Phương pháp xử lý UVC HVAC mang lại hiệu quả cải thiện 12%

Loại bỏ sự tích tụ tích lũy có thể giúp tăng công suất làm mát lên tới 30% khi so sánh với cuộn dây bị bẩn và bẩn

Bởi Tom Melton

KHÔNG CHẤT Ô NHIỄM:254-Đèn UVC nanomet duy trì bên trong hệ thống HVAC và cuộn dây không có chất gây ô nhiễm tích tụ tới 99,999%. (Được phép của Avison Young)

Ngày 9 tháng 12 năm 2023

Khử trùng bằng tia cực tím (UVC) chiếm ưu thế trong tin tức của IAQ trong hai năm qua vì nó được sử dụng rộng rãi để giúp chống lại vi-rút gây ra COVID-19 một cách hiệu quả. Khi đại dịch qua đi, chủ sở hữu tòa nhà và người quản lý cơ sở một lần nữa lại nắm bắt được một trong những lợi ích ban đầu của công nghệ là tăng hiệu suất và hiệu suất của cuộn dây và thiết bị HVAC.

Ngoài khả năng dùng ánh sáng khử trùng UVC để vô hiệu hóa SARS-CoV-2, loại vi-rút gây ra COVID-19, có tài liệu rõ ràng rằng 254-đèn UVC nanomet duy trì bên trong hệ thống HVAC và cuộn dây ở nhiệt độ tối đa 99,999% không có chất gây ô nhiễm tích lũy. Cuộn dây sạch hơn hứa hẹn mang lại hiệu quả tốt hơn bằng cách truyền nhiệt hiệu quả hơn qua cuộn dây với áp suất tĩnh giảm.

HIỆU QUẢ CAO HƠN:Cuộn dây sạch hơn hứa hẹn mang lại hiệu quả tốt hơn bằng cách truyền nhiệt hiệu quả hơn qua cuộn dây với áp suất tĩnh giảm. (Được phép của Avison Young)

Để chứng minh tiền đề này, tôi đã tiến hành thử nghiệm tính hiệu quả của riêng mình trên một cơ sở có trụ sở tại Atlanta.

Nghiên cứu có kiểm soát kéo dài một năm đã mang lại kết quả cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng kéo dài 12% trong các thiết bị xử lý không khí được trang bị đèn UVC. Các cuộc thử nghiệm được thiết kế để điều tra việc phê duyệt cấp vốn trang bị thêm của UVC cho các thiết bị xử lý không khí khác trong tòa nhà thương mại cao tầng 14-.

KẾT QUẢ HỌC TẬP:Nghiên cứu có kiểm soát kéo dài một năm đã mang lại kết quả cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng kéo dài 12% trong các thiết bị xử lý không khí được trang bị đèn UVC. (Được phép của Avison Young)

Việc ngăn chặn sự tích tụ chất gây ô nhiễm tích tụ trong hệ thống HVAC đã là một thực tế đã được chứng minh và tôi muốn chứng minh UVC cũng mang lại hiệu quả sử dụng năng lượng với lợi tức đầu tư (ROI) khả thi.

Tôi đã chọn hai trong số các thiết bị xử lý không khí đơn nhất (SWUD) có trọng lượng 80-tấn, khép kín, làm mát bằng nước tương đương của tòa nhà do Trane sản xuất. Họ điều hòa không gian sàn rộng 32,{4}}m2 giống hệt nhau của mình thông qua các hộp thể tích không khí thay đổi (VAV) và bộ cảm ứng chạy bằng điện. Máy xử lý không khí của một tầng đã trở thành đơn vị thử nghiệm và được trang bị thêm bốn hệ thống khử trùng UVC gắn cuộn dây, dài 48- inch, do Fresh-Aire UV sản xuất. Các kỹ sư của nhà máy đã chỉ định hệ thống Fresh-Aire UV 'CORE' để xác định kích thước và liều lượng thích hợp bằng phần mềm đặc tả UV BlueCalc độc quyền. Hỗ trợ kỹ thuật khác được cung cấp bởi EC Electric và nhà thầu dịch vụ năng lượng Engineered Engineering Services Inc. Người xử lý không khí của tầng kia đóng vai trò là nhóm kiểm soát cho cuộc thử nghiệm.

Thiết bị thử nghiệm được trang bị hệ thống UVC gắn ở khoang thông gió phía trên cuộn dây. Mỗi bộ xử lý không khí được theo dõi bằng kilowatt mét.

Mặc dù những phát hiện này dựa trên thiết bị vận hành thực tế nhưng các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đã chứng minh kết quả tương tự. Ví dụ, một màng mỏng tích tụ đóng vai trò cách nhiệt trên cuộn dây của hệ thống HVAC và làm giảm hiệu suất truyền nhiệt. Các nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng chỉ cần một lớp phủ dày .002-inch của vật liệu tích tụ lâu dài trên cuộn dây có thể tác động tiêu cực đến quá trình truyền nhiệt và giảm diện tích tự do, làm tăng tốc độ không khí lên tới 9%. Kết quả là áp suất tĩnh cao hơn trên cuộn dây đòi hỏi nhiều năng lượng quạt hơn. Việc loại bỏ sự tích tụ tích tụ có thể giúp tăng công suất làm mát lên tới 30% so với cuộn dây bị bẩn và bẩn. Hơn nữa, sự tích tụ cũng có thể thu hút thêm bụi bẩn mà thông thường sẽ không tích tụ trên cuộn dây sạch.

Mức tiết kiệm năng lượng 12% được chia thành:

Bộ xử lý không khí UVC đã sử dụng 56,169-Kwh trong cuộc thử nghiệm kéo dài một năm, ít hơn 12% Kwh so với bộ xử lý không khí điều khiển;

Chi phí điện tiện ích là .12-cent mỗi kW x 56.169 Kwh=$6.740 mỗi năm;

$6,740 12%=$808 mỗi năm cho mỗi bộ xử lý không khí; Và

Một lợi ích bổ sung là giảm lao động làm sạch và hóa chất với mức tiết kiệm ước tính là 1.408 USD mỗi năm cho mỗi bộ xử lý không khí dựa trên mức trung bình quốc gia.

Mặc dù cả hai thiết bị đều giống hệt nhau, nhưng động cơ quạt 20-năm tuổi của thiết bị thử nghiệm là nguyên bản và động cơ quạt của thiết bị điều khiển gần đây đã được thay thế bằng mô hình hiệu suất hoạt động dựa trên công nghệ mới hơn.

Kết quả thử nghiệm có thể ấn tượng hơn một chút vì tôi đã tính đến phương sai này bằng một ước tính rất thận trọng. Sự khác biệt có thể thấy rõ khi so sánh biểu đồ hàng tháng về việc sử dụng Kwh của cả hai thiết bị xử lý không khí, vì cả hai đều đã được làm sạch trước khi bắt đầu nghiên cứu. Công nghệ mới hơn của bộ điều khiển tỏ ra hiệu quả hơn trong ba tháng so sánh đầu tiên sau khi vệ sinh. Tôi đưa ra giả thuyết rằng xu hướng bảo trì hướng tới các chất tẩy rửa cuộn dây ít axit hơn, thân thiện với môi trường hơn không hoàn toàn làm sạch và làm sáng cuộn dây. Do đó, thiết bị thử nghiệm chỉ đạt được hiệu suất cao hơn thiết bị điều khiển trong chín tháng cuối cùng của thử nghiệm vì đèn UVC hòa tan mọi chất tích tụ còn sót lại sau lần làm sạch ban đầu.

Không bao gồm trong lợi ích hoàn vốn là giảm lao động bảo trì/hóa chất để làm sạch cuộn dây, máng xả và đường ngưng tụ ở mức khoảng 1.408 USD mỗi năm cho mỗi bộ xử lý không khí.

Aaron Engel, phó chủ tịch phát triển kinh doanh của Fresh-Aire UV cho biết: “Trong vài năm qua, các nhà sản xuất UVC đã nhận thấy nhận thức về IAQ ngày càng tăng và chúng tôi thấy điều quan trọng là phải xem lại các nguyên tắc cơ bản của IAQ và mức độ bám bẩn có thể ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị”. "Xử lý không khí nhưng không giữ sạch thiết bị HVAC cuối cùng sẽ đưa ô nhiễm trở lại nhà hoặc tòa nhà. Khử trùng UVC là một phần của chiến lược nhiều lớp để bảo vệ thiết bị, tối đa hóa hiệu suất và hiệu quả của HVAC đồng thời cải thiện IAQ của người sử dụng."

Tôi đã sử dụng hệ thống đèn UVC trong hệ thống phân chia HVAC 3 1/2-tấn của khu dân cư. Điều này đã truyền cảm hứng cho tôi thử nghiệm tòa nhà thương mại để tìm những lợi thế hiệu quả có thể có. Hai năm trước, máy tạo độ ẩm trong hệ thống nhà tôi bị rò rỉ. Trong quá trình dọn dẹp, tôi nhận thấy cuộn dây 20-tuổi sử dụng lâu năm và các bộ phận bên trong, bao gồm cả lớp cách nhiệt, vẫn còn nguyên vẹn do anh ấy đã lắp đèn UVC. Độ ẩm vào mùa hè ở các bang miền nam có thể dẫn đến ăn mòn và cuối cùng là hỏng hóc sớm trong vòng chưa đầy 12 năm, nhưng hệ thống vẫn hoạt động được hơn 20 năm.

Tôi đã thấy một số khu dân cư có cuộn dây bay hơi thực sự khó chịu với các chất gây ô nhiễm chỉ sau một vài năm. Khi các công nghệ khử trùng chưa được chứng minh khác xuất hiện trong bối cảnh đại dịch COVID-19, tôi vẫn là người ủng hộ UVC, UVC đã được chứng minh qua các nghiên cứu là có hiệu quả trong việc vô hiệu hóa SARS-CoV-1, bệnh cúm và các loại vi rút khác. UVC cũng được ASHRAE và Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC) khuyến nghị để vô hiệu hóa vi sinh vật.

Giờ đây, với một nghiên cứu chứng minh hiệu quả sử dụng năng lượng, tôi hy vọng sẽ trang bị UVC cho các thiết bị xử lý không khí khác trong tương lai để nâng cao hiệu quả.