أصبح تقليل استهلاك الطاقة لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ذا أهمية متزايدة بسبب ارتفاع تكلفة الوقود الأحفوري والمخاوف البيئية. لذلك ، إيجاد طرق جديدة لتقليل استهلاك الطاقة في المباني دون المساومة على الراحة و ...

أصبح تقليل استهلاك الطاقة لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ذا أهمية متزايدة بسبب ارتفاع تكلفة الوقود الأحفوري والمخاوف البيئية. لذلك ، فإن إيجاد طرق جديدة لتقليل استهلاك الطاقة في المباني دون المساومة على الراحة وجودة الهواء الداخلي يمثل تحديًا بحثيًا مستمرًا. تتمثل إحدى الطرق المؤكدة لتحقيق كفاءة الطاقة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في تصميم الأنظمة التي تستخدم تكوينات جديدة لمكونات النظام الحالية. لكل تخصص من أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء متطلبات تصميم محددة وكل منها يقدم فرصًا لتوفير الطاقة. يمكن إنشاء أنظمة HVAC الموفرة للطاقة من خلال إعادة تكوين الأنظمة التقليدية للاستفادة بشكل أكثر استراتيجية من أجزاء النظام الحالية. أظهرت الأبحاث الحديثة أن مجموعة من تقنيات تكييف الهواء الحالية يمكن أن تقدم حلولًا فعالة للحفاظ على الطاقة والراحة الحرارية. تبحث هذه الورقة في التقنيات والأساليب المختلفة وتراجعها ، وتوضح قدرتها على تحسين أداء أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء من أجل تقليل استهلاك الطاقة. لكل إستراتيجية ، يتم تقديم وصف موجز أولاً ثم من خلال مراجعة الدراسات السابقة ، يتم التحقق من تأثير هذه الطريقة على توفير الطاقة HVAC. أخيرًا ، تم إجراء دراسة مقارنة بين هذه الأساليب.

5. أنظمة استرداد الحرارة

توصي معايير ASHRAE بكمية الهواء النقي المطلوب للمباني المختلفة. يزيد الهواء غير المكيف بشكل كبير من احتياجات تبريد المبنى ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة الاستهلاك الكلي للطاقة لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بالمبنى. في محطة التبريد المركزية ، يتم تحديد كمية الهواء النقي بناءً على الحدود العليا لتركيزات ملوثات الهواء الداخلية والتي تتراوح عادةً بين 10٪ و 30٪ من إجمالي معدل تدفق الهواء [69]. في المباني الحديثة يمكن أن تصبح خسائر التهوية أكثر من 50٪ من إجمالي الفاقد الحراري [70]. ومع ذلك ، يمكن أن تستهلك التهوية الميكانيكية ما يصل إلى 50٪ من الطاقة الكهربائية المستخدمة في المباني السكنية [71]. بالإضافة إلى ذلك ، تناسب أنظمة التهوية الميكانيكية في المناطق الحارة والرطبة حوالي 20-40٪ من إجمالي استخدام الطاقة لأنظمة تكييف الهواء [72]. ناصيف وآخرون [75] درس استهلاك الطاقة السنوي لمكيف الهواء مقترنًا بمبادل حراري غشائي / محتوى حراري وقارنه بتكييف الهواء التقليدي. ووجدوا أنه في المناخ الرطب ، يكون التوفير السنوي للطاقة بنسبة تصل إلى 8٪ ممكنًا عند استخدام المبادل الحراري الغشائي بدلاً من نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التقليدي.

يتكون المبادل الحراري الكلي Holtop من ورق ER الذي يتميز بنفاذية عالية للرطوبة ، وضيق هواء جيد ، ومقاومة ممتازة للتمزق ، ومقاومة الشيخوخة. الخلوص بين الألياف صغير جدًا ، لذلك يمكن فقط لجزيئات الرطوبة ذات القطر الصغير أن تمر ، وجزيئات الرائحة ذات القطر الأكبر لا تستطيع المرور خلالها. بهذه الطريقة ، يمكن استعادة درجة الحرارة والرطوبة بسلاسة ، ومنع الملوثات من التسلل إلى الهواء النقي.

6. تأثير بناء السلوك

لا يعتمد استهلاك الطاقة لنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء على أدائه ومعاييره التشغيلية فحسب ، بل يعتمد أيضًا على خصائص طلب التدفئة والتبريد والسلوك الديناميكي الحراري للمبنى. الحمل الفعلي لأنظمة HVAC أقل مما هو مصمم في معظم فترات التشغيل بسبب سلوك البناء. لذلك ، فإن أهم العوامل التي تساهم في تقليل استخدام طاقة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في مبنى معين هي التحكم المناسب في طلب التدفئة والتبريد. يمكن أن يؤدي التحكم المتكامل في مكونات أحمال تبريد المبنى ، مثل الإشعاع الشمسي والإضاءة والهواء النقي ، إلى توفير كبير في الطاقة في محطة تبريد المبنى. تشير التقديرات إلى أن حوالي 70 ٪ من توفير الطاقة ممكن من خلال استخدام تقنيات تصميم أفضل لتنسيق طلب المبنى مع سعة نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. كوروليجا وآخرون التحقيق في العلاقة بين تدفئة المبنى وحمل التبريد واستخدام الطاقة اللاحق مع أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء المختلفة. أشارت نتائجهم إلى أنه لا يمكن تقييم أداء طاقة المبنى بناءً على طلب تدفئة وتبريد المبنى فقط بسبب اعتماده على الخصائص الحرارية للتكييف. هوانغ إتال. تطوير وتقييم خمس وظائف للتحكم في إدارة الطاقة تمت برمجتها وفقًا لسلوك المبنى وتنفيذها لنظام HVAC بحجم الهواء المتغير. أظهرت نتائج المحاكاة أن توفير الطاقة بنسبة 17٪ يمكن تحقيقه عند تشغيل النظام بوظائف التحكم هذه.

تعتمد أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التقليدية بشكل كبير على الطاقة المتولدة من الوقود الأحفوري ، والتي يتم استنفادها بسرعة. هذا جنبًا إلى جنب مع الطلب المتزايد على البنية التحتية والأجهزة الفعالة من حيث التكلفة قد استلزم إنشاءات جديدة وتعديلات كبرى في المباني المشغولة لتحقيق كفاءة الطاقة والاستدامة البيئية. لذلك ، فإن إيجاد طرق جديدة للمباني الخضراء دون المساومة على الراحة وجودة الهواء الداخلي لا يزال يمثل تحديًا للبحث والتطوير. يعتمد التخفيض الشامل الذي يمكن تحقيقه في استهلاك الطاقة وتعزيز راحة الإنسان في المباني على أداء أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. تتمثل إحدى الطرق المؤكدة لتحقيق كفاءة الطاقة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في تصميم الأنظمة التي تستخدم تكوينات جديدة لمكونات النظام الحالية. أظهرت الأبحاث الحديثة أن مجموعة من تقنيات تكييف الهواء الحالية يمكن أن تقدم حلولًا فعالة للحفاظ على الطاقة والراحة الحرارية. في هذا البحث تم دراسة استراتيجيات توفير الطاقة المختلفة لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ونوقشت قدرتها على تحسين أداء النظام. وقد وجد أن عدة عوامل مثل الظروف المناخية ، والراحة الحرارية المتوقعة ، والتكلفة الأولية والرأسمالية ، وتوافر مصادر الطاقة والتطبيق.

اقرأ الورقة كاملةً على REVIEW-PAPER-ON-ENERGY-EFFICIENCY-TECHNOLOGIES-FOR-HEATING-VENTILATION-AND-AIR-CONDITIONING-HVAC

TY - جور
AU - Bhagwat، Ajay
AU - تيلي ، س.
الاتحاد الافريقي - جوناكي ، براديب
AU - Majali، Vijay
PY - 2015/12/01
SP -
T1 - ورقة مراجعة حول تقنيات كفاءة الطاقة للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)
VL - 6
JO - المجلة الدولية للبحوث العلمية والهندسية
ER -