Zmanjševanje porabe energije sistemov za ogrevanje, prezračevanje in klimatizacijo (HVAC) postaja vse pomembnejše zaradi naraščajočih stroškov fosilnih goriv in skrbi za okolje. Zato je iskanje novih načinov za zmanjšanje porabe energije v stavbah brez ogrožanja udobja in kakovosti zraka v zaprtih prostorih stalni raziskovalni izziv. Eden od preizkušenih načinov za doseganje energetske učinkovitosti v sistemih HVAC je načrtovanje sistemov, ki uporabljajo nove konfiguracije obstoječih komponent sistema. Vsaka disciplina HVAC ima posebne zahteve glede oblikovanja in vsaka predstavlja možnosti za varčevanje z energijo. Energetsko učinkovite sisteme HVAC je mogoče ustvariti s preoblikovanjem tradicionalnih sistemov za bolj strateško uporabo obstoječih sistemskih delov. Nedavne raziskave so pokazale, da lahko kombinacija obstoječih klimatskih tehnologij ponudi učinkovite rešitve za varčevanje z energijo in toplotno udobje. Ta članek raziskuje in pregleduje različne tehnologije in pristope ter prikazuje njihovo sposobnost izboljšanja učinkovitosti sistemov HVAC za zmanjšanje porabe energije. Za vsako strategijo je najprej predstavljen kratek opis, nato pa se s pregledom prejšnjih študij razišče vpliv te metode na prihranek energije HVAC. Na koncu se izvede primerjalna študija med tema pristopoma.
5. Sistemi za rekuperacijo toplote
Standardi ASHRAE priporočajo količino potrebnega svežega zraka za različne zgradbe. Nekondicioniran zrak močno poveča potrebe po hlajenju stavbe, kar na koncu vodi do povečanja celotne porabe energije sistemov HVAC stavbe. V centralni hladilni napravi se količina svežega zraka določi na podlagi zgornjih mej koncentracij onesnaževal zraka v zaprtih prostorih, ki običajno znašajo med 10 % in 30 % celotnega pretoka zraka [69]. V sodobnih stavbah lahko prezračevalne izgube dosežejo več kot 50 % skupnih toplotnih izgub [70]. Vendar pa lahko mehansko prezračevanje porabi do 50 % električne energije, ki se uporablja v stanovanjskih stavbah [71]. Poleg tega v vročih in vlažnih regijah mehanski prezračevalni sistemi ustrezajo približno 20–40 % celotne porabe energije klimatskih sistemov[72]. Nasif et al. [75] so preučevali letno porabo energije klimatske naprave, povezane z entalpijskim/membranskim toplotnim izmenjevalnikom, in jo primerjali s konvencionalno klimatsko napravo. Ugotovili so, da je v vlažnem podnebju možen letni prihranek energije do 8 % z uporabo membranskega toplotnega izmenjevalnika namesto običajnega sistema HVAC.
Celotni toplotni izmenjevalec Holtop je izdelan iz papirja ER, ki ga odlikuje visoka prepustnost vlage, dobra zračna tesnost, odlična odpornost na trganje in odpornost na staranje. Razmik med vlakni je zelo majhen, tako da lahko gredo skoznje le molekule vlage majhnega premera, molekule vonja večjega premera ne morejo preiti skozenj. Na ta način se lahko nemoteno obnavljata temperatura in vlaga ter preprečita, da bi onesnaževalci prodrli na svež zrak.
6. Vpliv obnašanja stavbe
Poraba energije sistema HVAC ni odvisna samo od njegove zmogljivosti in obratovalnih parametrov, temveč tudi od značilnosti potreb po ogrevanju in hlajenju ter termodinamičnega obnašanja stavbe. Dejanska obremenitev sistemov HVAC je zaradi obnašanja zgradbe manjša, kot je načrtovana v večini obratovalnih obdobij. Zato je najpomembnejši dejavnik, ki prispeva k zmanjšanju porabe energije HVAC v določeni zgradbi, ustrezen nadzor potreb po ogrevanju in hlajenju. Integriran nadzor komponent hladilne obremenitve stavbe, kot so sončno sevanje, razsvetljava in svež zrak, lahko povzroči znatne prihranke energije v hladilni napravi stavbe. Ocenjuje se, da je približno 70 % prihranka energije možnih z uporabo boljših tehnologij oblikovanja za uskladitev povpraševanja stavbe z zmogljivostjo sistema HVAC. Korolija idr. raziskali razmerje med obremenitvijo ogrevanja in hlajenja stavbe ter kasnejšo porabo energije pri različnih sistemih HVAC. Njihovi rezultati so pokazali, da energetske učinkovitosti stavbe ni mogoče oceniti samo na podlagi povpraševanja po ogrevanju in hlajenju stavbe zaradi njene odvisnosti od toplotnih lastnosti HVAC. Huang et al. razvil in ovrednotil pet kontrolnih funkcij upravljanja z energijo, programiranih glede na obnašanje stavbe in implementiranih za sistem HVAC s spremenljivo količino zraka. Njihovi rezultati simulacije so pokazali, da je mogoče doseči prihranek energije 17 %, če sistem deluje s temi krmilnimi funkcijami.
Običajni sistemi HVAC so v veliki meri odvisni od energije, pridobljene iz fosilnih goriv, ki se hitro porabljajo. To skupaj z naraščajočim povpraševanjem po stroškovno učinkoviti infrastrukturi in napravah je za doseganje energetske učinkovitosti in okoljske trajnosti zahtevalo nove inštalacije in večje prenove v poseljenih stavbah. Zato ostaja iskanje novih poti do zelenih zgradb brez ogrožanja udobja in kakovosti zraka v zaprtih prostorih izziv za raziskave in razvoj. Splošno dosegljivo zmanjšanje porabe energije in izboljšanje človekovega udobja v stavbah sta odvisna od učinkovitosti sistemov HVAC. Eden od preizkušenih načinov za doseganje energetske učinkovitosti v sistemih HVAC je načrtovanje sistemov, ki uporabljajo nove konfiguracije obstoječih komponent sistema. Nedavne raziskave so pokazale, da lahko kombinacija obstoječih klimatskih tehnologij ponudi učinkovite rešitve za varčevanje z energijo in toplotno udobje. V tem prispevku so bile raziskane različne strategije varčevanja z energijo za sisteme HVAC in obravnavan njihov potencial za izboljšanje učinkovitosti sistema. Ugotovljeno je bilo več dejavnikov, kot so podnebne razmere, pričakovano toplotno udobje, začetni in kapitalski stroški, razpoložljivost virov energije in uporaba.
Preberite celoten prispevek o PREGLED-PAPER-ON-ENERGETSKI-UČINKOVITOST-TEHNOLOGIJAH-ZA-GRETJE-PREZRAČEVANJE-IN-KLIMATIZACIJA-HVAC
TY – JOUR
AU – Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
PY – 2015/12/01
SP -
T1 – Pregledni dokument o tehnologijah energetske učinkovitosti za ogrevanje, prezračevanje in klimatizacijo (HVAC)
VL – 6
JO – Mednarodni časopis za znanstvene in inženirske raziskave
ER -
