Å redusere energiforbruket til varme-, ventilasjons- og klimaanlegg (HVAC) blir stadig viktigere på grunn av økende kostnader for fossilt brensel og miljøhensyn. Derfor er det en kontinuerlig forskningsutfordring å finne nye måter å redusere energiforbruket i bygninger uten å gå på kompromiss med komfort og inneluftkvalitet. En dokumentert måte å oppnå energieffektivitet i HVAC-systemer på er å designe systemer som bruker nye konfigurasjoner av eksisterende systemkomponenter. Hver HVAC-disiplin har spesifikke designkrav, og hver av dem gir muligheter for energibesparelser. Energieffektive HVAC-systemer kan skapes ved å omkonfigurere tradisjonelle systemer for å gjøre mer strategisk bruk av eksisterende systemdeler. Nyere forskning har vist at en kombinasjon av eksisterende klimaanleggsteknologier kan tilby effektive løsninger for energibesparelse og termisk komfort. Denne artikkelen undersøker og gjennomgår de ulike teknologiene og tilnærmingene, og demonstrerer deres evne til å forbedre ytelsen til HVAC-systemer for å redusere energiforbruket. For hver strategi presenteres først en kort beskrivelse, og deretter undersøkes metodens innflytelse på HVAC-energibesparelsen ved å gjennomgå tidligere studier. Til slutt utføres en sammenligningsstudie mellom disse tilnærmingene.
ASHRAE-standarder anbefaler mengden friskluft som kreves for ulike bygninger. Ukondisjonert luft øker bygningens kjølebehov betraktelig, noe som til slutt fører til en økning i det totale energiforbruket til bygningens HVAC-systemer. I det sentrale kjøleanlegget bestemmes mengden friskluft basert på de øvre grensene for konsentrasjonene av innendørs luftforurensning, som normalt ligger mellom 10 % og 30 % av den totale luftstrømningshastigheten [69]. I moderne bygninger kan ventilasjonstapene bli mer enn 50 % av de totale termiske tapene [70]. Mekanisk ventilasjon kan imidlertid forbruke opptil 50 % av den elektriske strømmen som brukes i boligbygg [71]. I tillegg dekker mekaniske ventilasjonssystemer omtrent 20–40 % av det totale energiforbruket til klimaanleggene i varme og fuktige områder [72]. Nasif et al. [75] studerte det årlige energiforbruket til et klimaanlegg kombinert med en entalpi-/membranvarmeveksler og sammenlignet det med et konvensjonelt klimaanlegg. De fant ut at i fuktige klimaer er en årlig energibesparelse på opptil 8 % mulig når man bruker membranvarmeveksleren i stedet for et konvensjonelt HVAC-system.
Holtop total varmevekslerer laget av ER-papir som kjennetegnes av høy fuktighetsgjennomtrengelighet, god lufttetthet, utmerket rivemotstand og aldringsmotstand. Klaringen mellom fibrene er svært liten, slik at bare fuktighetsmolekyler med liten diameter kan passere gjennom, og luktmolekyler med større diameter kan ikke passere gjennom. På denne måten kan temperatur og fuktighet gjenopprettes jevnt, og forurensninger kan forhindres i å trenge inn i frisk luft.
6. Effekt av bygningsatferd
Energiforbruket til et HVAC-system avhenger ikke bare av ytelsen og driftsparametrene, men også av egenskapene til varme- og kjølebehovet og bygningens termodynamiske oppførsel. Den faktiske belastningen på HVAC-systemene er mindre enn den er dimensjonert i de fleste driftsperioder på grunn av bygningens oppførsel. Derfor er de viktigste faktorene som bidrar til reduksjon av HVAC-energiforbruket i en gitt bygning, riktig kontroll av varme- og kjølebehovet. Integrert kontroll av bygningens kjølebelastningskomponenter, som solstråling, belysning og friskluft, kan resultere i betydelige energibesparelser i en bygnings kjøleanlegg. Det er anslått at rundt 70 % av energibesparelsene er mulige gjennom bruk av bedre designteknologier for å koordinere bygningens behov med HVAC-systemets kapasitet. Korolija et al. undersøkte forholdet mellom bygningens varme- og kjølebelastning og påfølgende energiforbruk med forskjellige HVAC-systemer. Resultatene deres indikerte at bygningens energiytelse ikke kan evalueres kun basert på bygningens varme- og kjølebehov på grunn av dens avhengighet av HVAC-termiske egenskaper. Huang et al. utviklet og evaluerte fem energistyringsfunksjoner programmert i henhold til bygningens oppførsel og implementert for et HVAC-system med variabelt luftvolum. Simuleringsresultatene deres viste at en energibesparelse på 17 % kan oppnås når systemet drives med disse kontrollfunksjonene.
Konvensjonelle HVAC-systemer er sterkt avhengige av energi generert fra fossilt brensel, som raskt blir uttømt. Dette, sammen med en økende etterspørsel etter kostnadseffektiv infrastruktur og apparater, har nødvendiggjort nye installasjoner og større ombygginger i bebodde bygninger for å oppnå energieffektivitet og miljømessig bærekraft. Derfor er det fortsatt en utfordring for forskning og utvikling å finne nye måter å oppnå grønne bygninger på uten at det går på bekostning av komfort og inneluftkvalitet. Den generelle oppnåelige reduksjonen i energiforbruk og forbedring av menneskelig komfort i bygningene er avhengig av ytelsen til HVAC-systemer. En velprøvd måte å oppnå energieffektivitet i HVAC-systemer på er å designe systemer som bruker nye konfigurasjoner av eksisterende systemkomponenter. Nyere forskning har vist at en kombinasjon av eksisterende klimaanleggsteknologier kan tilby effektive løsninger for energibesparing og termisk komfort. I denne artikkelen ble ulike energisparestrategier for HVAC-systemer undersøkt, og deres potensial for å forbedre systemytelsen ble diskutert. Det ble funnet at flere faktorer som klimatiske forhold, forventet termisk komfort, start- og kapitalkostnader, tilgjengeligheten av energikilder og anvendelsen.
Les hele artikkelen påGJENNOMGANGSARTIKKEL OM ENERGIEFFEKTIVITETSTEKNOLOGIER FOR OPPVARMING, VENTILASJON OG AIRCONDITIONING (HVAC)
TY – DAG
AU – Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
PY – 1. desember 2015
SP-
T1 – Gjennomgangsartikkel om energieffektivitetsteknologier for oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg (HVAC)
VL – 6
JO – Internasjonalt tidsskrift for vitenskapelig og ingeniørforskning
Akuttmottak -
Publisert: 10. juli 2020
