Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας των συστημάτων θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού (HVAC) γίνεται όλο και πιο σημαντική λόγω του αυξανόμενου κόστους των ορυκτών καυσίμων και των περιβαλλοντικών ανησυχιών. Ως εκ τούτου, η εύρεση νέων τρόπων για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας στα κτίρια χωρίς να διακυβεύεται η άνεση και η ποιότητα του αέρα των εσωτερικών χώρων είναι μια συνεχής ερευνητική πρόκληση. Ένας αποδεδειγμένος τρόπος για την επίτευξη ενεργειακής απόδοσης στα συστήματα HVAC είναι ο σχεδιασμός συστημάτων που χρησιμοποιούν νέες διαμορφώσεις των υπαρχόντων στοιχείων του συστήματος. Κάθε κλάδος HVAC έχει συγκεκριμένες απαιτήσεις σχεδιασμού και ο καθένας παρουσιάζει ευκαιρίες για εξοικονόμηση ενέργειας. Τα ενεργειακά αποδοτικά συστήματα HVAC μπορούν να δημιουργηθούν με την εκ νέου διαμόρφωση των παραδοσιακών συστημάτων για πιο στρατηγική χρήση των υπαρχόντων εξαρτημάτων του συστήματος. Πρόσφατη έρευνα έχει δείξει ότι ένας συνδυασμός υφιστάμενων τεχνολογιών κλιματισμού μπορεί να προσφέρει αποτελεσματικές λύσεις για εξοικονόμηση ενέργειας και θερμική άνεση. Αυτό το άρθρο διερευνά και ανασκοπεί τις διαφορετικές τεχνολογίες και προσεγγίσεις και καταδεικνύει την ικανότητά τους να βελτιώνουν την απόδοση των συστημάτων HVAC προκειμένου να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας. Για κάθε στρατηγική, αρχικά παρουσιάζεται μια σύντομη περιγραφή και στη συνέχεια με ανασκόπηση των προηγούμενων μελετών, διερευνάται η επίδραση αυτής της μεθόδου στην εξοικονόμηση ενέργειας HVAC. Τέλος, πραγματοποιείται συγκριτική μελέτη μεταξύ αυτών των προσεγγίσεων.
5.Συστήματα ανάκτησης θερμότητας
Τα πρότυπα ASHRAE συνιστούν την απαιτούμενη ποσότητα καθαρού αέρα για διαφορετικά κτίρια. Ο μη κλιματιζόμενος αέρας αυξάνει σημαντικά τις ανάγκες ψύξης του κτιρίου, γεγονός που οδηγεί τελικά σε αύξηση της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας των συστημάτων HVAC του κτιρίου. Στην κεντρική μονάδα ψύξης, η ποσότητα του φρέσκου αέρα προσδιορίζεται με βάση τα ανώτερα όρια των συγκεντρώσεων των ρύπων του αέρα εσωτερικών χώρων που συνήθως είναι μεταξύ 10% και 30% του συνολικού ρυθμού ροής αέρα [69]. Στα σύγχρονα κτίρια οι απώλειες αερισμού μπορεί να υπερβαίνουν το 50% των συνολικών θερμικών απωλειών [70]. Ωστόσο, ο μηχανικός αερισμός μπορεί να καταναλώσει έως και το 50% της ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται σε κτίρια κατοικιών [71]. Επιπλέον, σε θερμές και υγρές περιοχές, τα συστήματα μηχανικού αερισμού καταλαμβάνουν περίπου το 20-40% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας των συστημάτων κλιματισμού[72]. Οι Nasif et al. [75] μελέτησε την ετήσια κατανάλωση ενέργειας ενός κλιματιστικού σε συνδυασμό με εναλλάκτη θερμότητας ενθαλπίας/μεμβράνης και τη συνέκρινε με ένα συμβατικό κλιματισμό. Διαπίστωσαν ότι σε υγρό κλίμα, η ετήσια εξοικονόμηση ενέργειας έως και 8% είναι δυνατή όταν χρησιμοποιείται ο εναλλάκτης θερμότητας μεμβράνης αντί για ένα συμβατικό σύστημα HVAC.
Ο ολικός εναλλάκτης θερμότητας Holtop είναι κατασκευασμένος από χαρτί ER το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλή διαπερατότητα υγρασίας, καλή αεροστεγανότητα, εξαιρετική αντοχή στο σχίσιμο και αντοχή στη γήρανση. Το διάκενο μεταξύ των ινών είναι πολύ μικρό, επομένως μόνο τα μόρια υγρασίας μικρής διαμέτρου μπορούν να περάσουν, τα μόρια οσμής μεγαλύτερης διαμέτρου δεν μπορούν να περάσουν μέσα από αυτό. Με αυτόν τον τρόπο, η θερμοκρασία και η υγρασία μπορούν να ανακτηθούν ομαλά και να αποτραπεί η διείσδυση των ρύπων στον καθαρό αέρα.
6.Επίδραση συμπεριφοράς κτιρίου
Η κατανάλωση ενέργειας ενός συστήματος HVAC εξαρτάται όχι μόνο από τις επιδόσεις και τις λειτουργικές του παραμέτρους, αλλά και από τα χαρακτηριστικά της ζήτησης θέρμανσης και ψύξης και τη θερμοδυναμική συμπεριφορά του κτιρίου. Το πραγματικό φορτίο των συστημάτων HVAC είναι μικρότερο από αυτό που έχει σχεδιαστεί στις περισσότερες περιόδους λειτουργίας λόγω της συμπεριφοράς του κτιρίου. Επομένως, οι πιο σημαντικοί παράγοντες που συμβάλλουν στη μείωση της χρήσης ενέργειας HVAC σε ένα δεδομένο κτίριο είναι ο σωστός έλεγχος της ζήτησης θέρμανσης και ψύξης. Ο ολοκληρωμένος έλεγχος των στοιχείων του φορτίου ψύξης κτιρίου, όπως η ηλιακή ακτινοβολία, ο φωτισμός και ο καθαρός αέρας, μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας στη μονάδα ψύξης ενός κτιρίου. Υπολογίζεται ότι περίπου το 70% της εξοικονόμησης ενέργειας είναι δυνατή μέσω της χρήσης τεχνολογιών καλύτερου σχεδιασμού για τον συντονισμό της ζήτησης του κτιρίου με τη χωρητικότητα του συστήματος HVAC. Οι Korolija et al. διερεύνησε τη σχέση μεταξύ του φορτίου θέρμανσης και ψύξης κτιρίου και της επακόλουθης χρήσης ενέργειας με διαφορετικά συστήματα HVAC. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι η ενεργειακή απόδοση του κτιρίου δεν μπορεί να αξιολογηθεί μόνο με βάση τη ζήτηση θέρμανσης και ψύξης του κτιρίου λόγω της εξάρτησής της από τα θερμικά χαρακτηριστικά HVAC. Huang etal. ανέπτυξε και αξιολόγησε πέντε λειτουργίες ελέγχου διαχείρισης ενέργειας που προγραμματίστηκαν σύμφωνα με τη συμπεριφορά του κτιρίου και εφαρμόστηκαν για ένα σύστημα HVAC μεταβλητού όγκου αέρα. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσής τους έδειξαν ότι μπορεί να επιτευχθεί εξοικονόμηση ενέργειας κατά 17% όταν το σύστημα λειτουργεί με αυτές τις λειτουργίες ελέγχου.
Τα συμβατικά συστήματα HVAC βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην ενέργεια που παράγεται από ορυκτά καύσιμα, τα οποία εξαντλούνται γρήγορα. Αυτό σε συνδυασμό με την αυξανόμενη ζήτηση για οικονομικά αποδοτικές υποδομές και συσκευές έχει απαιτήσει νέες εγκαταστάσεις και σημαντικές μετασκευές σε κατειλημμένα κτίρια για την επίτευξη ενεργειακής απόδοσης και περιβαλλοντικής βιωσιμότητας. Ως εκ τούτου, η εύρεση νέων τρόπων για πράσινα κτίρια χωρίς να διακυβεύεται η άνεση και η ποιότητα του αέρα των εσωτερικών χώρων παραμένει πρόκληση για έρευνα και ανάπτυξη. Η συνολική δυνατή μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και η βελτίωση της ανθρώπινης άνεσης στα κτίρια εξαρτώνται από την απόδοση των συστημάτων HVAC. Ένας αποδεδειγμένος τρόπος για την επίτευξη ενεργειακής απόδοσης στα συστήματα HVAC είναι ο σχεδιασμός συστημάτων που χρησιμοποιούν νέες διαμορφώσεις των υπαρχόντων στοιχείων του συστήματος. Πρόσφατη έρευνα έχει δείξει ότι ένας συνδυασμός υφιστάμενων τεχνολογιών κλιματισμού μπορεί να προσφέρει αποτελεσματικές λύσεις για εξοικονόμηση ενέργειας και θερμική άνεση. Σε αυτό το έγγραφο διερευνήθηκαν διάφορες στρατηγικές εξοικονόμησης ενέργειας για συστήματα HVAC και συζητήθηκαν οι δυνατότητές τους να βελτιώσουν την απόδοση του συστήματος. Διαπιστώθηκε ότι αρκετοί παράγοντες όπως οι κλιματικές συνθήκες, η αναμενόμενη θερμική άνεση, το αρχικό και κεφαλαιουχικό κόστος, η διαθεσιμότητα πηγών ενέργειας και η εφαρμογή.
Διαβάστε την πλήρη εργασία για REVIEW-PAPER-ON-ENERGY-EFFICIENCY-TECHNOLOGIES-FOR-HEIGHTING-VENTILATION-AND-AIR-CONDITIONING-HVAC
TY – JOUR
AU – Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
ΠΥ – 2015/12/01
SP -
T1 – Έγγραφο ανασκόπησης σχετικά με τις τεχνολογίες ενεργειακής απόδοσης για θέρμανση, εξαερισμό και κλιματισμό (HVAC)
VL – 6
JO – International Journal of Scientific & Engineering Research
ER -
