La diminution de la consommation d'énergie des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) devient de plus en plus importante en raison du coût croissant des combustibles fossiles et des préoccupations environnementales. Par conséquent, trouver de nouvelles façons de réduire la consommation d'énergie dans les bâtiments sans compromettre le confort et la qualité de l'air intérieur est un défi de recherche permanent. Un moyen éprouvé d'atteindre l'efficacité énergétique dans les systèmes CVC consiste à concevoir des systèmes qui utilisent de nouvelles configurations de composants de système existants. Chaque discipline HVAC a des exigences de conception spécifiques et chacune présente des opportunités d'économies d'énergie. Des systèmes CVC économes en énergie peuvent être créés en reconfigurant les systèmes traditionnels pour faire un usage plus stratégique des pièces du système existantes. Des recherches récentes ont démontré qu'une combinaison de technologies de climatisation existantes peut offrir des solutions efficaces pour la conservation de l'énergie et le confort thermique. Cet article étudie et passe en revue les différentes technologies et approches, et démontre leur capacité à améliorer les performances des systèmes CVC afin de réduire la consommation d'énergie. Pour chaque stratégie, une brève description est d'abord présentée, puis en passant en revue les études précédentes, l'influence de cette méthode sur l'économie d'énergie CVC est étudiée. Enfin, une étude comparative entre ces approches est réalisée.
5. Systèmes de récupération de chaleur
Les normes ASHRAE recommandent la quantité d'air frais requise pour différents bâtiments. L'air non conditionné augmente considérablement les besoins de refroidissement du bâtiment, ce qui conduit finalement à une augmentation de la consommation énergétique globale des systèmes CVC du bâtiment. Dans l'installation de refroidissement central, la quantité d'air frais est déterminée sur la base des limites supérieures des concentrations de polluants de l'air intérieur qui se situent normalement entre 10 % et 30 % du débit d'air total [69]. Dans les bâtiments modernes, les pertes de ventilation peuvent atteindre plus de 50 % des pertes thermiques totales [70]. Cependant, la ventilation mécanique peut consommer jusqu'à 50 % de l'énergie électrique utilisée dans les bâtiments résidentiels [71]. De plus, dans les régions chaudes et humides, les systèmes de ventilation mécanique s'approprient environ 20 à 40 % de la consommation totale d'énergie des systèmes de climatisation[72]. Nasif et al. [75] ont étudié la consommation énergétique annuelle d'un climatiseur couplé à un échangeur enthalpique/membrane et l'ont comparée à une climatisation classique. Ils ont découvert que dans un climat humide, une économie d'énergie annuelle pouvant atteindre 8 % est possible en utilisant l'échangeur de chaleur à membrane au lieu d'un système CVC conventionnel.
L'échangeur de chaleur total Holtop est fait de papier ER qui se caractérise par une perméabilité élevée à l'humidité, une bonne étanchéité à l'air, une excellente résistance à la déchirure et une résistance au vieillissement. Le jeu entre les fibres est très faible, de sorte que seules les molécules d'humidité de petit diamètre peuvent passer, les molécules d'odeur de plus grand diamètre ne peuvent pas le traverser. Par ce moyen, la température et l'humidité peuvent être récupérées en douceur, et empêcher les polluants de s'infiltrer dans l'air frais.
6.Effet du comportement du bâtiment
La consommation d'énergie d'un système CVC dépend non seulement de ses performances et de ses paramètres de fonctionnement, mais également des caractéristiques de la demande de chauffage et de refroidissement et du comportement thermodynamique du bâtiment. La charge réelle des systèmes CVC est inférieure à ce qu'elle est conçue dans la plupart des périodes de fonctionnement en raison du comportement du bâtiment. Par conséquent, le facteur le plus important qui contribue à la réduction de la consommation d'énergie CVC dans un bâtiment donné est un contrôle approprié de la demande de chauffage et de refroidissement. Le contrôle intégré des composants de la charge de refroidissement du bâtiment, tels que le rayonnement solaire, l'éclairage et l'air frais, peut entraîner des économies d'énergie importantes dans l'installation de refroidissement d'un bâtiment. On estime qu'environ 70 % des économies d'énergie sont possibles grâce à l'utilisation de meilleures technologies de conception pour coordonner la demande du bâtiment avec la capacité de son système CVC. Korolija et al. ont étudié la relation entre la charge de chauffage et de refroidissement du bâtiment et la consommation d'énergie subséquente avec différents systèmes CVC. Leurs résultats ont indiqué que la performance énergétique du bâtiment ne peut pas être évaluée uniquement en fonction de la demande de chauffage et de refroidissement du bâtiment en raison de sa dépendance aux caractéristiques thermiques CVC. Huang et al. développé et évalué cinq fonctions de contrôle de gestion de l'énergie programmées en fonction du comportement du bâtiment et mises en œuvre pour un système CVC à volume d'air variable. Les résultats de leurs simulations ont démontré qu'une économie d'énergie de 17 % peut être réalisée lorsque le système est exploité avec ces fonctions de contrôle.
Les systèmes CVC conventionnels dépendent fortement de l'énergie produite à partir de combustibles fossiles, qui s'épuisent rapidement. Ceci, combiné à une demande croissante d'infrastructures et d'appareils rentables, a nécessité de nouvelles installations et des rénovations majeures dans les bâtiments occupés pour atteindre l'efficacité énergétique et la durabilité environnementale. Par conséquent, trouver de nouvelles voies vers des bâtiments verts sans compromettre le confort et la qualité de l'air intérieur reste un défi pour la recherche et le développement. La réduction globale réalisable de la consommation d'énergie et l'amélioration du confort humain dans les bâtiments dépendent de la performance des systèmes CVC. Un moyen éprouvé d'atteindre l'efficacité énergétique dans les systèmes CVC consiste à concevoir des systèmes qui utilisent de nouvelles configurations de composants de système existants. Des recherches récentes ont démontré qu'une combinaison de technologies de climatisation existantes peut offrir des solutions efficaces pour la conservation de l'énergie et le confort thermique. Dans cet article, diverses stratégies d'économie d'énergie pour les systèmes CVC ont été étudiées et leur potentiel d'amélioration des performances du système a été discuté. Il a été constaté que plusieurs facteurs tels que les conditions climatiques, le confort thermique attendu, le coût initial et le coût d'investissement, la disponibilité des sources d'énergie et l'application.
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TY – JOUR
AU - Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
UA – Majali, Vijay
AP – 01/12/2015
SP -
T1 – Document d'examen sur les technologies d'efficacité énergétique pour le chauffage, la ventilation et la climatisation (CVC)
LV – 6
JO - Journal international de la recherche scientifique et technique
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