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.
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.
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.
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:
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:
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:
Существует два основных способа создания DOAS при использовании воздушной системы в качестве параллельной системы:
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:
Недостатки:
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:
Недостатки:
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.
Требования к дизайну DOAS включают:
Компания Mumma предложила следующие шаги для проектирования DOAS :
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.
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%.