Het verlagen van het energieverbruik van verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC) wordt steeds belangrijker vanwege de stijgende kosten van fossiele brandstoffen en de zorgen over het milieu. Daarom is het vinden van nieuwe manieren om het energieverbruik in gebouwen te verminderen zonder afbreuk te doen aan comfort en binnenluchtkwaliteit een voortdurende onderzoeksuitdaging. Een bewezen manier om energie-efficiëntie in HVAC-systemen te bereiken, is het ontwerpen van systemen die gebruikmaken van nieuwe configuraties van bestaande systeemcomponenten. Elke HVAC-discipline heeft specifieke ontwerpvereisten en biedt mogelijkheden voor energiebesparing. Energiezuinige HVAC-systemen kunnen worden gecreëerd door traditionele systemen te herconfigureren om bestaande systeemonderdelen strategischer te benutten. Recent onderzoek heeft aangetoond dat een combinatie van bestaande airconditioningtechnologieën effectieve oplossingen kan bieden voor energiebesparing en thermisch comfort. Deze paper onderzoekt en beoordeelt de verschillende technologieën en benaderingen en toont aan dat ze de prestaties van HVAC-systemen kunnen verbeteren om het energieverbruik te verminderen. Voor elke strategie wordt eerst een korte beschrijving gegeven, waarna, door de voorgaande studies te bekijken, de invloed van die methode op de energiebesparing in HVAC-systemen wordt onderzocht. Ten slotte wordt een vergelijkende studie tussen deze benaderingen uitgevoerd.
5. Warmteterugwinningssystemen
ASHRAE-normen bevelen de hoeveelheid vereiste frisse lucht aan voor verschillende gebouwen. Ongeconditioneerde lucht verhoogt de koelbehoefte van het gebouw aanzienlijk, wat uiteindelijk leidt tot een toename van het totale energieverbruik van de HVAC-systemen van het gebouw. In de centrale koelinstallatie wordt de hoeveelheid frisse lucht bepaald op basis van de bovengrenzen van de concentraties van verontreinigende stoffen in de binnenlucht, die normaal gesproken tussen 10% en 30% van de totale luchtstroom liggen [69]. In moderne gebouwen kunnen de ventilatieverliezen meer dan 50% van de totale thermische verliezen bedragen [70]. Mechanische ventilatie kan echter tot 50% van de elektrische energie verbruiken die in woongebouwen wordt gebruikt [71]. Bovendien nemen mechanische ventilatiesystemen in warme en vochtige gebieden ongeveer 20-40% van het totale energieverbruik van de airconditioningsystemen voor hun rekening [72]. Nasif et al. [75] bestudeerden het jaarlijkse energieverbruik van een airconditioner gekoppeld aan een enthalpie-/membraanwarmtewisselaar en vergeleken dit met een conventionele airconditioning. Ze ontdekten dat bij vochtig klimaat een jaarlijkse energiebesparing tot wel 8% mogelijk is bij gebruik van een membraanwarmtewisselaar in plaats van een conventioneel HVAC-systeem.
Holtop totale warmtewisselaaris gemaakt van ER-papier, dat zich kenmerkt door een hoge vochtdoorlaatbaarheid, goede luchtdichtheid, uitstekende scheurbestendigheid en verouderingsbestendigheid. De ruimte tussen de vezels is zeer klein, waardoor alleen vochtmoleculen met een kleine diameter erdoorheen kunnen en geurmoleculen met een grotere diameter niet. Hierdoor kunnen temperatuur en vochtigheid soepel worden hersteld en wordt voorkomen dat verontreinigende stoffen in de frisse lucht terechtkomen.
6. Effect van bouwgedrag
Het energieverbruik van een HVAC-systeem hangt niet alleen af van de prestaties en operationele parameters, maar ook van de kenmerken van de verwarmings- en koelvraag en het thermodynamische gedrag van het gebouw. De werkelijke belasting van HVAC-systemen is in de meeste bedrijfsperiodes lager dan ontworpen, vanwege het gedrag van het gebouw. Daarom is een goede regeling van de verwarmings- en koelvraag de belangrijkste factor die bijdraagt aan de vermindering van het HVAC-energieverbruik in een bepaald gebouw. Geïntegreerde regeling van componenten van de koellast van een gebouw, zoals zonnestraling, verlichting en frisse lucht, kan resulteren in aanzienlijke energiebesparingen in de koelinstallatie van een gebouw. Geschat wordt dat ongeveer 70% van de energiebesparing mogelijk is door het gebruik van betere ontwerptechnologieën om de vraag van het gebouw af te stemmen op de capaciteit van het HVAC-systeem. Korolija et al. onderzochten de relatie tussen de verwarmings- en koellast van een gebouw en het daaropvolgende energieverbruik met verschillende HVAC-systemen. Hun resultaten gaven aan dat de energieprestaties van een gebouw niet alleen kunnen worden beoordeeld op basis van de verwarmings- en koelvraag van het gebouw, vanwege de afhankelijkheid van de thermische eigenschappen van het HVAC-systeem. Huang et al. ontwikkelden en evalueerden vijf energiebeheerfuncties, geprogrammeerd op basis van het gedrag van het gebouw en geïmplementeerd voor een HVAC-systeem met variabel luchtvolume. Uit de simulatieresultaten bleek dat een energiebesparing van 17% kan worden gerealiseerd wanneer het systeem met deze regelfuncties wordt bediend.
Conventionele HVAC-systemen zijn sterk afhankelijk van energie die wordt opgewekt uit fossiele brandstoffen, die snel uitgeput raken. Dit, samen met een groeiende vraag naar kosteneffectieve infrastructuur en apparaten, heeft geleid tot nieuwe installaties en ingrijpende renovaties in bewoonde gebouwen om energie-efficiëntie en ecologische duurzaamheid te bereiken. Daarom blijft het vinden van nieuwe manieren om groene gebouwen te realiseren zonder afbreuk te doen aan comfort en binnenluchtkwaliteit een uitdaging voor onderzoek en ontwikkeling. De algehele haalbare vermindering van het energieverbruik en de verbetering van het menselijk comfort in gebouwen zijn afhankelijk van de prestaties van HVAC-systemen. Een bewezen manier om energie-efficiëntie in HVAC-systemen te bereiken, is het ontwerpen van systemen die gebruikmaken van nieuwe configuraties van bestaande systeemcomponenten. Recent onderzoek heeft aangetoond dat een combinatie van bestaande airconditioningtechnologieën effectieve oplossingen kan bieden voor energiebesparing en thermisch comfort. In dit artikel werden verschillende energiebesparende strategieën voor HVAC-systemen onderzocht en hun potentieel om de systeemprestaties te verbeteren besproken. Verschillende factoren bleken van belang, zoals klimatologische omstandigheden, verwacht thermisch comfort, initiële en investeringskosten, de beschikbaarheid van energiebronnen en de toepassing.
Lees het volledige artikel opOVERZICHTSARTIKEL OVER ENERGIE-EFFICIËNTIETECHNOLOGIEËN VOOR VERWARMING, VENTILATIE EN AIRCONDITIONING HVAC
TY – JOUR
AU – Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
PY – 2015/12/01
SP-
T1 – Overzichtsartikel over energie-efficiëntietechnologieën voor verwarming, ventilatie en airconditioning (HVAC)
VL-6
JO – Internationaal tijdschrift voor wetenschappelijk en technisch onderzoek
ER-
Plaatsingstijd: 10 juli 2020
