efficienza energetica, spero di dotare in futuro altri sistemi di trattamento dell’aria con UVC per migliorare l’efficienza.