Scăderea consumului de energie al sistemelor de încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC) devine din ce în ce mai importantă din cauza creșterii costului combustibililor fosili și a preocupărilor de mediu. Prin urmare, găsirea unor noi modalități de reducere a consumului de energie în clădiri fără a compromite confortul și calitatea aerului din interior este o provocare continuă de cercetare. O modalitate dovedită de a obține eficiența energetică în sistemele HVAC este proiectarea sistemelor care utilizează configurații noi ale componentelor existente ale sistemului. Fiecare disciplină HVAC are cerințe specifice de proiectare și fiecare prezintă oportunități de economisire a energiei. Sistemele HVAC eficiente din punct de vedere energetic pot fi create prin reconfigurarea sistemelor tradiționale pentru a face o utilizare mai strategică a părților existente ale sistemului. Cercetări recente au demonstrat că o combinație de tehnologii existente de climatizare poate oferi soluții eficiente pentru conservarea energiei și confortul termic. Această lucrare investighează și revizuiește diferitele tehnologii și abordări și demonstrează capacitatea acestora de a îmbunătăți performanța sistemelor HVAC pentru a reduce consumul de energie. Pentru fiecare strategie, este prezentată mai întâi o scurtă descriere și apoi, prin revizuirea studiilor anterioare, este investigată influența acelei metode asupra economisirii energiei HVAC. În final, se efectuează un studiu de comparație între aceste abordări.
5.Sisteme de recuperare a căldurii
Standardele ASHRAE recomandă cantitatea de aer proaspăt necesară pentru diferite clădiri. Aerul necondiționat crește foarte mult nevoile de răcire ale clădirii, ceea ce duce în cele din urmă la o creștere a consumului total de energie al sistemelor HVAC ale clădirii. În instalația centrală de răcire, cantitatea de aer proaspăt se determină pe baza limitelor superioare ale concentrațiilor de poluanți ai aerului din interior care în mod normal se situează între 10% și 30% din debitul total de aer [69]. În clădirile moderne pierderile de aerisire pot deveni mai mult de 50% din pierderile termice totale [70]. Cu toate acestea, ventilația mecanică poate consuma până la 50% din energia electrică utilizată în clădirile rezidențiale [71]. În plus, în regiunile calde și umede, sistemele de ventilație mecanică aduc aproximativ 20–40% din consumul total de energie al sistemelor de aer condiționat[72]. Nasif și colab. [75] a studiat consumul anual de energie al unui aparat de aer condiționat cuplat cu un schimbător de căldură cu entalpie/membrană și l-a comparat cu un aer condiționat convențional. Ei au descoperit că în climat umed, economisirea anuală de energie de până la 8% este posibilă atunci când se utilizează schimbătorul de căldură cu membrană în locul unui sistem HVAC convențional.
Schimbătorul de căldură total Holtop este fabricat din hârtie ER, care se caracterizează prin permeabilitate ridicată la umiditate, etanșeitate bună la aer, rezistență excelentă la rupere și rezistență la îmbătrânire. Distanța dintre fibre este foarte mică, astfel încât numai moleculele de umiditate cu diametru mic pot trece, moleculele de miros cu diametru mai mare nu pot trece prin el. Prin acest mod, temperatura și umiditatea pot fi recuperate fără probleme și împiedică infiltrarea poluanților în aerul proaspăt.
6.Efectul comportamentului clădirii
Consumul de energie al unui sistem HVAC depinde nu numai de performanța și parametrii operaționali ai acestuia, ci și de caracteristicile cererii de încălzire și răcire și de comportamentul termodinamic al clădirii. Sarcina reală a sistemelor HVAC este mai mică decât este proiectată în majoritatea perioadelor de funcționare din cauza comportamentului clădirii. Prin urmare, cei mai importanți factori care contribuie la reducerea consumului de energie HVAC într-o anumită clădire este controlul adecvat al cererii de încălzire și răcire. Controlul integrat al componentelor încărcăturii de răcire a clădirii, cum ar fi radiația solară, iluminatul și aerul proaspăt, poate duce la economii semnificative de energie în instalația de răcire a unei clădiri. Se estimează că aproximativ 70% din economiile de energie sunt posibile prin utilizarea unor tehnologii de proiectare mai bune pentru a coordona cererea clădirii cu capacitatea sistemului HVAC. Korolija și colab. a investigat relația dintre sarcina de încălzire și răcire a clădirii și utilizarea ulterioară a energiei cu diferite sisteme HVAC. Rezultatele lor au indicat că performanța energetică a clădirii nu poate fi evaluată doar pe baza cererii de încălzire și răcire a clădirii, din cauza dependenței acesteia de caracteristicile termice HVAC. Huang et al. a dezvoltat și evaluat cinci funcții de control al managementului energiei programate în funcție de comportamentul clădirii și implementate pentru un sistem HVAC cu volum de aer variabil. Rezultatele lor de simulare au demonstrat că se poate obține o economie de energie de 17% atunci când sistemul este operat cu aceste funcții de control.
Sistemele convenționale HVAC se bazează în mare măsură pe energia generată din combustibili fosili, care se epuizează rapid. Acest lucru, împreună cu o cerere în creștere pentru infrastructură și aparate eficiente din punct de vedere al costurilor, a necesitat noi instalații și modernizări majore în clădirile ocupate pentru a obține eficiența energetică și durabilitatea mediului. Prin urmare, găsirea unor căi noi către clădiri verzi fără a compromite confortul și calitatea aerului din interior rămâne o provocare pentru cercetare și dezvoltare. Reducerea generală realizabilă a consumului de energie și îmbunătățirea confortului uman în clădiri depind de performanța sistemelor HVAC. O modalitate dovedită de a obține eficiența energetică în sistemele HVAC este proiectarea sistemelor care utilizează configurații noi ale componentelor existente ale sistemului. Cercetări recente au demonstrat că o combinație de tehnologii existente de climatizare poate oferi soluții eficiente pentru conservarea energiei și confortul termic. În această lucrare au fost investigate diverse strategii de economisire a energiei pentru sistemele HVAC și au fost discutate potențialul acestora de a îmbunătăți performanța sistemului. S-a constatat că mai mulți factori precum condițiile climatice, confortul termic așteptat, costul inițial și de capital, disponibilitatea surselor de energie și aplicația.
Citiți lucrarea integrală despre REVIZIA-HÂRTIE-DESPRE-EFICIENȚA-ENERGETICĂ-TEHNOLOGII-PENTRU-ÎNCĂLZIRE-VENTILAȚIE-ȘI-AER-CONDIȚIONAT-HVAC
TY – JOUR
AU – Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
PY – 01/12/2015
SP -
T1 – Document de revizuire privind tehnologiile de eficiență energetică pentru încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC)
VL – 6
JO – Jurnalul Internațional de Cercetare Științifică și Inginerie
ER -
