La riduzione del consumo energetico dei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) sta diventando sempre più importante a causa dell'aumento del costo dei combustibili fossili e delle preoccupazioni ambientali.Pertanto, trovare nuovi modi per ridurre il consumo energetico negli edifici senza compromettere il comfort e la qualità dell'aria interna è una sfida di ricerca in corso.Un modo collaudato per raggiungere l'efficienza energetica nei sistemi HVAC è progettare sistemi che utilizzino nuove configurazioni di componenti di sistema esistenti.Ogni disciplina HVAC ha requisiti di progettazione specifici e ognuna presenta opportunità di risparmio energetico.I sistemi HVAC ad alta efficienza energetica possono essere creati riconfigurando i sistemi tradizionali per fare un uso più strategico delle parti del sistema esistenti.Recenti ricerche hanno dimostrato che una combinazione di tecnologie di climatizzazione esistenti può offrire soluzioni efficaci per il risparmio energetico e il comfort termico.Questo documento esamina e rivede le diverse tecnologie e approcci e dimostra la loro capacità di migliorare le prestazioni dei sistemi HVAC al fine di ridurre il consumo energetico.Per ciascuna strategia viene prima presentata una breve descrizione e poi, rivedendo gli studi precedenti, viene indagata l'influenza di tale metodo sul risparmio energetico HVAC.Infine, viene effettuato uno studio comparativo tra questi approcci.
5. Sistemi di recupero del calore
Gli standard ASHRAE raccomandano la quantità di aria fresca necessaria per diversi edifici.L'aria non condizionata aumenta notevolmente le esigenze di raffreddamento dell'edificio, il che alla fine porta a un aumento del consumo energetico complessivo dei sistemi HVAC dell'edificio.Nell'impianto di raffreddamento centrale, la quantità di aria fresca è determinata in base ai limiti superiori delle concentrazioni di inquinanti dell'aria interna che normalmente è compresa tra il 10% e il 30% della portata totale dell'aria [69].Negli edifici moderni le perdite per ventilazione possono superare il 50% delle perdite termiche totali [70].Tuttavia, la ventilazione meccanica può consumare fino al 50% dell'energia elettrica utilizzata negli edifici residenziali [71].Inoltre, nelle regioni calde e umide i sistemi di ventilazione meccanica si appropriano di circa il 20-40% del consumo totale di energia dei sistemi di climatizzazione[72].Nassi et al.[75] hanno studiato il consumo energetico annuo di un condizionatore d'aria accoppiato con uno scambiatore di calore entalpia/membrana e lo hanno confrontato con un condizionamento d'aria convenzionale.Hanno scoperto che in climi umidi, è possibile risparmiare fino all'8% annuo di energia quando si utilizza lo scambiatore di calore a membrana invece di un sistema HVAC convenzionale.
Scambiatore di calore totale Holtopè realizzato in carta ER caratterizzata da elevata permeabilità all'umidità, buona tenuta all'aria, eccellente resistenza allo strappo e resistenza all'invecchiamento.Lo spazio tra le fibre è molto piccolo, quindi solo le molecole di umidità di piccolo diametro possono attraversarlo, le molecole di odore di diametro maggiore non sono in grado di attraversarlo.In questo modo, la temperatura e l'umidità possono essere recuperate senza problemi e impedire che gli inquinanti si infiltrino nell'aria fresca.
6.Effetto del comportamento dell'edificio
Il consumo energetico di un sistema HVAC dipende non solo dalle sue prestazioni e dai parametri operativi, ma anche dalle caratteristiche della richiesta di riscaldamento e raffrescamento e dal comportamento termodinamico dell'edificio.Il carico effettivo dei sistemi HVAC è inferiore a quello previsto nella maggior parte dei periodi operativi a causa del comportamento dell'edificio.Pertanto, i fattori più importanti che contribuiscono alla riduzione del consumo di energia HVAC in un dato edificio è il corretto controllo della domanda di riscaldamento e raffreddamento.Il controllo integrato dei componenti del carico di raffreddamento dell'edificio, come la radiazione solare, l'illuminazione e l'aria fresca, può comportare un notevole risparmio energetico nell'impianto di raffreddamento di un edificio.Si stima che circa il 70% del risparmio energetico sia possibile attraverso l'uso di migliori tecnologie di progettazione per coordinare la domanda dell'edificio con la capacità del suo sistema HVAC.Korolja et al.ha studiato la relazione tra il carico di riscaldamento e raffreddamento dell'edificio e il conseguente consumo di energia con diversi sistemi HVAC.I loro risultati hanno indicato che le prestazioni energetiche dell'edificio non possono essere valutate solo in base alla domanda di riscaldamento e raffreddamento dell'edificio a causa della sua dipendenza dalle caratteristiche termiche HVAC.Huang etal.sviluppato e valutato cinque funzioni di controllo della gestione energetica programmate in base al comportamento dell'edificio e implementate per un sistema HVAC a volume d'aria variabile.I risultati della loro simulazione hanno dimostrato che è possibile ottenere un risparmio energetico del 17% quando il sistema viene utilizzato con queste funzioni di controllo.
I sistemi HVAC convenzionali fanno molto affidamento sull'energia generata dai combustibili fossili, che si stanno rapidamente esaurendo.Questo, insieme alla crescente domanda di infrastrutture ed elettrodomestici economicamente vantaggiosi, ha reso necessarie nuove installazioni e importanti ristrutturazioni negli edifici occupati per raggiungere l'efficienza energetica e la sostenibilità ambientale.Pertanto, trovare nuovi modi per costruire edifici verdi senza compromettere il comfort e la qualità dell'aria interna rimane una sfida per la ricerca e lo sviluppo.La riduzione complessiva ottenibile del consumo energetico e il miglioramento del comfort umano negli edifici dipendono dalle prestazioni dei sistemi HVAC.Un modo collaudato per raggiungere l'efficienza energetica nei sistemi HVAC è progettare sistemi che utilizzino nuove configurazioni di componenti di sistema esistenti.Recenti ricerche hanno dimostrato che una combinazione di tecnologie di climatizzazione esistenti può offrire soluzioni efficaci per il risparmio energetico e il comfort termico.In questo documento sono state studiate varie strategie di risparmio energetico per i sistemi HVAC e sono state discusse le loro potenzialità per migliorare le prestazioni del sistema.È stato riscontrato che diversi fattori come le condizioni climatiche, il comfort termico previsto, il costo iniziale e di capitale, la disponibilità di fonti energetiche e l'applicazione.
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TY-JOUR
AU – Bhagawat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
PY – 01/12/2015
PS-
T1 – Documento di revisione sulle tecnologie di efficienza energetica per il riscaldamento, la ventilazione e il condizionamento dell'aria (HVAC)
VL – 6
JO - Rivista internazionale di ricerca scientifica e ingegneristica
RE-
Tempo di pubblicazione: lug-10-2020