UVC HVAC-behandling giver 12 % effektivitetsforbedring

Eliminering af akkumuleret ophobning kan resultere i en stigning i kølekapaciteten på op til 30 % sammenlignet med en snavset og snavset spole

Af Tom Melton

FRI FORureninger:254-nanometer UVC-lamper holder HVAC-systemets interiør og spoler op til 99,999 % fri for akkumulerede forurenende stoffer. (Med tilladelse fra Avison Young)

9. december 2023

Desinfektion med ultraviolet (UVC) lys dominerede IAQ-nyheder de sidste to år, da det blev brugt i vid udstrækning til effektivt at hjælpe med at bekæmpe den virus, der forårsager COVID-19. Efterhånden som pandemien aftager, omfavner bygningsejere og facility managers igen en af ​​teknologiens oprindelige fordele ved at øge HVAC-spoler og udstyrs ydeevne og effektivitet.

Bortset fra UVC-desinfektionslysets evne til at neutralisere SARS-CoV-2, den virus, der forårsager COVID-19, er det veldokumenteret, at 254-nanometer UVC-lamper vedligeholder HVAC-systemets indre og spoler op til 99,999% fri for akkumulerede forurenende stoffer. Renere spoler lover bedre effektivitet ved at levere mere effektiv varmeoverførsel over spolen med reduceret statisk tryk.

STØRRE EFFEKTIVITET:Renere spoler lover bedre effektivitet ved at levere mere effektiv varmeoverførsel over spolen med reduceret statisk tryk. (Med tilladelse fra Avison Young)

For at bevise denne præmis, kørte jeg mine egne effektivitetstests på en Atlanta-baseret ejendom.

Den et år lange kontrollerede undersøgelse resulterede i en 12 % år lang energieffektivitetsforbedring på luftbehandlere udstyret med UVC-lamper. Testene var designet til at undersøge UVC-eftermonteringsfinansiering for andre luftbehandlere i en 14-etagers kommerciel højhus.

UNDERSØGELSESRESULTATER:Den et år lange kontrollerede undersøgelse resulterede i en 12 % år lang energieffektivitetsforbedring på luftbehandlere udstyret med UVC-lamper. (Med tilladelse fra Avison Young)

At forhindre ophobning af akkumuleret forurening i HVAC-systemer er allerede et bevist faktum, og jeg ønskede at bevise, at UVC også resulterer i energieffektivitet med et gennemførligt investeringsafkast (ROI).

Jeg valgte to af bygningens sammenlignelige 80-ton, selvstændige, vandkølede unitary device (SWUD) luftbehandlere fremstillet af Trane. De konditionerer deres egne identiske 32,000-kvadratfods gulvplads via kasser med variabel luftvolumen (VAV) og drevne induktionsenheder. En etages luftbehandler blev en testenhed og blev eftermonteret med fire 48-tommer lange, spolemonterede UVC-desinfektionssystemer, fremstillet af Fresh-Aire UV. Fabriksingeniører specificerede Fresh-Aire UV 'CORE'-systemet til korrekt dimensionering og dosering ved hjælp af proprietær BlueCalc UV-specifikationssoftware. Anden teknisk assistance blev ydet af EC Electric and Energy Services entreprenør Engineered Technical Services Inc. Den anden etages luftbehandler fungerede som kontrolgruppe for testen.

Testenheden var udstyret med UVC-systemer monteret i plenum over spolen. Hver luftbehandler blev overvåget med kilowattmeter.

Mens resultaterne er baseret på det virkelige driftsudstyr, har laboratorieundersøgelser vist lignende resultater. For eksempel fungerer en tynd film af akkumuleret opbygning som isolering på HVAC-systemets spoler og reducerer varmeoverførselsenergieffektiviteten. Undersøgelser har også vist, at blot en .002-tommer tyk belægning af langtidsakkumuleret ophobningsmateriale på spoler kan påvirke varmeoverførslen negativt og reducere det frie område, hvilket øger lufthastigheden med op til 9 %. Resultatet er et højere statisk tryk over spolen, der kræver mere blæserenergi. Eliminering af akkumuleret ophobning kan resultere i en stigning på op til 30 % af kølekapaciteten sammenlignet med en snavset og snavset spole. Desuden kan ophobninger også adhæsivt tiltrække yderligere snavs, som normalt ikke ville samle sig på en ren spole.

De 12 % energibesparelser fordeler sig på:

UVC-luftbehandleren brugte 56,169-Kwh under den årlange test, hvilket var 12 % mindre Kwh end kontrolluftbehandleren;

El-forbrugsomkostninger på .12-cent pr. kW x 56.169 Kwh=$6.740 pr. år;

6.740 USD ÷ 12 %=808 USD pr. år pr. luftbehandler; og

En yderligere fordel er reduceret rengøringsarbejde og kemikalier til en estimeret besparelse på $1.408 pr. år pr. luftbehandler baseret på nationale gennemsnit.

Mens begge enheder var identiske, var testenhedens 20-år gamle ventilatormotor original, og kontrolenhedens ventilatormotor var for nylig blevet udskiftet med en nyere teknologidrevet effektivitetsmodel.

Testresultaterne kunne have været lidt mere imponerende, fordi jeg tog højde for denne afvigelse med et meget konservativt skøn. Afvigelsen er mærkbar på en månedlig diagramsammenligning af begge luftbehandleres Kwh-forbrug, fordi begge blev renset, før undersøgelsen begyndte. Styreenhedens nyere teknologi viste sig mere effektiv i de første tre måneders sammenligning efter rengøring. Jeg teoretiserede, at vedligeholdelsestendenser i retning af mindre sure, mere miljøvenlige spiralrensere ikke helt renser og lysner spiralerne. Som følge heraf opnåede testenheden kun effektivitetsgevinster i forhold til kontrolenheden i løbet af testens sidste ni måneder, da UVC-lamperne opløste enhver resterende ophobning efter den indledende rengøring.

Ikke inkluderet i tilbagebetalingsfordelene er det reducerede vedligeholdelsesarbejde/kemikalier ved rengøring af en spole, afløbsbeholder og kondensatledning til ca. $1.408 pr. år pr. luftbehandler.

"I løbet af de sidste par år har UVC-producenter oplevet øget IAQ-bevidsthed, og vi finder det vigtigt at gense IAQ-grundlæggende og hvordan tilsmudsning kan påvirke udstyrets effektivitet," siger Aaron Engel, vicepræsident, forretningsudvikling, Fresh-Aire UV. "Behandling af luften, men ikke at holde HVAC-udstyr rent, vil i sidste ende genindføre forurening tilbage i hjemmet eller bygningen. UVC-desinfektion er en del af en lagdelt strategi til beskyttelse af udstyret, maksimering af HVAC-ydeevne og effektivitet, samtidig med at beboernes IAQ forbedres."

Jeg brugte et UVC-lyssystem i mit 3 1/2-ton HVAC-split-system i min bolig, hvilket inspirerede mig til at teste erhvervsbygningen for mulige effektivitetsfordele. For to år siden lækkede mit hjemmesystems luftfugter. Under oprydningen bemærkede jeg, at den 20-år gamle spole og indvendige komponenter, inklusive isoleringen, var uberørte på grund af en UVC-lampe, han installerede. Fugtighed om sommeren i sydlige stater kan føre til korrosion og i sidste ende for tidlig fejl på mindre end 12 år, men systemet fungerede stadig i mere end 20 år.

Jeg har set nogle boligenheder, hvor fordamper-spolen er virkelig grim med forurenende stoffer efter kun et par år. Da andre ubeviste desinfektionsteknologier dukkede op midt i COVID-19-pandemien, forblev jeg en fortaler for UVC, som allerede gennem undersøgelser var blevet bevist som effektiv til at neutralisere SARS-CoV-1, influenza og andre vira. UVC anbefales også af ASHRAE og US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) til neutralisering af mikroorganismer.

Nu med en undersøgelse, der beviser energieffektivitet, håber jeg at udstyre andre luftbehandlere med UVC i fremtiden for at forbedre effektiviteten.