Енергетика, електротехніка та електромеханіка
АНАЛІЗ СПОСОБІВ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ І КОНДИЦІОНУВАННЯ
Ключові слова
енергоспоживання
системи опалення
вентиляція
кондиціонування
теплоутилізація
Анотація
Метою роботи є аналіз та розробка енергоефективних рішень для пристроїв утилізації теплоти витяжного повітря в системах вентиляції і кондиціонування з урахуванням динаміки кліматичних і внутрішніх характеристик експлуатації. Проведено аналіз науково-технічної та нормативної документації в області підвищення енергоефективності систем вентиляції і кондиціонування. Показано вплив систем життєзабезпечення на енергоспоживання у світі. Подано опис методики техніко-економічної оцінки енергетичних характеристик активних утилізаторів, які працюють в умовах, що відрізняються від паспортних значень. Розглянуто вплив відхилення таких експлуатаційних факторів, як витрата повітря, температура зовнішнього повітря перед утилізатором, температура і вологість витяжного повітря. Проведено порівняльний аналіз способів підвищення енергоефективності систем вентиляції і кондиціонування. У статті подано огляд основних технологічних та економічних бар’єрів, які запобігають переходу таких систем на якісно новий рівень енергоефективності. Обґрунтований вибір з усього різноманіття технічних рішень можливий тільки за умови введення критеріїв енергетичної та економічної ефективності, які можна застосувати для різних типів теплоутилізаторів в складі систем вентиляції та кондиціонування. Тому розробка нових підходів до аналізу показників довгострокової експлуатації, які дозволяють на ранніх етапах проектної діяльності прогнозувати економічний і екологічний ефект впровадження конкретних пристроїв в заданих умовах експлуатації систем вентиляції та кондиціонування, є актуальним завданням.
Як цитувати
[1]
«АНАЛІЗ СПОСОБІВ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ І КОНДИЦІОНУВАННЯ», Вісник ВПІ, вип. 4, с. 47–55, Сер 2021, doi: 10.31649/1997-9266-2021-157-4-47-55.
Посилання
“Global Energy and CO2. Status Report 2018,” IEA Publications, 2019. [Electronic resource]. Available: https://iea.blob.core.windows.net/assets/23f9eb39-7493-4722-aced-61433cbffe10/Global_Energy_and_CO2_Status_Report_2018.pdf
L. Pérez-Lombard, et al., “HVAC systems energy comparisons for an office building,” Proceedings of the Climamed, Lisbon, 2004, pp. 121-127.
H. El-Dessouky, H. Ettouney, and A. Al-Zeefari, “Performance analysis of two stage evaporative coolers,” Chemical Engineering Journal, vol. 102, no. 3, pp. 255-266, 2004.
K. Biswas et al., “Insulation materials for commercial buildings in North America: An assessment of lifetime energy and environmental impacts,” Energy and Buildings, vol. 112, pp. 256-269, 2016.
А. С. Горшков, «Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий,» Инженерно-строительный журнал, № 1, с. 9-13, 2010.
Z. Bako-Biro, “Human perception, SBS symptoms and performance of office work during exposure to air polluted by building materials and personal computers,” International Centre for Indoor Environment and Energy, 2004.
Z. Bakó-Biró, et al., “Ventilation rates in schools and pupils’ performance,” Building and environment, vol. 48, pp. 215-223, 2012.
И. А. Губина, и А. С. Горшков, «Энергосбережение в зданиях при утилизации тепла вытяжного воздуха,» Строительство уникальных зданий и сооружений, № 4, с. 209-219, 2015.
V. Vakiloroaya, et al., “A review of different strategies for HVAC energy saving,” Energy conversion and management. vol. 77, pp. 738-754, 2014.
А. С. Табакова, и О. В. Новикова, «Повышение эффективности теплопотребления здания при применении современных систем вентиляции,» Неделя науки СПбПУ, 2015, с. 135-138.
А. А. Бондарук, и Е. А. Голубева, «Системы вентиляции в жилых зданиях с рекуперацией тепла удаляемого воздуха,» Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных, с. 358-360, 2018.
СП 118.13330.2012* Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-06-2009 (с Изменениями № 1, 2).
L. Z. Zhang, and J. L. Niu, “Performance comparisons of desiccant wheels for air dehumidification and enthalpy recovery,” Applied Thermal Engineering, vol. 22, no. 12, pp. 1347-1367,2002.
De Antonellis S. et al., “Experimental analysis and practical effectiveness correlations of enthalpy wheels,” Energy and buildings, vol. 84, pp. 316-323, 2014.
Г. Е. Каневец, А. В. Кошельник, С. Д. Суима, и О. В. Алтухова, «Повышение эффективности работы пластинчатих теплообменников путем оптимизации конструктивных и режимных параметров,» Енергетика. Екологія. Людина. Наукові праці НТУУ «КПІ», ІЕЕ, с. 133-138, 2011.
Г. Е. Каневец, А. В. Кошельник, О. В. Алтухова, С. Д. Суима, и Л. М. Коваленко, «Разработка алгоритма оптимизационного расчета пластинчатых теплообменников на основе структурно-модульного подхода,» Енергетика. Екологія. Людина. Наукові праці НТУУ «КПІ», ІЕЕ, 398 с, с. 126-132, 2011.
Fernández-Seara J. et al. “Experimental analysis of an air-to-air heat recovery unit for balanced ventilation systems in residential buildings,” Energy conversion and management, vol. 52, no. 1, pp. 635-640, 2011.
M. Rasouli, C. J. Simonson, and R. W. Besant, “Applicability and optimum control strategy of energy recovery ventilators in different climatic conditions,” Energy and Buildings, vol. 42, no. 9, pp. 1376-1385, 2010.
Н. В. Белоногов, «Утилизация теплоты в перекрестноточных пластинчатых рекуператорах,» Сантехника, отопление, кондиционирование, № 2, с. 75-83, 2012.
C. Li, and J. Zhao, “Experimental study on indoor air temperature distribution of gravity air-conditioning for cooling,” Energy Procedia, no. 17, pp. 961-967, 2012.
Q. Xu, S. Riffat, and S. Zhang, “Review of Heat Recovery Technologies for Building Applications,” Energies (19961073), vol. 12, no. 7, 2019.
H. B. Hemingson, C. J. Simonson, and R. W. Besant, “Steady-state performance of a run-around membrane energy exchanger (RAMEE) for a range of outdoor airconditions,” International journal of heat and mass transfer, vol. 54, no. 9-10, pp. 1814-1824, 2011.
A. B. Sulin, and A. S. Marchenko, “Simulation modeling of processes in life support systems,” AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, vol. 2007, no. 1, pp. 65, 2018.
S. K. Padhmanabhan, et al., “Modeling non-uniform frost growth on a finand-tube heat exchanger,” International journal of refrigeration, vol. 34, no. 8, pp. 2018-2030, 2011.
С. М. Анисимов и др., «Утилизация теплоты вытяжного воздуха в перекрестноточном рекуператоре,» Сантехника, отопление, кондиционирование, № 7, с. 79-83, 2014.
О. Д. Самарин, и Ю. В. Ильинский, «Обоснование применения утилизации теплоты вытяжного воздуха с учетом её влияния на систему теплоснабжения,» Вестник МГСУ, № 7, 2011.
V. Vakiloroaya, B. Samali, and K. Pishghadam, “A comparative study on the effect of different strategies for energy saving of air-cooled vapor compression airconditioning systems,” Energy and Buildings, no. 74, pp. 163-172, 2014.
О. Д. Самарин, «О соотношении температурной эффективности теплоутилизаторов и снижения энергопотребления в системах вентиляции,» Энергосбережение и водоподготовка, № 2, с. 40-42, 2009.
S. Tafelmeier, G. Pernigotto, and A. Gasparella, “Annual performance of sensible and total heat recovery in ventilation systems: Humidity control constraints for European climates,” Buildings, vol. 7, no. 2, pp. 28, 2017.
Y. Jiang, and X. Xie, “Theoretical and testing performance of an innovative indirect evaporative chiller,” Solar Energy, vol. 84, no. 12, pp. 2041-2055, 2010.
V. Khalajzadeh, M. Farmahini-Farahani, and G. Heidarinejad, “A novel integrated system of ground heat exchanger and indirect evaporative cooler,” Energy and Buildings, no. 49, pp. 604-610, 2012.
A. Khandelwal, P. Talukdar, and S. Jain, “Energy savings in a building using regenerative evaporative cooling,” Energy and Buildings, vol. 43, no. 2-3, pp. 581-591, 2011.
G. Heidarinejad, M. F. Farahani, and S. Delfani, “Investigation of a hybrid system of nocturnal radiative cooling and direct evaporative cooling,” Building and Environment, vol. 45, no. 6, pp. 1521-1528, 2010.
А. К. Рубцов, Е. Г. Парахина, и Н. А. Гурко, «Форсунка для систем испарительного охлаждения и увлажнения воздуха,» Научный журнал НИУИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование», № 1, 2016.
M. S. Elliott, and B. P. Rasmussen, “On reducing evaporator superheat nonlinearity with control architecture,” International journal of refrigeration, vol. 33, no. 3, pp. 607-614, 2010.
О. Б. Цветков, и Ю. А. Лаптев, «Энергосбережение в холодильной технике и проблемы экологии – развитие и перспективы,» Вестник Международной академии холода, № 2, 2011.
А. А. Никитин, Теплонасосные системы как источник тепло- и хладоснабжения зданий. София, 2012, т. 1, с. 207-212.
R. Bunn, «Системы кондиционирования воздуха, предпочитаемые инвесторами,» АВОК, № 5, с. 16-29, 2001.
O. M. Al-Rabghi, and M. M Akyurt, “A survey of energy efficient strategies for effective air conditioning,” Energy conversion and management, vol. 45, no. 11-12, pp. 1643-1654, 2004.
