Специальная система наружного воздуха

редактировать
Система DOAS с колесом рекуперации тепла и пассивным осушением

A выделенная система наружного воздуха (DOAS ) - это тип системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC ), который состоит из двух параллельных систем: выделенной системы для подачи наружного воздуха вентиляция, которая обрабатывает как скрытые, и ощутимые нагрузки по кондиционированию вентиляционного воздуха, так и параллельную систему для обработки (в основном явного тепла) нагрузок генерируется внутренними / технологическими источниками и теми, которые проходят через ограждение здания.

Содержание
  • 1 Предпосылки
  • 2 Обзор системы
  • 3 Параллельные клеммные системы
    • 3.1 Излучающая система
    • 3.2 Воздушная система
      • 3.2.1 Раздельные системы с разными воздуховодами
      • 3.2.2 Комбинированная система
  • 4 Оборудование
  • 5 Дизайн
  • 6 Энергия и стоимость
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
Предпосылки

Традиционные системы HVAC, такие как Системы переменного расхода воздуха (VAV), обслуживающие несколько зон, имеют потенциальные проблемы с точки зрения низкого теплового комфорта и возможного микробного загрязнения. В зависимости от окружающей среды и задействованной параллельной системы, при установке DOAS система наружного воздуха будет обрабатывать часть ощутимой нагрузки в дополнение к скрытой нагрузке, а параллельная система будет обрабатывать оставшуюся ощутимую нагрузку. Основная задача системы DOAS - обеспечить выделенную вентиляцию, а не вентиляцию как второстепенную часть процесса кондиционирования внутреннего воздуха. DOAS - это термин, обозначающий систему, которая широко использовалась в Европе и в различных формах в США.

Обзор системы

В 1999 году Уильям Коад предложил обрабатывать ОА (наружный воздух) и рециркулирующий воздух отдельно в системах HVAC зданий. Гатли также описывает применение DOAS для подачи осушенного воздуха в здания с целью улучшения качества воздуха в помещении и теплового комфорта. В последнее время были предприняты усилия по изучению основ DOAS с упором на потенциальные преимущества по сравнению с обычными системами HVAC. S.A. Mumma предполагает, что существует четыре основные проблемы, связанные с обычными воздушно-воздушными смесительными системами VAV HVAC. Эти проблемы систем VAV подчеркивают соответствующие преимущества систем DOAS. Однако некоторые недостатки DOAS включают: потенциально более высокие первоначальные затраты, отсутствие использования в США и потенциально более высокую сложность.

  • Вентиляционный воздух во всем воздухе VAV Системы отопления, вентиляции и кондиционирования: проектировщики и инженеры-строители не могут точно знать, как вентилируемый воздух смешивается с возвратным воздухом в типичной системе VAV. распределены по всему зданию. Такие проблемы, как утечка воздуха, контрольные точки, настройки минимального объема воздуха и короткое замыкание (например, смешивание отработанного воздуха с поступающим свежим воздухом), могут повлиять на количество вентиляционного воздуха, который достигает помещения. Система DOAS решает эту проблему, обеспечивая выделенную подачу 100% наружного воздуха.
  • Необходимость в избыточном потоке наружного воздуха и кондиционировании в системах VAV: когда уравнение для нескольких пространств ASHRAE Стандарт 62.1 -2004, как правило, требуется на 20-70% больше наружного воздуха, чтобы обеспечить надлежащее распределение воздуха в помещении во всех воздушных системах, чем требуется для специальных систем наружного воздуха. Охлаждение и осушение большого количества наружного воздуха летом и увлажнение и нагрев воздуха зимой - это энергоемкие задачи. Система DOAS имеет размер, соответствующий требованиям, и не требует увеличения размера.
  • Минимальные значения для шкафа VAV должны быть высокими, чтобы учесть требования к вентиляции: возможно, вопреки текущей практике, минимальные значения для шкафа VAV должны отражать как вентиляцию требования к помещению и доля вентиляционного воздуха в приточном воздухе. Например, помещение, требующее 5663 стандартных литров в минуту (SLPM) (200 стандартных кубических футов в минуту (SCFM)) вентиляционного воздуха и обслуживаемое приточным воздухом, который составляет 40% вентиляции воздухом, потребуется минимальная настройка коробки 14158 SLPM (500 SCFM) (т.е. 200 / 0,4), а не 5663 SLPM (200 SCFM). Когда минимальные значения ящиков правильно установлены для удовлетворения требований к вентиляции, потенциальная возможность значительного перегрева терминала становится проблемой. Следовательно, при правильной эксплуатации всех воздушных систем VAV всегда будет использоваться больше конечного повторного нагрева, чем для специальных систем наружного воздуха, подающих воздух той же температуры.
  • Отсутствие разделения скрытых и ощутимых пространственных нагрузок: Неспособность разделить пространство ощутимое и скрытое нагрузки приводят к высокой относительной влажности помещения при низких ощутимых нагрузках в жилых помещениях. Правильно спроектированные специализированные системы наружного воздуха могут выдерживать 100% скрытых нагрузок в помещении и часть ощутимых нагрузок в помещении, тем самым разделяя ощутимые и скрытые нагрузки в помещении. Затем используется параллельная система чисто физического охлаждения для компенсации ощутимых нагрузок, не воспринимаемых специальными системами наружного воздуха. Поэтому существует сильный стимул контролировать скрытые нагрузки в помещении независимо от ощутимых нагрузок, чтобы избежать проблем, связанных с влажностью Качество воздуха в помещении.
Системы параллельных выводов

Для типичной вентиляции DOAS система наружного воздуха может принять около 0-30% ощутимой нагрузки помещения. Чтобы создать комфортную внутреннюю среду, баланс ощутимых нагрузок на пространство должен быть уравновешен множеством других вариантов дополнительного оборудования, а именно:

Излучающая система

По сравнению с другие разумные системы охлаждения, излучающие потолочные охлаждающие панели - лучший выбор параллельной системы для использования с DOAS. Поскольку DOAS учитывает только вентиляцию помещения и скрытые нагрузки, он дает возможность уменьшить требуемую высоту от пола до пола за счет уменьшения размера системы воздуховодов и требуемой мощности вентилятора. Система охлаждения лучистого потолка в сочетании с DOAS дает множество преимуществ. В разделе общей оценки в Справочнике ASHRAE 2008 дается краткое описание следующего содержания:

Основные преимущества:

  • Поскольку лучистые нагрузки обрабатываются напрямую, а движение воздуха в помещении находится на нормальном уровне вентиляции, уровни комфорта могут быть лучше, чем у других систем кондиционирования воздуха
  • Соответствовать требованиям количества подаваемого воздуха для вентиляции и осушения
  • Из-за уменьшения количества наружного воздуха система DOAS может быть установлена ​​с системой воздуховодов меньшего размера
  • Излучающие потолочные охлаждающие панели могут исключить использование охлаждающих змеевиков на влажных поверхностях и снизить вероятность заражения.
  • Трубопроводы автоматической спринклерной системы могут быть применены в системах излучающих потолочных охлаждающих панелей

Основным недостатком является связано с более высокими первоначальными затратами.

Помимо преимуществ, представленных выше, параллельные излучающие панели охлаждения предлагают также другие преимущества, такие как компактный дизайн, экономия площади вертикального вала и быстрое размещение динамических элементов управления. Экономия энергии в системе охлаждения DOAS / лучистого потолка может быть связана с: снижением нагрузки охлаждающего змеевика, уменьшением энергии чиллера, потреблением энергии насосом и снижением потребления энергии вентилятором. В целом, благодаря полной рекуперации энергии и небольшому количеству приточного воздуха DOAS, потребление энергии чиллером может быть значительно снижено по сравнению с традиционной системой VAV. В исследовании пилотной системы охлаждения DOAS / излучающих потолочных панелей почасовое моделирование энергопотребления предсказывает, что годовое потребление электроэнергии пилотной системой охлаждения DOAS / излучающими панелями на 42% меньше, чем у традиционной системы VAV с управлением экономайзером.

Помимо решения проблем с обычными системами VAV, перечисленными выше, DOAS предлагает дополнительные преимущества, а именно:

  • Снижение более чем на 50% эксплуатационных затрат механической системы по сравнению с обычными системами VAV
  • Равно или меньше в первую очередь стоимость с простым управлением
  • Предложение до 80% баллов, необходимых для базовой сертификации Leadership in Energy and Environmental Design (LEED)

Воздушная система

Существует два основных способа создания DOAS при использовании воздушной системы в качестве параллельной системы:

Раздельные системы с разными воздуховодами

В этой конфигурации есть система наружного воздуха, которая сбрасывает предварительно подготовленный воздух (с учетом скрытой нагрузки и частичной ощутимой нагрузки) непосредственно в пространство в собственном воздуховоде / диффузоре. Существует отдельная система (например, фанкойл), которая забирает воздух из помещения и настраивает его, чтобы выдержать ощутимую нагрузку на оставшееся пространство.

Преимущества:

  • Легче измерить расход наружного воздуха в помещение
  • Легче измерить потоки воздуха и уравновесить систему
  • Избегает создания вентиляционной нагрузки на космическое оборудование HVAC ( Фанкойл )

Недостатки:

  • Отдельные воздуховоды для параллельных путей могут увеличить первоначальные затраты
  • Отдельные диффузоры для наружного и рециркуляционного воздуха могут не обеспечить адекватного смешивания
  • Отдельное параллельное Пути для воздушного потока увеличивают общий поток воздуха в помещение, что может увеличить общее потребление энергии вентилятором

Комбинированная система

Кондиционированный наружный воздух направляется к оконечному устройству в помещении. В этой установке предварительно кондиционированный наружный воздух направляется по воздуховоду непосредственно в фанкойлы, смешиваясь с рециркуляционным воздухом из помещения. Эта система аналогична установке охлаждающей балки.

Преимущества:

  • Комбинированный воздуховод снижает начальные затраты
  • Комбинированный воздушный поток снижает объем воздуха и, следовательно, потребление энергии вентилятором
  • Тщательное перемешивание наружного воздуха и возврат воздуха из помещения

Недостатки:

  • Локальный терминал должен работать всякий раз, когда требуется вентиляция, независимо от того, была ли достигнута ощутимая нагрузка
  • Балансировка воздушного потока может быть более сложной
Оборудование

С расширением применения DOAS во многих странах также растет спрос на оборудование DOAS, такое как колесо полной энергии, которое использует полную рекуперацию энергии, пассивное колесо осушителя и другое соответствующее оборудование. Эффективность колеса полной энергии является важным фактором повышения эффективности DOAS.

Дизайн

Требования к дизайну DOAS включают:

  • Отделение системы OA от система терморегулирования для обеспечения надлежащей вентиляции во всех жилых помещениях
  • Кондиционирование ОУ для обработки всей скрытой нагрузки в помещении и максимальной ощутимой нагрузки в помещении
  • Максимальное рентабельное использование оборудование для рекуперации энергии
  • Объединение систем пожаротушения и передачи энергии
  • Использование потолочных панелей чувствительного охлаждения для контроля температуры в помещении

Компания Mumma предложила следующие шаги для проектирования DOAS :

  • Расчет явной и скрытой охлаждающей нагрузки в помещении в летний расчетный день на основе расчетных условий для помещения
  • Определение минимального расхода воздуха, необходимого для каждого помещения, на основе рекомендаций по вентиляции стандарта ASHRAE 62.1
  • Определение коэффициента влажности приточного воздуха fo r в каждом пространстве
  • Обычно расчетная температура приточного воздуха по сухому термометру будет равна требуемой температуре приточного воздуха точка росы )
  • Использование рекуперации энергии для переместить тепло отработанного воздуха обратно в блок DOAS (в отопительные сезоны)

Для DOAS с воздушной системой в качестве параллельной системы охлаждения были предложены следующие шаги: 1) расчет явной охлаждающей нагрузки, которую обеспечивает приточный воздух DOAS для каждого Космос; 2) расчет явной охлаждающей нагрузки, остающейся в параллельной системе для каждого помещения; 3) определение температуры приточного воздуха по сухому термометру для параллельных систем (выше температуры точки росы в помещении, чтобы избежать конденсации); 4) определение расхода приточного воздуха для каждого параллельного охлаждающего устройства.

Энергия и стоимость

Было проведено множество исследований, чтобы продемонстрировать энергетические и экономические характеристики DOAS с точки зрения моделирования. Хаттар и Брандемуэл смоделировали параллельную систему и обычную единую систему для большого розничного магазина в Далласе, Сент-Луисе, Вашингтоне и Новом Орлеане. Исследование продемонстрировало ежегодную экономию энергии на 14–27% и на 15–23% меньшую мощность оборудования для параллельной системы охлаждения. Jeong et al. сравнил энергетические и экономические характеристики DOAS с параллельными потолочными излучающими панелями с традиционной системой VAV с экономайзером на стороне воздуха для офисного помещения площадью почти 3000 квадратных футов (280 м ) в учебный корпус в Пенсильвании. В этом исследовании сообщалось о 42% -ном сокращении годового энергопотребления для системы DOAS при значительной экономии энергии, используемой вентиляторами и охладителями. Эммерих и Макдауэлл оценили потенциальную экономию энергии с помощью DOAS в коммерческих зданиях США. Модель здания была разработана таким образом, чтобы соответствовать типовой новой конструкции и требованиям стандарта ASHRAE 90.1 (ASHRAE 90.1 ). Результаты моделирования показали, что полный DOAS привел к ежегодной экономии затрат на энергию HVAC в диапазоне от 21% до 38%.

Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-17 11:01:17
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте