Snižování spotřeby energie systémů vytápění, větrání a klimatizace (HVAC) se stává stále důležitějším vzhledem k rostoucím cenám fosilních paliv a obavám o životní prostředí. Proto je hledání nových způsobů, jak snížit spotřebu energie v budovách bez kompromisů v oblasti komfortu a kvality vnitřního ovzduší, neustálou výzkumnou výzvou. Jedním osvědčeným způsobem, jak dosáhnout energetické účinnosti systémů HVAC, je navrhnout systémy, které využívají nové konfigurace stávajících systémových komponent. Každá disciplína HVAC má specifické konstrukční požadavky a každá představuje příležitosti k úsporám energie. Energeticky účinné systémy HVAC lze vytvořit rekonfigurací tradičních systémů tak, aby se strategičtěji využívaly stávající části systému. Nedávný výzkum ukázal, že kombinace stávajících klimatizačních technologií může nabídnout účinná řešení pro úsporu energie a tepelný komfort. Tento článek zkoumá a hodnotí různé technologie a přístupy a demonstruje jejich schopnost zlepšit výkon systémů HVAC za účelem snížení spotřeby energie. U každé strategie je nejprve uveden stručný popis a poté je na základě přezkoumání předchozích studií zkoumán vliv dané metody na úspory energie HVAC. Nakonec je provedena srovnávací studie mezi těmito přístupy.
5. Systémy pro rekuperaci tepla
Normy ASHRAE doporučují množství potřebného čerstvého vzduchu pro různé budovy. Nepodmíněný vzduch výrazně zvyšuje chladicí potřeby budovy, což v konečném důsledku vede ke zvýšení celkové spotřeby energie systémů HVAC budovy. V centrálním chladicím zařízení se množství čerstvého vzduchu určuje na základě horních limitů koncentrací látek znečišťujících vnitřní ovzduší, které se obvykle pohybují mezi 10 % a 30 % celkového průtoku vzduchu [69]. V moderních budovách mohou ztráty větráním dosáhnout více než 50 % celkových tepelných ztrát [70]. Mechanické větrání však může spotřebovat až 50 % elektrické energie používané v obytných budovách [71]. Kromě toho v horkých a vlhkých oblastech mechanické větrací systémy přijímají přibližně 20–40 % celkové spotřeby energie klimatizačních systémů [72]. Nasif a kol. [75] studovali roční spotřebu energie klimatizace spojené s entalpickým/membránovým výměníkem tepla a porovnali ji s konvenční klimatizací. Zjistili, že ve vlhkém podnebí je možné dosáhnout roční úspory energie až 8 % při použití membránového výměníku tepla namísto konvenčního systému HVAC.
Celkový výměník tepla Holtopje vyroben z ER papíru, který se vyznačuje vysokou propustností vlhkosti, dobrou vzduchotěsností, vynikající odolností proti roztržení a stárnutí. Mezera mezi vlákny je velmi malá, takže jím mohou procházet pouze molekuly vlhkosti s malým průměrem, molekuly pachu s větším průměrem jím projít nemohou. Tímto způsobem lze plynule regenerovat teplotu a vlhkost a zabránit pronikání znečišťujících látek do čerstvého vzduchu.
6. Vliv chování budovy
Spotřeba energie systému HVAC nezávisí pouze na jeho výkonu a provozních parametrech, ale také na charakteristikách potřeby vytápění a chlazení a termodynamickém chování budovy. Skutečné zatížení systémů HVAC je ve většině provozních období menší, než je navrženo, a to kvůli chování budovy. Proto nejdůležitějšími faktory, které přispívají ke snížení spotřeby energie HVAC v dané budově, je správná regulace potřeby vytápění a chlazení. Integrované řízení složek chladicího zatížení budovy, jako je sluneční záření, osvětlení a čerstvý vzduch, může vést k významným úsporám energie v chladicím zařízení budovy. Odhaduje se, že přibližně 70 % úspor energie je možné dosáhnout použitím lepších konstrukčních technologií pro koordinaci potřeby budovy s kapacitou systému HVAC. Korolija a kol. zkoumali vztah mezi zatížením budovy vytápěním a chlazením a následnou spotřebou energie u různých systémů HVAC. Jejich výsledky ukázaly, že energetickou náročnost budovy nelze hodnotit pouze na základě potřeby vytápění a chlazení budovy, protože je závislá na tepelných charakteristikách HVAC. Huang a kol. vyvinuli a vyhodnotili pět funkcí řízení energie naprogramovaných podle chování budovy a implementovaných pro systém HVAC s proměnným objemem vzduchu. Výsledky jejich simulací ukázaly, že při provozu systému s těmito řídicími funkcemi lze dosáhnout úspory energie až 17 %.
Konvenční systémy HVAC se do značné míry spoléhají na energii vyrobenou z fosilních paliv, která se rychle vyčerpávají. To spolu s rostoucí poptávkou po nákladově efektivní infrastruktuře a spotřebičích si vyžádalo nové instalace a rozsáhlé modernizace v obydlených budovách, aby se dosáhlo energetické účinnosti a environmentální udržitelnosti. Proto hledání nových cest k zeleným budovám bez kompromisů v oblasti komfortu a kvality vnitřního ovzduší zůstává výzvou pro výzkum a vývoj. Celkové dosažitelné snížení spotřeby energie a zvýšení pohodlí lidí v budovách závisí na výkonu systémů HVAC. Jedním osvědčeným způsobem, jak dosáhnout energetické účinnosti v systémech HVAC, je navrhnout systémy, které využívají nové konfigurace stávajících systémových komponent. Nedávný výzkum ukázal, že kombinace stávajících klimatizačních technologií může nabídnout účinná řešení pro úsporu energie a tepelný komfort. V tomto článku byly zkoumány různé strategie úspory energie pro systémy HVAC a byl diskutován jejich potenciál ke zlepšení výkonu systému. Bylo zjištěno, že ovlivňuje několik faktorů, jako jsou klimatické podmínky, očekávaný tepelný komfort, počáteční a investiční náklady, dostupnost zdrojů energie a aplikace.
Přečtěte si celý článek naRECENZNÍ ČLÁNEK O ENERGETICKY ÚČINNÝCH TECHNOLOGIÍCH PRO VYTÁPĚNÍ, VĚTRÁNÍ A KLIMATIZACI
TY – DEN
AU – Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
PY – 1. 12. 2015
SP -
T1 – Recenzní práce o energeticky účinných technologiích pro vytápění, větrání a klimatizaci (HVAC)
VL – 6
JO – Mezinárodní časopis vědeckého a technického výzkumu
Pohotovost -
Čas zveřejnění: 10. července 2020
