Die UVC-HVAC-Behandlung führt zu einer Effizienzsteigerung von 12 %

Die Beseitigung angesammelter Ablagerungen kann im Vergleich zu einer verschmutzten und verschmutzten Spule zu einer Steigerung der Kühlleistung um bis zu 30 % führen

Von Tom Melton

Schadstofffrei:254-Nanometer-UVC-Lampen halten die Innenräume und Spulen von HVAC-Systemen bis zu 99,999 % frei von angesammelten Verunreinigungen. (Mit freundlicher Genehmigung von Avison Young)

9. Dezember 2023

Die Desinfektion mit ultraviolettem (UVC)-Licht dominierte in den letzten zwei Jahren die Schlagzeilen in der Raumluftqualität, da sie häufig zur wirksamen Bekämpfung des Virus, das COVID verursacht, eingesetzt wurde-19. Mit dem Abklingen der Pandemie machen sich Gebäudeeigentümer und Facility Manager erneut einen der ursprünglichen Vorteile der Technologie zunutze: die Steigerung der Leistung und Effizienz von HVAC-Spulen und -Geräten.

Abgesehen von der Fähigkeit des UVC-Desinfektionslichts, SARS-CoV-2, das Virus, das COVID verursacht-19, zu neutralisieren, ist gut dokumentiert, dass UVC-Lampen im Nanometerbereich die Innenräume und Spulen von HVAC-Systemen bis zu 100 % aufrechterhalten 99,999 % frei von angesammelten Verunreinigungen. Sauberere Spulen versprechen eine bessere Effizienz, indem sie eine effizientere Wärmeübertragung über die Spule bei reduziertem statischem Druck ermöglichen.

GRÖSSERE EFFIZIENZ:Sauberere Spulen versprechen eine bessere Effizienz, indem sie eine effizientere Wärmeübertragung über die Spule bei reduziertem statischem Druck ermöglichen. (Mit freundlicher Genehmigung von Avison Young)

Um diese Prämisse zu beweisen, habe ich meine eigenen Effizienztests auf einem Grundstück in Atlanta durchgeführt.

Die einjährige kontrollierte Studie führte zu einer jährlichen Energieeffizienzverbesserung von 12 % bei mit UVC-Lampen ausgestatteten Lüftungsgeräten. Die Tests waren darauf ausgelegt, die Finanzierungsgenehmigung für UVC-Nachrüstungen für andere Luftaufbereitungsanlagen in einem 14-stöckigen kommerziellen Hochhaus zu prüfen.

STUDIENERGEBNISSE:Die einjährige kontrollierte Studie führte zu einer jährlichen Energieeffizienzverbesserung von 12 % bei mit UVC-Lampen ausgestatteten Lüftungsgeräten. (Mit freundlicher Genehmigung von Avison Young)

Die Verhinderung angesammelter Schadstoffansammlungen in HVAC-Systemen ist bereits eine erwiesene Tatsache, und ich wollte beweisen, dass UVC auch zu Energieeffizienz mit einem realisierbaren Return on Investment (ROI) führt.

Ich habe mich für zwei vergleichbare, 80-t schwere, eigenständige, wassergekühlte Einheitsluftbehandlungsgeräte (SWUD) von Trane entschieden. Sie konditionieren ihre eigene identische 32,{4}}Quadratfuß große Grundfläche über Boxen mit variablem Luftvolumen (VAV) und angetriebene Induktionsgeräte. Das Luftbehandlungsgerät einer Etage wurde zu einer Testeinheit und mit vier 48- Zoll langen, spulenmontierten UVC-Desinfektionssystemen von Fresh-Aire UV nachgerüstet. Die Werksingenieure spezifizierten das Fresh-Aire UV „CORE“-System für die richtige Dimensionierung und Dosierung mithilfe der proprietären BlueCalc UV-Spezifikationssoftware. Weitere technische Unterstützung wurde vom EC Electric- und Energiedienstleistungsunternehmen Engineered Technical Services Inc. bereitgestellt. Die Lüftungsanlage der anderen Etage diente als Kontrollgruppe für den Test.

Die Testeinheit war mit UVC-Systemen ausgestattet, die im Plenum über der Spule montiert waren. Jeder Luftaufbereiter wurde mit Kilowattmetern überwacht.

Während die Ergebnisse auf realen Betriebsgeräten basieren, haben Laborstudien ähnliche Ergebnisse nachgewiesen. Beispielsweise dient ein dünner Film angesammelter Ablagerungen als Isolierung auf den Spulen von HVAC-Systemen und verringert die Energieeffizienz der Wärmeübertragung. Studien haben außerdem gezeigt, dass bereits eine 0,5 cm dicke Schicht aus langfristig angesammeltem Ablagerungsmaterial auf den Spulen die Wärmeübertragung negativ beeinflussen und die freie Fläche verringern kann, was die Luftgeschwindigkeit um bis zu 9 % erhöht. Das Ergebnis ist ein höherer statischer Druck über der Spule, der mehr Lüfterenergie erfordert. Die Beseitigung angesammelter Ablagerungen kann im Vergleich zu einer verschmutzten und verschmutzten Spule zu einer Steigerung der Kühlleistung um bis zu 30 % führen. Darüber hinaus können Ansammlungen zusätzlichen Schmutz anhaften, der sich normalerweise nicht auf einer sauberen Spule ansammeln würde.

Die Energieeinsparung von 12 % setzt sich wie folgt zusammen:

Das UVC-Luftbehandlungsgerät verbrauchte während des einjährigen Tests 56 169-kWh, was 12 % weniger kWh als das Kontroll-Luftbehandlungsgerät war;

Stromkosten von ,12-Cent pro kW x 56.169 kWh=6.740 $ pro Jahr;

6.740 $ ÷ 12 %=808 $ pro Jahr und Luftbehandlungsgerät; Und

Ein zusätzlicher Vorteil ist die Reduzierung des Reinigungsaufwands und des Chemikalienaufwands, was einer geschätzten Ersparnis von 1.408 US-Dollar pro Jahr und Luftbehandlungsgerät entspricht, basierend auf nationalen Durchschnittswerten.

Während beide Einheiten identisch waren, war der 20- Jahre alte Lüftermotor des Testgeräts original und der Lüftermotor der Steuereinheit wurde kürzlich durch ein neueres, technologiegetriebenes Effizienzmodell ersetzt.

Die Testergebnisse wären möglicherweise etwas beeindruckender ausgefallen, da ich diese Varianz mit einer sehr konservativen Schätzung berücksichtigt habe. Die Abweichung ist bei einem monatlichen Diagrammvergleich des kWh-Verbrauchs beider Luftaufbereitungsanlagen deutlich zu erkennen, da beide vor Beginn der Studie gereinigt wurden. Die neuere Technik der Steuereinheit erwies sich in den ersten drei Vergleichsmonaten nach der Reinigung als effizienter. Ich vermutete, dass der Wartungstrend hin zu weniger säurehaltigen, umweltfreundlicheren Spulenreinigern die Spulen nicht vollständig reinigt und aufhellt. Folglich erzielte das Testgerät erst in den letzten neun Monaten des Tests Effizienzsteigerungen gegenüber dem Kontrollgerät, da die UVC-Lampen nach der ersten Reinigung alle verbleibenden angesammelten Ablagerungen auflösten.

Nicht in den Amortisationsvorteilen enthalten ist der geringere Wartungsaufwand/Chemikalienaufwand für die Reinigung einer Spule, einer Ablaufwanne und einer Kondensatleitung in Höhe von ca. 1.408 US-Dollar pro Jahr und Luftbehandlungsgerät.

„In den letzten Jahren haben UVC-Hersteller ein erhöhtes Bewusstsein für IAQ festgestellt, und wir halten es für wichtig, die IAQ-Grundlagen und die Auswirkungen von Verschmutzung auf die Geräteeffizienz noch einmal zu überdenken“, sagte Aaron Engel, Vizepräsident für Geschäftsentwicklung bei Fresh-Aire UV. „Wenn man die Luft aufbereitet, aber die HVAC-Geräte nicht sauber hält, gelangt die Kontamination letztendlich wieder zurück in das Haus oder Gebäude. Die UVC-Desinfektion ist Teil einer mehrschichtigen Strategie zum Schutz der Geräte, zur Maximierung der HVAC-Leistung und -Effizienz und gleichzeitig zur Verbesserung der Raumluftqualität der Bewohner.“

Ich habe in meinem 3 1/2-Tonnen HVAC-Split-System ein UVC-Lichtsystem verwendet, was mich dazu inspirierte, das Geschäftsgebäude auf mögliche Effizienzvorteile zu testen. Vor zwei Jahren leckte der Luftbefeuchter meines Heimsystems. Während der Aufräumarbeiten fiel mir auf, dass die 20- Jahre alte Spule und die Innenkomponenten, einschließlich der Isolierung, dank einer von ihm installierten UVC-Lampe makellos waren. Sommerliche Luftfeuchtigkeit in südlichen Bundesstaaten kann in weniger als 12 Jahren zu Korrosion und letztendlich zu einem vorzeitigen Ausfall führen, das System war jedoch noch mehr als 20 Jahre in Betrieb.

Ich habe einige Wohneinheiten gesehen, in denen die Verdampferschlange bereits nach ein paar Jahren wirklich voller Verunreinigungen war. Als im Zuge der COVID{0}}-Pandemie andere unbewiesene Desinfektionstechnologien aufkamen, blieb ich ein Befürworter von UVC, dessen Wirksamkeit bei der Neutralisierung von SARS-CoV-1, Influenza und anderen Viren bereits durch Studien nachgewiesen worden war. UVC wird auch von ASHRAE und den US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention (CDC) zur Neutralisierung von Mikroorganismen empfohlen.

Da es nun eine Studie gibt, die die Energieeffizienz beweist, hoffe ich, in Zukunft auch andere Luftaufbereitungsanlagen mit UVC auszustatten, um die Effizienz zu verbessern.