הפחתת צריכת האנרגיה של מערכות חימום, אוורור ומיזוג אוויר (HVAC) הופכת חשובה יותר עקב עליית העלות של דלק מאובנים ודאגות סביבתיות.לכן, מציאת דרכים חדשות להפחתת צריכת האנרגיה בבניינים מבלי לפגוע בנוחות ובאיכות האוויר הפנימית היא אתגר מחקר מתמשך.אחת הדרכים המוכחות להשגת יעילות אנרגטית במערכות HVAC היא לתכנן מערכות המשתמשות בתצורות חדשות של רכיבי מערכת קיימים.לכל דיסציפלינת HVAC דרישות עיצוב ספציפיות וכל אחת מהן מציגה הזדמנויות לחיסכון באנרגיה.ניתן ליצור מערכות HVAC חסכוניות באנרגיה על ידי הגדרה מחדש של מערכות מסורתיות כדי לעשות שימוש אסטרטגי יותר בחלקי המערכת הקיימים.מחקרים עדכניים הוכיחו ששילוב של טכנולוגיות מיזוג אוויר קיימות יכול להציע פתרונות יעילים לחיסכון באנרגיה ונוחות תרמית.מאמר זה חוקר וסוקר את הטכנולוגיות והגישות השונות, ומדגים את יכולתן לשפר את הביצועים של מערכות HVAC על מנת להפחית את צריכת האנרגיה.עבור כל אסטרטגיה, מוצג תחילה תיאור קצר ולאחר מכן על ידי סקירת המחקרים הקודמים, נחקרת השפעתה של שיטה זו על החיסכון באנרגיה HVAC.לבסוף, מתבצע מחקר השוואה בין גישות אלו.
תקני ASHRAE ממליצים על כמות האוויר הצח הנדרש עבור מבנים שונים.אוויר לא ממוזג מגדיל מאוד את צרכי הקירור של המבנה, מה שמוביל בסופו של דבר לעלייה בצריכת האנרגיה הכוללת של מערכות ה-HVAC של המבנה.במפעל הקירור המרכזי, כמות האוויר הצח נקבעת על סמך הגבולות העליונים של ריכוזי מזהמי האוויר הפנימיים שהם בדרך כלל בין 10% ל-30% מקצב זרימת האוויר הכולל [69].בבניינים מודרניים הפסדי האוורור יכולים להפוך ליותר מ-50% מסך ההפסדים התרמיים [70].עם זאת, אוורור מכני יכול לצרוך עד 50% מהכוח החשמלי המשמש בבנייני מגורים [71].בנוסף, באזורים חמים ולחים מערכות אוורור מכניות מתאימות לכ-20-40% מסך צריכת האנרגיה של מערכות מיזוג האוויר[72].נאסיף וחב'.[75] חקר את צריכת האנרגיה השנתית של מזגן יחד עם מחליף חום אנתלפיה/ממברנה והשווה אותה עם מיזוג אוויר רגיל.הם מצאו כי באקלים לח, חיסכון באנרגיה השנתי של עד 8% אפשרי בעת שימוש במחליף חום הממברנה במקום במערכת HVAC קונבנציונלית.
מחליף חום כולל Holtopעשוי מנייר ER אשר מאופיין בחדירות לחות גבוהה, אטימות אוויר טובה, עמידות מצוינת לקרעים ועמידות בפני הזדקנות.המרווח בין הסיבים קטן מאוד, כך שרק מולקולות הלחות בקוטר קטן יכולות לעבור, מולקולות הריח בקוטר גדול יותר אינן מסוגלות לעבור דרכה.בדרך זו ניתן לשחזר בצורה חלקה את הטמפרטורה והלחות ולמנוע חדירת המזהמים לאוויר הצח.
6.השפעה של התנהגות בנייה
צריכת האנרגיה של מערכת HVAC תלויה לא רק בביצועים ובפרמטרים התפעוליים שלה, אלא גם במאפיינים של דרישת החימום והקירור ובהתנהגות התרמו דינמית של הבניין.העומס בפועל של מערכות HVAC קטן ממה שהוא מתוכנן ברוב תקופות ההפעלה עקב התנהגות הבניין.לכן, הגורמים החשובים ביותר התורמים להפחתת צריכת האנרגיה של HVAC בבניין נתון הוא שליטה נכונה בדרישת החימום והקירור.שליטה משולבת על מרכיבי עומס קירור הבניין, כגון קרינת שמש, תאורה ואוויר צח, יכולה להביא לחיסכון משמעותי באנרגיה במפעל הקירור של הבניין.ההערכה היא שכ-70% מהחיסכון באנרגיה אפשרי באמצעות שימוש בטכנולוגיות עיצוב טובות יותר כדי לתאם את הביקוש לבניין עם קיבולת מערכת ה-HVAC שלו.קורוליה וחב'.חקר את הקשר בין עומס חימום וקירור בניין ושימוש באנרגיה לאחר מכן עם מערכות HVAC שונות.התוצאות שלהם הצביעו על כך שלא ניתן להעריך את הביצועים האנרגטיים של הבניין רק על סמך ביקוש לחימום וקירור של בניין בשל התלות שלו במאפיינים תרמיים של HVAC.Huang etal.פיתח והעריך חמש פונקציות בקרת ניהול אנרגיה שתוכנתו בהתאם להתנהגות הבניין ויושמו עבור מערכת HVAC משתנה בנפח אוויר.תוצאות הסימולציה שלהם הוכיחו שניתן להשיג חיסכון באנרגיה של 17% כאשר המערכת מופעלת עם פונקציות בקרה אלו.
מערכות HVAC קונבנציונליות מסתמכות במידה רבה על אנרגיה המופקת מדלקים מאובנים, שמתרוקנים במהירות.זאת, יחד עם ביקוש הולך וגובר לתשתיות ומכשירי חשמל חסכוניים, הצריכו התקנות חדשות וחידושים גדולים בבניינים מאוכלסים כדי להשיג יעילות אנרגטית וקיימות סביבתית.לכן, מציאת דרכים חדשות לקראת מבנים ירוקים מבלי לפגוע בנוחות ובאיכות האוויר הפנימית נותרה אתגר למחקר ופיתוח.ההפחתה הכוללת הניתנת להשגה בצריכת האנרגיה ושיפור הנוחות האנושית בבניינים תלויים בביצועים של מערכות HVAC.אחת הדרכים המוכחות להשגת יעילות אנרגטית במערכות HVAC היא לתכנן מערכות המשתמשות בתצורות חדשות של רכיבי מערכת קיימים.מחקרים עדכניים הוכיחו ששילוב של טכנולוגיות מיזוג אוויר קיימות יכול להציע פתרונות יעילים לחיסכון באנרגיה ונוחות תרמית.במאמר זה נחקרו אסטרטגיות שונות לחיסכון באנרגיה עבור מערכות HVAC ונדונו הפוטנציאל שלהן לשיפור ביצועי המערכת.נמצא כי מספר גורמים כגון תנאי אקלים, נוחות תרמית צפויה, עלות ראשונית והונית, זמינות מקורות אנרגיה והיישום.
קרא את העיתון המלא עלסקירה-נייר-על-אנרגיה-יעילות-טכנולוגיות-לחימום-אוורור-ומיזוג אוויר-HVAC
TY – JOUR
AU – בהגוואט, אג'אי
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – מג'אלי, ויג'אי
PY – 2015/12/01
SP -
T1 - מאמר סקירה על טכנולוגיות יעילות אנרגטית לחימום, אוורור ומיזוג אוויר (HVAC)
VL – 6
JO – International Journal of Scientific & Engineering Research
מיון -
זמן פרסום: 10 ביולי 2020