Ngành công nghiệp UV đã trở thành một thị trường mới nổi đáng giá vì nhiều lý do. Liên tục làm sạch các dàn trao đổi nhiệt, loại bỏ các mầm bệnh và tiết kiệm năng lượng…

Kể từ khi Steril-Aire đi tiên phong khi ứng dụng công nghệ UVC trong các hệ thống HVAC vào năm 1994, sự chấp nhận và nhu cầu sử dụng đã tăng lên đáng kể.

Thật không may, nhiều công ty hình thành sau này đã không dành nguồn lực và thời gian để tìm hiểu về tính khoa học và khả thi của các giải pháp UVC. Họ bắt đầu tạo ra các cách thức bán UVC của riêng mình. Cách tiếp cận của họ là bán một chiếc “đèn ánh sáng màu xanh da trời” với giá rẻ hơn.

Steril-Aire cung cấp các hướng dẫn dựa trên khoa học, trong khi những người khác cung cấp hướng dẫn dựa trên những gì họ có thể bán.

Mỗi hãng sản xuất thiết bị tia cực tím UVC đưa ra những thông số kỹ thuật khác nhau, bao gồm các yếu tố để đảm bảo doanh thu thay thì thành tựu khoa học dẫn đến các giải pháp. Một vài làm nổi bật sản phẩm của mình bằng các thông số về phụ kiện điện tử, số khác lại liệt kê các đặc điểm khác biệt về kết cấu cơ học. Trong khi đó, hiệu năng đầu ra tính bằng microwat (µW/in²) được đo trên mỗi inch đèn tại khoảng cách 1 mét gần như là điều mà các nhà sản xuất UV khác chưa làm được ở nhiệt độ 45 – 55F và lưu lượng gió trong khoảng 450 – 550CFM (môi trường bên trong các hệ thống điều hòa thông dụng).

Nhiều nhà cung cấp thiết bị đèn tia cực tím UVC đã sử dụng đơn vị Watt làm tiêu chí đo lường năng lượng UVC. Nhưng Watt là phép đo lượng điện năng tiêu thụ của bóng đèn và không thể lấy đó làm căn cứ để xác định UVC đầu ra, vì liều lượng UVC trên mỗi watt là khác nhau đối với mỗi nhà sản xuất.

Nếu mục tiêu là đạt được một dàn trao đổi nhiệt sạch, tiết kiệm năng lượng và cải thiện chất lượng không khí trong nhà, thì về mặt kỹ thuật nên tập trung vào trường năng lượng UVC. Cường độ UVC từ một chùm tia UVC cần thiết để làm bất hoạt các mầm bệnh có thể ảnh hưởng đến kết quả mục tiêu này.

Nếu khả năng bất hoạt dựa trên thời gian và năng lượng UVC, đồng thời nếu biết năng lượng tia cực tím cần thiết để làm bất hoạt các vi sinh vật cụ thể, thì giá trị thử nghiệm có thể được xác định để thành công.

Steril-Aire đã sử dụng tiêu chí “Thiết kế dựa trên cơ sở được chứng minh”. Với các thực nghiệm để thu được trường năng lượng phù hợp trong môi trường y tế để giảm tỷ lệ nhiễm trùng. Từ các nghiên cứu được thực hiện trong 7 năm tại 21 tiểu bang của Hoa Kỳ, đã củng cố các kết luận của Steril-Aire về lượng năng lượng tia cực tím thích hợp cho một giải pháp hiệu quả.

Steril-Aire đã sử dụng 1225µW/in² sản lượng UVC đầu ra, được đo đạc tại tất cả các góc của dàn trao đổi nhiệt khi các bóng đèn tia cực tím được lắp đặt mới, và đạt 730µW/in² khi hết tuổi thọ bóng đèn. Tỷ lệ giảm vi sinh vật đạt 99.9% vi khuẩn gram âm và nấm aspergillus. Tỷ lệ Viêm phổi liên quan đến máy thở (VAP) giảm 50%. Ngoài ra, giảm 5 log đối với các sinh vật đã lấy mẫu trước đó. Khoản tiết kiệm trị giá 800.000 đô-la đã được bệnh viện thống kê lại, đồng thời giảm đáng kể các trường hợp nhiễm trùng tại bệnh viện.

Ngoài ra, 7 kết quả khác của các cơ sở y tế đã được đưa vào nghiên cứu với những cải tiến liên quan sử dụng các mẫu tăm được thử nghiệm độc lập. Kết quả thu được gồm có giảm mầm bệnh, giảm áp suất nén và giữ tính nhất quán của luồng không khí. Tất cả các dàn trao đổi nhiệt được thử nghiệm đều có môi trường hoạt động đáp ứng hoặc vượt tiêu chí được đề cập trong tài liệu Hướng dẫn thiết kế HVAC cho bệnh viện của ASHRAE (Phần 3.3.6).

Đồng thời, Steril-Aire đã trình bày một nghiên cứu bổ sung tại Hội nghị Quốc gia ASHRAE 2017 tổ chức tại Las Vegas cho IAQ Phiên 3 với tiêu đề: “Khôi phục hiệu năng và hiệu suất truyền nhiệt với tia cực tím (UVGI)“.

Sau 2 lần thực nghiệm, các thành viên của ủy ban ASHRAE (Hiệp hội các Kỹ sư Nhiệt lạnh và Điều hòa không khí Hoa Kỳ) đã phát hành một bài viết nêu ý kiến về cường độ tia UVC trên bề mặt của một dàn trao đổi nhiệt, được đề xuất ở mức 50 – 100 microwatt. Ngay sau khi ASHRAE xuất bản bài viết vào năm 2014, nhiều người trong ngành đã bỏ qua những phát hiện khoa học đã được trình bày để dựa vào tài liệu và ý kiến mới hơn.

Để làm rõ các bằng chứng khoa học, Steril-Aire tiếp tục hỗ trợ những người tìm kiếm một giải pháp dựa trên căn cứ vững chắc. Steril-Aire đã tham gia nhiều hơn nữa vào các nghiên cứu thực địa để chứng minh sự cần thiết của liều lượng UVC chính xác cho phép đạt được kết quả như mong đợi.

Một nghiên cứu được thực hiện và công bố vào năm 2017 so sánh ý kiến sử dụng 100 microwatt và 1000 microwatt. Các mẫu vi sinh được đặt vào các vị trí được xác định cụ thể trên bề mặt dàn trao đổi nhiệt. Kết quả nhanh chóng cho thấy vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa (Trực khuẩn mủ xanh) được đo bằng đơn vị CFU, không những không bị diệt trừ mà số lượng còn tăng lên khi chiếu xạ 50 – 100 microwatt theo kiến của ASHRAE. Ngược lại, các dàn trao đổi nhiệt được chiếu xạ với liều lượng 1000 microwatt đã chứng minh được số lượng vi sinh vật giảm đều đặn theo thời gian. Dữ liệu nghiên cứu được liệt kê trong bảng dưới.

Như vậy, khuyến nghị của ASHRAE về cường độ UVC đầu ra không đạt hiệu quả để làm bất hoạt vi sinh vật, đặc biệt đối với nấm mốc. Các cơ sở chi hàng trăm ngàn đô la cho các thiết bị của một hệ thống HVAC (máy làm lạnh, tháp giải nhiệt, máy bơm, máy nén…) để thực hiện một nhiệm vụ: chuyển nhiệt độ từ dàn trao đổi nhiệt vào luồng không khí. Vậy tại sao chất lượng không khí không phải lúc nào cũng sạch sẽ? Hãy lấy một ví dụ tương đương để so sánh: bạn mua một chiếc xe mới nhưng không bao giờ thay nhớt. Ý kiến về năng lượng chiếu xạ UVC của ASHRAE là không đủ sức mạnh để loại bỏ màng sinh học, giúp tăng lưu lượng không khí hoặc giảm áp suất nén.

Các kết quả nghiên cứu về sản lượng UVC đầu ra đã được tham khảo và được khuyến nghị cho tất cả các công ty hoạt động trong lĩnh vực UV. Ngoài ra, đối với các thành phần quan trọng khác của một hệ thống HVAC, các thông số kỹ thuật trong thiết kế nên đáp ứng và tuân thủ theo khuyến nghị (xem Hướng dẫn thiết kế HVAC cho bệnh viện của ASHRAE, phần 12.4).

Năng lượng và thiết kế tiêu chuẩn của hệ thống HVAC được sử dụng trong các nghiên cứu này cung cấp các hướng dẫn và giải pháp UVC phù hợp, và nên được sử dụng bởi các nhà cung cấp, lắp đặt thiết bị đèn tia cực tím UVC.

Nếu mục tiêu là thiết kế một hệ thống điều hòa không khí hiệu quả hơn dựa trên công nghệ UVC, thì không thể bỏ qua các dữ liệu được trình bày trong tài liệu này.

• ASHRAE. 2013. HVAC Design Manual for Hospitals and Clinics. 2 nd Edition. Atlanta: American Society of Heating Refrigeration & Air Conditioning Engineers.
• Ryan RM, Wilding GE, Wynn RY, Welliver RC, Holm BA, Leach CL. 2011.Effect of Enhanced Ultraviolet Germicidal Irradiation in the Heating Ventilation and Air Conditioning Systems on Ventilator-Associated Pneumonia in a Neonatal Intensive Care Unit. Journal of Perinatology, 1-8 Robert Scheir, PhD., Timothy Leach 2014. “Ultraviolet Germicidal Irradiation (UVGI) in Hospital HVAC Decreases Ventilator Associated Pneumonia” (NY-14-C023). ASHRAE Papers CD: 2014 ASHRAE Winter Conference. New York: ASHRAE.
• ASHRAE. 2015. ASHRAE Handbook—HVAC Applications, Atlanta: ASHRAE.
• ASHRAE. 2016. ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment, Atlanta: ASHRAE.
• Kowalski, WJ. UVGI for Cooling Coil Disinfection, Air Treatment and Hospital Infection Control.
• American Air & Water 2011 January