25 Ene HVAC – Ajustes para Mitigar la Propagación de COVID-19
En respuesta a la pandemia de COVID-19, La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) ha publicado directrices para la operación de los sistemas de HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) en edificios comerciales y educativos para ayudar a disminuir la propagación de COVID-19 a través de gotículas respiratorias en el aire.
Las pautas se dividen en tres categorías generales:
1. Mayor ventilación y Control de Humedad
2. Mayor eficiencia de filtración
3. Purificadores de aire electrónicos
Estas actualizaciones de los sistemas de HVAC pueden plantear desafíos al funcionamiento del edificio y al uso de la energía. Sin embargo, Los sistemas de Aire Exterior Dedicados (DOAS) correctamente diseñados y los sistemas de Volumen de Aire Variable (VAV) ayudan a minimizar los desafíos. 1 DOAS y VAV Los sistemas proporcionan altos porcentajes de aire acondicionado exterior en edificios.
Muchas de las actualizaciones recomendados por ASHRAE se implementan fácilmente con estos sistemas.
Mayor Ventilación
El aumento de la ventilación a través del aire exterior diluye la concentración de contaminantes del interior, incluyendo gotículas respiratorias infecciosas y evita la propagación de COVID-19 a través de transmisión aérea. Los sistemas DOAS y VAV son muy adecuados para aumentar las recomendaciones de ventilación porque cada uno tiene funciones disponibles para controlar y condicionar altos porcentajes de aire exterior de manera eficiente.
Sistemas DOAS y VAV entregan aire acondicionado exterior aire de acuerdo a la ocupación de cada nivel del edificio.
DOAS consiste en dos sistemas paralelos, como se muestra en la Figura 1.
Figura 1: DOAS incluye una unidad de ventilación dedicada y múltiples AHUs.
Una unidad de ventilación dedicada proporciona 100% aire exterior y controla la carga latente, mientras que los (AHUs) controlan la carga espacial sensible. Los sistemas VAV mezclan altos porcentajes de aire exterior con aire de retorno para mantener la temperatura y humedad interior.
La figura 2 muestra un sistema VAV de una zona atendiendo un gimnasio.
Mantener la humedad relativa interior es clave para controlar la propagación de virus. Los virus tienen mayor dificultad para sobrevivir con una humedad relativa del 40-60%. Los sistemas DOAS y VAV mantienen este rango de humedad en una amplia gama de condiciones de aire exterior a través de compresores moduladores, recalentamiento de gas caliente y controles de presión. Compresores modulantes (desplazamiento digital o velocidad variable) ajustan la capacidad para que coincida con la carga de enfriamiento o deshumidificación. Modulando el recalentamiento de gas caliente (Modulating Hot Gas Reheat) manteniendo el nivel de humedad relativa deseada. El control modulante de la presión del cabezal mantiene una presión de refrigerante constante controlando la velocidad del ventilador del condensador. A baja temperaturas, este reduce la velocidad de los ventiladores del condensador para mejorar el rendimiento de recalentamiento de gas caliente.
Otras recomendaciones de ventilación
Operar los sistemas HVAC por más tiempo. Aumentar el tiempo que los sistemas HVAC operan en condiciones normales de modo ocupación. ASHRAE recomienda un funcionamiento las 24 horas del día, los 7 días de la semana para evitar la acumulación de partículas infecciosas. 1 Esta es una estrategia fácil de implementar ya que solo se necesitan agendar los cambios.
Implementar una secuencia de descarga previa y posterior a la ocupación. Si la operación 24/7 no es factible, use una secuencia de descarga de aire exterior. Esta secuencia implica descargar el edificio con la tasa máxima de aire exterior antes y después de la ocupación. ASHRAE recomienda proporcionar tres cambios de aire exterior, lo que significa que el aire en el espacio debe ser reemplazado completamente tres veces. Como alternativa al cálculo del cambio de aire, períodos de descarga de dos horas antes y después de la ocupación es otra opción.2
Desactive el control de ventilación por demanda (DCV)
DCV ahorra energía al reducir la ventilación durante períodos de ocupación mínima. La desactivación de DCV maximiza el aire exterior independientemente de la ocupación.1 Los ventiladores deben funcionar a las máximas velocidades de diseño, y la compuerta exterior debe permanecer en su máxima apertura.
Abrir la compuerta de aire exterior en sistemas VAV
Abrir las compuertas de aire exterior tanto como las capacidades de enfriamiento y calefacción lo permitan, manteniendo las condiciones de espacio deseadas.1 Considere esta estrategia cuidadosamente antes de aplicar en climas húmedos o fríos. Tenga cuidado en áreas contaminadas, ya que al aumentar la ventilación puede introducir contaminantes no deseados en el edificio. DOAS y VAV ofrecen filtros opcionales de alta eficiencia para reducir la cantidad de contaminantes que entran el edificio.
Use la recuperación de energía. Las recomendaciones de ventilación indicadas aumentan la ventilación y mitigan la propagación de COVID-19. Sin embargo, estas estrategias también aumentan el uso de energía. Para reducir los costos de energía asociado con la ventilación, la recuperación de energía puede ser incorporado a los sistemas DOAS y VAV.
La figura 3 muestra una rueda de energía total instalada en un Unidad de ventilación dedicada. Las ruedas de energía total transfieren energía sensible y latente entre el exterior y las corrientes de escape de aire. En verano, el aire exterior se enfría y deshumedece a su paso por la rueda. Lo contrario ocurre en invierno; el aire exterior se calienta y humedece. Este pre-condicionamiento del aire exterior reduce las cargas de refrigeración y calefacción, lo que resulta en menores costos de energía. ASHRAE recomienda que los dispositivos de recuperación de energía sigan funcionando y son esenciales para mantener las tasas de ventilación durante esta pandemia.3
Los sistemas DOAS y VAV existentes pueden beneficiarse de la adición de los sistemas de recuperación de energía. Añadir un dispositivo de recuperación de energía reduce la carga por enfriamiento y calefacción exterior, lo que permite una mayor ventilación manteniendo las condiciones del espacio. Figura 4 muestra una rueda de energía instalada en la entrada de aire de unidad de ventilación exterior, con un escapa de aire que va a través de una rueda de los servicios higiénicos.
Figura 3: Unidad de ventilación dedicada con una rueda de energía que transfiere energía entre el exterior y corrientes de escape de aire.
Figura 4: Una rueda de recuperación de energía instalada en la corriente de aire exterior de un sistema VAV reduce la carga de enfriamiento mecánico y calefacción.
Mayor eficiencia de filtración
ASHRAE recomienda filtros con una clasificación de MERV 13 o superior, que capturan al menos el 85 por ciento de los gotículas respiratorias.4 Use filtros MERV 13 y MERV 14 en los sistemas VAV para capturar gotículas respiratorias infecciosas en el aire de retorno. Los filtros de alta eficiencia no afectan la propagación de COVID-19 cuando se usa en unidades de ventilación DOAS. Estas unidades de ventilación proporcionan 100% de aire exterior y, por tanto, sin gotículas respiratorias infecciosas que recirculen desde el espacio. La única situación en las que las unidades de ventilación DOAS pueden requerir filtros de alta eficiencia es en áreas contaminadas.
Limpiadores de aire electrónicos
Además de las estrategias de ventilación y filtración arriba mencionadas, los dispositivos electrónicos de limpieza de aire pueden complementar los sistemas HVAC para limpiar el aire interior y mitigar aún más la propagación de COVID-19. A pesar de que Existen varios tipos de filtros de aire electrónicos, la industria se ha centrado en dos en particular: las luces ultravioletas y la ionización bipolar.
Estas tecnologías se pueden aplicar a los sistemas VAV que manejan una mezcla de aire exterior y aire de retorno. Los filtros de aire electrónicos no afectan la propagación de COVID-19 cuando se usa en unidades de ventilación DOAS, las cuales no recirculan aire del espacio.
Luz ultravioleta (UV-C)
La luz UV-C puede desactivar microorganismos. A pesar de que aún no se ha demostrado su eficacia contra COVID-19, es eficaz contra otros coronavirus. 4 Por lo tanto, ASHRAE recomienda incorporar luces UV-C en Sistemas HVAC.
La eficacia de la luz UV-C contra los microorganismos va en función al tiempo de exposición multiplicado por la intensidad de la luz. Se usa comúnmente para la desinfección de superficies en serpentines de enfriamiento y bandejas de drenaje. Estos componentes se mantienen libres del crecimiento de moho y bacterias cuando se irradia con luz UV-C. Baja intensidad de luz se pueden utilizar debido a los tiempos infinitos de exposición hacia la superficie.5
Es posible el uso de luces UV-C para desinfección de corrientes de aire, pero esto requiere intensidades de luz más altas debido a tiempos de exposición más cortos frente al aire en movimiento. ASHRAE sugiere un mínimo de 0,25 segundos de tiempo de exposición para evitar intensidades de luz excesivas y las asociadas altos costos de energía.5 La capacidad de cumplir con este tiempo sugerido de exposición en una AHU depende de factores físicos, limitaciones de espacio y velocidad de la corriente de aire. Si esto no es posible, el montaje de las luces UV-C en los conductos es otra opción. Evite montar luces UV-C cerca filtros porque las luces pueden quemar agujeros en el filtro 6 Se debe tener precaución al reparar estos dispositivos, ya que la exposición a la luz UV-C puede causar enrojecimiento e irritación de los ojos.6
Ionización bipolar (BPI)
Los operadores de edificios pueden considerar el uso de BPI, especialmente si otras estrategias de mitigación no son factibles debido a Limitaciones de la capacidad del ventilador o de templado. BPI genera iones cargados positiva y negativamente, que pueden inactivar los microorganismos en el aire al eliminar el hidrógeno. Los iones también hacen que las partículas en el aire se agrupen en masas más grandes que se pueden capturar por filtros.7 Los dispositivos BPI vienen en diferentes tamaños y se instala fácilmente en unidades VAV.
Algunos dispositivos BPI generan ozono como subproducto de su funcionamiento, que es perjudicial para la salud humana y puede causar problemas respiratorios. Al seleccionar BPI, compruebe si el dispositivo cumple con UL 2998, que valida que los purificadores de aire electrónicos no producen ozono.8
Conclusión
A medida que reabren los edificios comerciales y educativos, Alguno ajustes simples del sistema HVAC pueden ayudar a minimizar el riesgo de transmisión aérea de COVID-19. Los sistemas DOAS y VAV pueden cumplir de manera eficiente con las recomendaciones de la ASHRAE para una mayor ventilación. Los filtros de alta eficiencia y los purificadores de aire electrónicos pueden complementan el efecto que los sistemas DOAS y VAV tienen para mitigar la propagación de COVID-19. Los ocupantes del edificio pueden respirar aliviados, sabiendo que las operaciones del sistema HVAC están ayudando a minimizar impacto del COVID-19.
Actualice su sistema HVAC
Actualice su sistema HVAC incorporando unidades de aire exterior de alto porcentaje adecuado para su uso en Sistemas DOAS y VAV. La Tabla 1 ilustra cómo Las características específicas de estos sistemas cumplen con las recomendaciones de la ASHRAE para mitigar la propagación de COVID-19.
Tabla 1: Sistemas DOAS y VAV son capaces de seguir las recomendaciones de la ASHRAE contra el COVID-19.
Fuente:
Greenheck Fan Corp. Fan Application FA/131-20 / Product application guide / HVAC Operational Adjustments Can Help Mitigate the Spread of COVID-19.
Referencias:
- ASHRAE, “ASHRAE Position Document on Infectious Aerosols,” 14 April 2020.
https://www.ashrae.org/file%20library/about/position%20documents/pd_infectiousaerosols_2020.pdf - ASHRAE, “Building Readiness,” 2020.
https://www.ashrae.org/technical-resources/building-readiness - ASHRAE TC 5.5, “Practical Guidance for Epidemic Operation of Energy Recovery Ventilation Systems,” 9 June 2020. https://www.ashrae.org/file%20library/technical%20resources/covid-19/practical-guidance-for-epidemic-operation-of-ervs.pdf
- ASHRAE, “Filtration and Disinfection FAQ,” 2020.
https://www.ashrae.org/technical-resources/filtration-and-disinfection-faq - ASHRAE, “Ultraviolet Air and Surface Treatment,” 18 September 2020.
https://www.ashrae.org/file%20library/technical%20resources/ covid-19/si_a19_ch62uvairandsurfacetreatment.pdf - UV Resources, “UVC | Ultraviolet C Light | Frequently Asked Questions,” 2020.
http://www.uvresources.com/resources/faqs - C. Waddell, “An Overview of Needlepoint Bipolar Ionization,” 28 February 2019.
https://globalplasmasolutions.com/ uploads/customer-resources/Service-Logic/GPS-WhitePaper-NPBI-Explained.pdf - ASHRAE, “ASHRAE Position Document on Filtration and Air Cleaning,” 29 January 2015.
https://www.ashrae.org/file%20library/about/position%20documents/filtration-and-air-cleaning-pd.pdf
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