stringtranslate.com

Вентиляционное охлаждение

Раздвижное окно с двумя створками, которые можно регулировать для управления потоками воздуха и температурой.

Вентиляционное охлаждение — это использование естественной или механической вентиляции для охлаждения внутренних помещений. [1] Использование наружного воздуха снижает нагрузку на охлаждение и энергопотребление этих систем, поддерживая при этом высокое качество внутренних условий; пассивное вентиляционное охлаждение может исключить потребление энергии. Стратегии вентиляционного охлаждения применяются в широком диапазоне зданий и могут даже иметь решающее значение для реализации отремонтированных или новых высокоэффективных зданий и зданий с нулевым потреблением энергии (ZEB). [2] Вентиляция присутствует в зданиях в основном из соображений качества воздуха . Ее можно использовать дополнительно для удаления как избыточного притока тепла, так и для увеличения скорости воздуха и, таким образом, расширения диапазона теплового комфорта . [3] Вентиляционное охлаждение оценивается по долгосрочным индексам оценки. [4] Вентиляционное охлаждение зависит от наличия соответствующих внешних условий и от теплофизических характеристик здания.

Фон

В последние годы перегрев зданий стал проблемой не только на этапе проектирования, но и в процессе эксплуатации. Причины следующие: [5] [6]

Во многих исследованиях комфорта после проживания перегрев является частой проблемой не только в летние месяцы, но и в переходные периоды, в том числе в умеренном климате.

Возможности и ограничения

Эффективность вентиляционного охлаждения была исследована многими исследователями и была задокументирована во многих отчетах по оценке после заселения. [7] [8] [9] Эффективность охлаждения системы (естественной или механической вентиляции) зависит от скорости воздушного потока , которую можно установить, тепловой мощности конструкции и теплопередачи элементов. В холодные периоды охлаждающая способность наружного воздуха велика. Риск сквозняков также важен. Летом и в переходные месяцы охлаждающая способность наружного воздуха может быть недостаточной для компенсации перегрева в помещении в дневное время, и применение вентиляционного охлаждения будет ограничено только в ночной период. Ночная вентиляция может эффективно удалять накопленное тепло (внутреннее и солнечное ) в дневное время в строительных конструкциях . [10] Для оценки охлаждающего потенциала местоположения были разработаны упрощенные методы. [11] [12] [13] [14] Эти методы в основном используют информацию о характеристиках здания, индексы диапазона комфорта и данные о местном климате. В большинстве упрощенных методов тепловая инерция игнорируется.

Критические ограничения для вентиляционного охлаждения:

Действующие правила

Требования к вентиляционному охлаждению в нормативных актах сложны. Расчеты энергоэффективности во многих странах мира явно не учитывают вентиляционное охлаждение. Доступные инструменты, используемые для расчетов энергоэффективности, не подходят для моделирования воздействия и эффективности вентиляционного охлаждения, особенно посредством годовых и ежемесячных расчетов. [16]

Исследования случаев

Большое количество зданий, использующих стратегии вентиляционного охлаждения, уже построено по всему миру. [17] [18] [19] Вентиляционное охлаждение можно найти не только в традиционной архитектуре до кондиционирования воздуха, но и во временных европейских и международных зданиях с низким энергопотреблением . Для этих зданий приоритетными являются пассивные стратегии. Когда пассивных стратегий недостаточно для достижения комфорта, применяются активные стратегии. В большинстве случаев в летний период и переходные месяцы используется автоматически управляемая естественная вентиляция . В отопительный сезон для обеспечения качества воздуха в помещении используется механическая вентиляция с рекуперацией тепла . Большинство зданий имеют высокую тепловую массу . Поведение пользователя является решающим элементом для успешной работы метода.

Компоненты здания и стратегии управления

Строительные компоненты вентиляционного охлаждения применяются на всех трех уровнях проектирования зданий, чувствительных к климату, т.е. проектирование участка, архитектурное проектирование и технические вмешательства. Группировка этих компонентов следующая: [1] [20]

Стратегии управления в решениях по вентиляционному охлаждению должны контролировать величину и направление потоков воздуха в пространстве и времени. [1] Эффективные стратегии управления обеспечивают высокий уровень комфорта в помещении и минимальное потребление энергии . Стратегии во многих случаях включают мониторинг температуры и CO2 . [ 21] Во многих зданиях, в которых жильцы научились управлять системами, было достигнуто снижение потребления энергии. Основными параметрами управления являются рабочая (воздуха и лучистая) температура (как пиковая, фактическая или средняя), занятость, концентрация углекислого газа и уровни влажности. [21] Автоматизация более эффективна, чем персональный контроль. [1] Ручное управление или ручное отключение автоматического управления очень важны, поскольку это положительно влияет на принятие и оценку пользователем внутреннего климата (а также на стоимость). [22] Третий вариант заключается в том, что эксплуатация фасадов остается под личным контролем жильцов, но система автоматизации здания дает активную обратную связь и конкретные рекомендации.

Существующие методы и инструменты

Проектирование зданий характеризуется различными уровнями детального проектирования. Для поддержки процесса принятия решений в отношении решений по вентиляционному охлаждению используются модели воздушного потока с различным разрешением. В зависимости от требуемого разрешения детализации модели воздушного потока можно сгруппировать в две категории: [1]

Существующая литература включает обзоры доступных методов моделирования воздушного потока. [9] [23] [24] [25] [26] [27] [28]

Приложение 62 к EBC МЭА

Приложение 62 «вентиляционное охлаждение» было исследовательским проектом Программы по энергетике в зданиях и сообществах (EBC) Международного энергетического агентства (МЭА) с четырехлетней рабочей фазой (2014–2018 гг.). [29] Основная цель состояла в том, чтобы сделать вентиляционное охлаждение привлекательным и энергоэффективным решением для охлаждения, чтобы избежать перегрева как новых, так и отремонтированных зданий . Результаты Приложения облегчают лучшие возможности для прогнозирования и оценки отвода тепла и риска перегрева — как для целей проектирования, так и для расчета энергоэффективности. Документированная производительность систем вентиляционного охлаждения посредством анализа тематических исследований была направлена ​​на содействие использованию этой технологии в будущих высокопроизводительных и обычных зданиях. [30] Для достижения основной цели Приложение имело следующие цели для научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы:

Исследовательская работа по Приложению 62 была разделена на три подзадачи.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcde P. Heiselberg, M. Kolokotroni. "Ventilative Cooling. State of the art review". Факультет гражданского строительства. Университет Ольборга, Дания. 2015
  2. ^ venticool, международная платформа для вентиляционного охлаждения. «Что такое вентиляционное охлаждение?». Получено в июне 2018 г.
  3. ^ Ф. Никол, М. Уилсон. «Обзор европейского стандарта EN 15251». Труды конференции: Адаптация к изменениям: новое мышление о комфорте. Cumberland Lodge, Виндзор, Великобритания, 9–11 апреля 2010 г.
  4. ^ С. Карлуччи, Л. Пальяно. «Обзор индексов для долгосрочной оценки общих условий теплового комфорта в зданиях». Энергия и здания 53:194-205 · Октябрь 2012 г.
  5. ^ AECOM «Исследование перегрева в домах». Департамент по делам общин и местного самоуправления, Великобритания. ISBN  978-1-4098-3592-9 . Июль 2012 г.
  6. ^ NHBC Foundation. «Перегрев в новых домах. Обзор доказательств». ISBN 978-1-84806-306-8 . 6 декабря 2012 г. 
  7. ^ H. Awbi. «Системы вентиляции: проектирование и эксплуатационные характеристики». Taylor & Francis. ISBN 978-0419217008 . 2008. 
  8. ^ М. Сантамурис, П. Воутерс. «Вентиляция зданий: современное состояние». Routledge. ISBN 978-1844071302 . 2006 
  9. ^ Ф. Аллард. «Естественная вентиляция в зданиях: Справочник по проектированию». Earthscan Publications Ltd. ISBN 978-1873936726 . 1998 
  10. ^ М. Сантамоурис, Д. Колокоца. «Пассивные методы рассеивания тепла для зданий и других сооружений: современное состояние». Энергия и строительство 57: 74-94. 2013
  11. ^ C. Ghiaus. "Потенциал свободного охлаждения с помощью вентиляции". Solar Energy 80: 402-413. 2006
  12. ^ Н. Артманн, П. Гейзельберг. "Климатический потенциал пассивного охлаждения зданий ночной вентиляцией в Европе". Applied Energy. 84 (2): 187-201. 2006
  13. ^ A. Belleri, T. Psomas, P. Heiselberg, Per. "Инструмент оценки климатического потенциала для вентиляционного охлаждения". 36-я конференция AIVC "Эффективная вентиляция в высокопроизводительных зданиях", Мадрид, Испания, 23–24 сентября 2015 г. стр. 53-66. 2015
  14. ^ Р. Яо, К. Стимерс, Н. Бейкер. «Стратегический метод проектирования и анализа естественной вентиляции для летнего охлаждения». Build Serv Eng Res Technol. 26 (4). 2005
  15. ^ Белиас, Эвангелос; Лицина, Душан (2023). «Влияние загрязнения наружного воздуха на потенциал вентиляционного охлаждения жилых помещений в Европе». Энергия и здания . 289. doi : 10.1016/j.enbuild.2023.113044 .
  16. ^ М. Капсалаки, Ф. Р. Карри. «Обзор положений по вентиляционному охлаждению в 8 европейских нормах энергоэффективности зданий». venticool, международная платформа по вентиляционному охлаждению. 2015.
  17. ^ P. Holzer, T. Psomas, P. O'Sullivan. «Международная база данных по применению вентиляционного охлаждения». CLIMA 2016: Труды 12-го Всемирного конгресса REHVA, 22–25 мая 2016 г., Ольборг, Дания. 2016
  18. ^ venticool, международная платформа для вентиляционного охлаждения. «База данных приложений вентиляционного охлаждения». Получено в июне 2018 г.
  19. ^ P. O'Sullivan, A. O'Donovan. Исследования случаев вентиляционного охлаждения. Университет Ольборга, Дания. 2018
  20. ^ P. Holzer, T.Psomas. Справочник по вентиляционному охлаждению. Университет Ольборга, Дания. 2018
  21. ^ аб П. Гейзельберг (ред.). «Руководство по проектированию вентиляционного охлаждения». Ольборгский университет, Дания. 2018 год
  22. ^ RG de Dear, GS Brager. «Тепловой комфорт в зданиях с естественной вентиляцией: Пересмотр стандарта ASHRAE 55». Энергия и здания. 34 (6).2002
  23. ^ М. Качиоло, Д. Маркио, П. Стабат. «Обзор существующих подходов к оценке и проектированию естественной вентиляции и необходимость дальнейших разработок» 11-я Международная конференция IBPSA, Глазго. 2009.
  24. ^ Q. Chen. «Прогнозирование эффективности вентиляции для зданий: обзор методов и недавние применения». Строительство и окружающая среда, 44(4), 848-858. 2009
  25. ^ А. Дельсанте, Т.А. Вик. «Гибридная вентиляция — обзор современного состояния», Приложение 35 IEA-ECBCS. 1998.
  26. ^ J. Zhai, M. Krarti, MH Johnson. «Оценка и внедрение моделей естественной и гибридной вентиляции при моделировании энергопотребления всего здания», Кафедра гражданского, экологического и архитектурного строительства, Университет Колорадо, ASHRAE TRP-1456. 2010.
  27. ^ А. Фукье, С. Робер, Ф. Сюард, Л. Стефан, А. Джей. «Современное состояние моделирования зданий и прогнозирования энергетических характеристик: обзор», Renewable and Sustainable Energy Reviews, т. 23. стр. 272-288. 2013.
  28. ^ J. Hensen "Интегрированное моделирование воздушного потока в здании". Advanced Building Simulation. стр. 87-118. Taylor & Francis. 2004
  29. ^ Программа Международного энергетического агентства по энергоснабжению зданий и сообществ, «Приложение 62 EBC Вентиляционное охлаждение. Архивировано 17 марта 2016 г. на Wayback Machine », получено в июне 2018 г.
  30. ^ venticool, международная платформа для вентиляционного охлаждения. «О приложении 62». Получено в июне 2018 г.