Termal destratifikasyon - Thermal destratification

Destratification hayranları[1] ABD depo tarzı bakkala kuruldu

Termal destratifikasyon tabakalı katmanları ortadan kaldırmak ve elde etmek için bir binada iç havayı karıştırma işlemidir. sıcaklık boyunca eşitleme bina kaplaması.

Binalarda termal tabakalaşma

Destratifikasyon, yerden tavana değişen (tipik olarak artan) hava sıcaklıklarının katmanlanması olan doğal termal tabakalaşma sürecinin tersidir. Tabakalaşma, çevreleyen soğuk havadan daha hafif olduğu için tavana veya çatı boşluğuna yükselen sıcak havadan kaynaklanır. Tersine, serin hava, çevreleyen sıcak havadan daha ağır olduğu için zemine düşer.

Katmanlı bir binada, dikey ayak başına 1,5 ° C'ye kadar sıcaklık farkları yaygındır ve bir binanın tavanı ne kadar yüksekse, bu sıcaklık farkı o kadar aşırı olabilir.[2] Ekstrem durumlarda, 1 metrelik bir yükseklik üzerinde 10 ° C'lik sıcaklık farklılıkları bulunmuştur. Termal tabakalaşma seviyesini etkileyen diğer değişkenler, binada bulunan insanlar ve süreçler tarafından üretilen ısı, alanın dış hava koşullarından yalıtımı, güneş enerjisi kazancı, HVAC sisteminin özellikleri, besleme ve dönüş kanallarının konumu ve dikey hava hareketidir. boşluk içinde, genellikle destratifikasyon fanları tarafından sağlanır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği bir uzaydaki tabakalaşma seviyesini tahmin etmek için kullanılabilir.

Termal tabakalaşmanın etkileri

Building Scientific Research Information Association tarafından yapılan bir çalışmada, tabakalaşma nedeniyle boşa harcanan enerji, zeminden tavana (ΔT) sıcaklık farkına bağlı olarak tutarlı bir şekilde artmıştır.[3] Çalışma, tabakalı binaların, odadaki toplam ısı enerjisinden daha düşük olma eğiliminde olan termostattaki sıcaklığa bağlı olarak aşırı ısınma veya aşırı soğuma eğiliminde olduğunu göstermektedir. Çalışma ayrıca tabakalaşmadan kaynaklanan enerji israfının 20 ft ile 40 ft arasında değişen tavan yüksekliklerinde mevcut olduğunu ve daha yüksek tavanların aynı ΔT'de bile daha yüksek enerji israfına neden olduğunu gösterdi. ΔT, daha yüksek tavanlarda daha yüksek olma eğiliminde olduğundan, tabakalaşmanın etkisi artar ve yüksek tavanlı binalarda önemli enerji israfına neden olur.

Destratifikasyonun tanımı

Tabakalaşma ve bununla ilişkili maliyetler doğrusal olduğundan, destratifikasyon tanımı, görüş ve kullanım durumuna göre farklılık gösterecektir. Tam destratifikasyon veya tabandan tavana 0 ° ΔT, herhangi bir binada meydana gelmesi olası değildir. ΔT 5,4 ° F'ye yaklaştıkça tabakalaşma maliyetleri doğrusal olarak azaldığından ve henüz hiçbir çalışma 5,4 ° F'nin altındaki tabakalaşmanın etkilerine bakmadığından, ΔT'si 5 ° F'nin altında olan herhangi bir alanın tabakalaşmasını düşünmek nadir değildir. Birleşik Devletlerde, ASHRAE Standart 55, baş ve ayak bileği seviyeleri arasındaki dikey hava sıcaklığı farkının sınırı olarak 3 ° C'yi belirler, ancak zemin ile tavan arasında ideal bir ΔT öneren bir standardı yoktur.[4]

Destratifikasyon teknolojileri

Termal tabakalaşmanın azaltılması, artan tabakalaşma ile ilişkili değişkenlerin kontrol edilmesiyle başarılabilir. Tavan yüksekliği, insanlar ve süreçler, güneş enerjisi kazancı ve dış hava koşulları gibi değişkenlerin çoğu kontrol edilemediğinden, kullanılan en yaygın teknolojiler binanın HVAC (ısıtma, havalandırma ve klima) sistemi. En ucuz, en etkili ve kurulumu en kolay teknolojilerden biri, hem eksenel destratifikasyon fanları hem de HVLS (yüksek hacimli düşük hızlı) fanlar.

Eksenel bozulma hayranları

Eksenel destratifikasyon fanları, tavanda iklimlendirilmiş havayı insanların yaşadığı ve çalıştığı yere kadar üfleme amacı ile tavanda bir dizi halinde kurulan bağımsız ünitelerdir. Aksiyal fanlar, havayı zemine düz bir şekilde üflemek üzere tasarlandığından, 100 ft'den uzun tavan ve çatı yapılarında kullanılabilirler. Eksenel destratifikasyon fanları düşük CFM'lerle destratifikasyon elde edebildiğinden, nozuldan çıkan havanın zeminde 0,2 ile 0,5 m / s arasında bir hava hızına ulaşması zorunludur. Bu seviyedeki hava hareketinin sonucu, tavandan gelen şartlandırılmış havanın zemin seviyesinde hava ile bütünleşmesidir. Zemini etkilememek, medial hava katmanlarının destratifikasyonuna neden olacak, ancak zeminde destratifikasyona neden olmayacaktır. Bu durumda termostatın etrafındaki alan bozulmayacağından, termostatın odayı aşırı ısınmaya veya aşırı soğutmaya devam edeceği için çok az maliyet tasarrufu olacağı veya hiç tasarruf olmayacağı varsayılmaktadır.

21 ft. Tavanlı bir odada yapılan bir deney, eksenel destratifikasyon fanlarının kullanılmasıyla% 23,5'lik bir tasarruf sağlamıştır.[5]

Yüksek hacimli düşük hızlı (HVLS) fanlar

Tavan yapısının artan ağırlık ve boyuta uyum sağlamak için yeniden tasarlanması gerekebileceğinden, boyutlarından dolayı HVLS fanları normalde tadilattan ziyade yeni yapıya monte edilir. Büyük fan kanatları altlarından geçerken yanıp sönme nedeniyle ışıkların yeniden konumlandırılmasını ve yangın kodunu karşılamak için tipik olarak zemine engelsiz erişim gerektiren sprinkler sistemlerini gerektirmesi alışılmadık bir durum değildir. Yaz aylarında teşvik etmek için kullanıldığında buharlaşmalı soğutma, HVLS fanları ileri doğru koşar ve yere hava üfler. Kış mevsiminde destratifikasyon için kullanıldığında, fanlar ters yönde çalıştırılır ve havayı tavana doğru üfler ve daha sonra odanın etrafında dolaşır. HVLS fanlarının etkili olabileceği yükseklik, eksenel destratifikasyon fanlarına göre sınırlıdır.

Kademesizleştirmenin faydaları

Bu yöntemin en çok faydası, ısıtma, havalandırma, ve klima (HVAC) endüstrisinde ve binalar için ısıtma ve soğutmada ve "tabakalaşmanın bugün binalardaki en büyük enerji israfı olduğu" bulunmuştur.[6]

Enerji tüketimini azaltmak için

Termal destratifikasyon teknolojisinin binalara dahil edilmesiyle, ısıtma sistemleri artık fazla dağıtım yapmadığından, zaten ısıtılmış havayı kullanılmayan tavan alanından tekrar aşağıya yeniden dağıtarak, zemin alanından yükselen ısıyı sürekli olarak değiştirmek için enerji gereksinimleri azaltılır. sıcaklık eşitlemesi sağlanana kadar zemin seviyesi. Soğutmada destratifikasyon sistemleri ile ilgili olarak, sağlanan soğutulmuş havanın tam olarak sirküle edilmesini ve iç ortamlarda eşit olarak dağıtılmasını sağlayarak, sıcak ve soğuk noktaları ortadan kaldırır ve termostatları daha uzun süre tatmin eder. Sonuç olarak, destratifikasyon teknolojisi, azalan enerji gereksinimi nedeniyle karbon emisyonunu azaltma konusunda büyük bir potansiyele sahiptir ve karşılığında işletmeler için maliyetleri bazen% 50'ye kadar azaltabilir.[7] Bu, tarafından desteklenmektedir Carbon Trust karbondioksit emisyonlarını azaltmak için binalardaki en önemli üç yöntemden biri olarak destratifikasyonu öneriyor.[8]

Rahatlık için

Destratifikasyon doğal olarak zemindeki hava hareketini artırarak odadaki "sıcak noktaları" ve "soğuk noktaları" azaltır. Market dondurucu kutuları gibi tipik olarak soğuk alanlarda, yakınlarda alışveriş yapan müşterileri ısıtmak için kullanılabilir. Buna ek olarak, zemindeki hava hareketi miktarını artırarak ASHRAE Standard 62.1'in karşılanmasına yardımcı olmak için destratifikasyon fanlarından gelen hava hareketi kullanılabilir.

Referanslar

  1. ^ "Destratifikasyon Sistemleri - Enerji Azaltma Teknolojileri". Airius Europe Ltd. Alındı 2016-05-17.
  2. ^ "Binalarda Termal Yıkım: HVAC bulmacasının eksik parçası" (PDF). Enerji Hizmetleri ve Teknolojileri Derneği. Ocak 2013. Arşivlenen orijinal (PDF) 2015-07-01 tarihinde.
  3. ^ BSRIA. "Tabakalaşma Nedeniyle Boşa Harcanmış Enerji". Alındı 23 Şubat 2018.
  4. ^ Standart 55-2004 - İnsan Doluluk için Termal Çevre Koşulları (ANSI Onaylandı). Atlanta, GA: ASHRAE.
  5. ^ "Soğuk Havada Yıkım Enerjisi Değerlendirmesi" (PDF). Enbridge. Haziran 2017. Alındı 23 Şubat 2018.
  6. ^ "Mansfield Anodizörleri". Durum çalışmaları. Çevre Teknolojileri Merkezi, Nottingham Üniversitesi. Alındı 19 Şubat 2014.
  7. ^ "Örnek olay - Lush Retail Ltd". Airius. Alındı 29 Mart 2017.
  8. ^ "Enerji verimli ısıtma". Karbon güveni. Alındı 19 Şubat 2014.

Dış bağlantılar