מערכת הנוחות והקירור עיצוב עיצוב: תאוריה של שוחד ו יישום

נוחות תרמית היא שיקול בסיסי בעיצוב בנייה המשפיע ישירות על רווחה, פריון, וסיפוק הכולל עם סביבות מקורה.Achieving אופטימלי נוחות תרמית דורש הבנה מתוחכמת של פיזיולוגיה אנושית, פרמטרים סביבתיים, ומערכות קירור שנועדו לשמור על תנאים אידיאליים.מדריך מקיף זה חוקר את הקשר המורכב בין עקרונות נוחות תרמיים ומערכות קירור, ומספק תובנות כיצד מתרגמים לתביעה מעשית ליצירת סביבה בריאה יותר, יעילה יותר.

הבנה של נוחות תרמית: הקרן של איכות הסביבה פנימית פנימית

הנוחות הארומית מוגדרת כ"מצב זה של התודעה המבטא שביעות רצון מהסביבה התרמית" ב-ASHRAE 55 ו- ISO 7730 סטנדרטים להערכת סביבות מקורה. הגדרה זו מכירה בכך שנוחות תרמית היא סובייקטיבית לחלוטין, המייצגת מצב פסיכולוגי המושפעת על ידי גורמים פיזיולוגיים וסביבתיים מרובים.הבנת גורמים אלה חיונית לתכנון מערכות קירור שמשרתות ביעילות את הדיירים.

ששת הגורמים העיקריים המשפיעים על הנוחות

נוחות תרמית תלויה בממשק מורכב של שישה משתנים מרכזיים, אשר ניתן לסווג לגורמים סביבתיים ואישיים.החשבון כולל ארבעה גורמים סביבתיים (טמפרטורה אווירית, משמע טמפרטורה קורנת, מהירות אוויר ולחות יחסית) ושני גורמים אישיים (לבוש בעיטות וקצב חילוף החומרים מטבוליים).

(ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇

(FLT:0) טמפרטורה אווירית: ⁇ FLT:1 הטמפרטורה יבשה-bulb של האוויר שמסביב, המייצג את הפרמטר התרמית הממדד ביותר במבנים.
(FLT:0) מאן רדנט (MRT): ראטל:1) הטמפרטורה הממוצעת של כל משטחים שמסביב, חשבונאות עבור החלפת חום קורנת בין הדיירים והסביבה שלהם.
(FLT:0) Air Velocity: 1FLT: מהירות התנועה האווירית, המשפיעה על אובדן חום משותף מהגוף ויכולה להשפיע באופן משמעותי על תחושה תרמית.
(ב) טוהר:0) יוכחות: (FLT:1) תכולת הלחות של האוויר, המשפיעה על יכולתו של הגוף להתקרר באמצעות תהליכים evaporative.

(ב) ◄ [15]

(ב) ב[[1848]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]
(ב) שיעור ה-FLT:0) מ"מאבי: 1FLT" נמדד ביחידות "מט" (met), זה מייצג את החום שנוצר על ידי הגוף האנושי במהלך פעילויות שונות, מעבודה קשה לפעילות גופנית נמרצת.

הטמפרטורה האווירית וטמפרטורה קורנת פירושה לעתים קרובות משולבים כדי לקבוע את הטמפרטורה הפעילה, אשר יותר טוב מייצג את מה שבני האדם מרגישים באמת.מהירות האוויר משפיעה על אובדן חום באמצעות זיהום, בעוד לחות יחסית משפיעה על קירור evaporative מהעור.

מדע האיזון החמימות והאורמל Equilibrium

איזון הירומאל מתקבל כאשר ייצור החום הפנימי של הדיירים הוא אותו הדבר כמו אובדן החום שלו. הגוף האנושי מייצר חום ללא הרף באמצעות תהליכים מטבוליים, חייב לנתק את החום הזה כדי לשמור על טמפרטורת ליבה יציבה.כאשר הסביבה מונעת פיזור חום הולם, הדיירים מרגישים חמים מדי; לעומת זאת, כאשר אובדן חום עולה על ייצור, הם מרגישים קר מדי.

הגוף האנושי יכול להיחשב כמנוע חום שבו המזון הוא אנרגיית קלט.הגוף האנושי ישחרר חום עודף לסביבה, כך הגוף יכול להמשיך לפעול.העברת החום היא פרופורציונלית לטמפרטורה.עקרון בסיסי זה עומד על כל חישובים תרמיים ואסטרטגיות עיצוב מערכת קירור.

מדדי נוחות: PMV ו- PPD Models

כדי לכמת נוחות תרמית ומדריך החלטות עיצוב HVAC, מהנדסים מסתמכים על אינדיקציות סטנדרטיות שחיזוי שביעות רצון של הדיירים בתנאים שונים.המודלים הנפוצים ביותר הם הצבעת האמצעים הצפויה (PMV) וצפוי אחוז של כתבי אישום (PPD).

הצבעה (PMV)

PMV צופה את התחושה התרמית הממוצעת של קבוצה גדולה של אנשים על סולם של שבעה נקודות מ- −3 (קר מאוד) ל- +3 (חם מאוד), עם 0 המייצג נייטרליות תרמית.הצבעה המתנבאת (PMV) ואחוז חיזוי של דיסאטימפוס (PPD) הם המדדים הסטנדרטיים להערכת נוחות תרמית בסביבות מקורה.

על מנת לעמוד ב- ASHRAE 55, הגבול התרמי המומלץ בסולם ה- 7 נקודות של PMV הוא בין -0.5 ל-0.5.טווח זה מייצג תנאים שבהם רוב הדיירים ימצאו את הסביבה מקובלת באופן תרמי, אם כי חשוב להכיר בכך שריאציות אינדיבידואליות משמעות שביעות רצון אוניברסלית אינה אפשרית.

אחוז הדיסאטימפוס (PPD)

PPD מעריך את השבריר של הדיירים אשר ימצאו את הסביבה התרמית לא מקובלת גם בתנאים אידיאליים (PMV=0) כ-5 אחוזים מהאנשים עדיין ירגישו חמים מדי או קרים מדי - וריאציות אינדיבידואליות אינן מאפשרות לספק את כולם.

כראש הממשלה V מתפזר מאפס בכיוון, PPD עולה תלולה: ב- PMV = ±1.0 כ-25% אינם מרוצים, וב- PMV=2.0 המספר מגיע ל-75 אחוזים. על מנת למגוון הנוחות לעמוד בסטנדרטים, אין טעם כבוש בחלל מעל 20% משטחים הכבושים בחלל צריך להיות מתחת ל- PPD כדי להבטיח נוחות תרמית על פי תקן ISOASH 55 (7730%).

יישום מעשי ומגבלות של מודל PMV-PPD

בפועל, השגת PMV בין −0.5 ו- +0.5 (PPD < 10%) לא רק משפר את שביעות הרצון של הדיירים אלא גם משפר את הפרודוקטיביות, מפחית את הנימוק ומסייע להימנע מבזבוז אנרגיה מתנאי יתר על המידה. קריטריונים אלה מוטבעים בסטנדרטים בינלאומיים כולל ISO30 ו- ASHRAE 55, מה שהופך אותם כלים חיוניים עבור אדריכלים, מהנדסי HVAC ומנהלי מתקן.

עם זאת, חשוב להכיר במגבלות של המודלים הללו.מודל PMV/PPD יש דיוק חיזוי נמוך.שימוש במסד הנתונים הגדול ביותר בתחום הנוחות התרמית, הדיוק של PMV בחיזוי התחושה התרמית של הדיירים היה רק 34%, כלומר התחושה התרמית היא נכונה לחזות אחד מתוך שלוש פעמים.

מודל נוחות הסתגלות

המודל ההסתגלוי, לעומת זאת, פותח על בסיס מאות מחקרים בשטח עם הרעיון כי הדיירים אינטראקציה דינמי עם הסביבה שלהם. Occupants לשלוט בסביבה התרמית שלהם באמצעות בגדים, חלונות אופרות, אוהדים, תנורי חום אישיים, וקודמי שמש.מודל זה מכיר בכך שאנשים במבנים מאווררים באופן טבעי מקבלים ומתאימים למגוון רחב יותר של טמפרטורות מאשר מודל PMV יצפו.

מודל PMV ניתן ליישם על מבנים ממוזגים, בעוד המודל ההסתגלוי ניתן ליישם רק על מבנים שבהם לא הותקנו מערכות מכניות.אין הסכמה על איזה מודל נוחות יש ליישם עבור מבנים שהם חלקית ממוזגים באופן מרחבי או זמני. הבחנה זו חיונית עבור מעצבים בוחרים קריטריונים מתאימים עבור סוגים שונים של בנייה.

עקרונות של עיצוב מערכת קירור יעיל

תכנון מערכות קירור להשיג נוחות תרמית תוך אופטימיזציה של יעילות אנרגיה דורש גישה שיטתית המוצבת בבסיסי הנדסה ושיטות הטובות בתעשייה.תהליך העיצוב מקיף שלבים מרובים, חישובים ראשוניים עומס לבחירה ציוד ותצורת המערכת.

טעינה: הקרן של מערכת Sizing

הצעד הראשון בעיצוב מערכת HVAC הוא קביעת עומס חימום וקירור הנדרש כדי לשמור על סביבת פנים נוחה. חישוב עומס רואה כמה גורמים, כולל גודל וכיוון של הבניין, מספר הדיירים, כמות הבידוד, ואת סוג החלונות והדלתות. מידע זה קובע את החימום או הקירור הנדרש כדי לשמור על טמפרטורה פנימית נוחה.

השלמת חישוב עומס מדויק ציוד בגודל הנכון היא קריטית.לעתים קרובות מעצבים מתפתים להוסיף גורמי בטיחות מרובים, מה שגורם לציוד להיות גדול מדי ולפעול בצורה גרועה. מחזור מערכות בגודל גבוה לעתים קרובות, צמצום היעילות, ללבוש גדל על רכיבים, ולא מצליח לשלוט ברמות לחות כראוי.

עומס קירור עיצוב לוקח בחשבון את כל העומסים שחווה בניין תחת קבוצה מסוימת של תנאים מניחים. הנחות אלה כוללות תנאי מזג אוויר שנבחרו ממאגרי נתונים סטטיסטיים, דיקור עיצוב מלא, שיעורי האוורור מקסימליים, ופעולה טיפוסית של אורות ו.

בחירת ציוד ו Sizing

לאחר חישוב העומס הוא שלם, בחירת ציוד חימום מתאים קירור הוא הבא.הציוד חייב להיות בגודל הנכון כדי להבטיח ביצועים אופטימליים ויעילות אנרגיה.תהליך הבחירה כרוך בשיקולים מסוימים, כולל דירוג SEER של המערכת (יחס אנרגיה עונתי) דירוג, סוג הדלק המשמש (למשל, חשמל, גז טבעי, או propane), ואת דרישות זרימת האוויר של המערכת.

על פי המכון הלאומי למדעי הבנייה, השימוש בציוד HVAC בעל ביצועים גבוהים יכול להפחית אנרגיה, פליטות, עלויות בכל מקום בין 10 ל -40%. פוטנציאל משמעותי זה לחיסכון מדגיש את החשיבות של בחירת ציוד יעיל שמתאים לצרכים האמיתיים של הבניין.

מערכת פיתוח

The final step in the design process is to design the ductwork that will distribute heated or cooled air throughout the building. The ductwork must be properly sized and designed to ensure air flows smoothly and efficiently. Ductwork design considers several factors, including the size and layout of the building, the type of heating and cooling equipment, and the required airflow rate.

כל שרביט נוסף והפך לדוכסות וצנרת דורש יותר אנרגיה מהמשאבה או מאוורר.זה נכון במיוחד מיד במורד הזרם של כל מעריץ או משאבה, שבו ההשפעה של תור יכולה לגרום ל 10 פעמים או ירידה גדולה יותר בלחץ.

אסטרטגיות זונינג

ייעוד הרחם הוא שיטה של תכנון ובקרה של מערכת HVAC כך שניתן לשמור על אזורים כבושים בטמפרטורה שונה מאשר אזורים לא עסוקים באמצעות תרמוסטטים מכווצים עצמאים.אזור מוגדר כמרחב או קבוצה של חללים בבניין שיש דרישות חימום דומות וקירור לאורך שטח כבוש, כך שניתן לשלוט בתנאי נוחות על ידי תרמוסטט אחד.

תכנון נכון מאפשר אזורים שונים של בניין להיות מותנה בהתאם לצרכים הספציפיים שלהם, חשבונאות עבור וריאציות בחשיפה לשמש, דפוסי דיקור, רווחים חום פנימיים, ואת לוח הזמנים של השימוש. גישה ממוקדת זו משפרת הן נוחות ויעילות אנרגיה בהשוואה לטיפול בניין שלם כאזור יחיד.

סוגים של מערכות קירור: טכנולוגיות ויישומים

מבנים מודרניים מעסיקים מגוון רחב של טכנולוגיות קירור, כל אחד עם מאפיינים נפרדים, יתרונות, יישומים אידיאליים.הבנת האפשרויות האלה מאפשר למעצבים לבחור את המערכת המתאימה ביותר עבור סוגים ספציפיים של בנייה, אקלים, דרישות ביצועים.

מערכות מיזוג אוויר מרכזי

מערכות מיזוג אוויר מרכזי הן בין הפתרונות הנפוצים ביותר קירור עבור בניינים גדולים ובתים.מערכות אלה משתמשות ברשת של דוקטרקטים כדי להפיץ אוויר קריר לאורך בניין. יחידה מרכזית, בדרך כלל ממוקם בחוץ, בתים הדחוס, condenser, ו evaporator.המערכת מפצה מחדש כדי לספוג חום מהאוויר מקורה, אשר הוא גורשו החוצה.

מערכות מרכז יעילות מאוד ל קירור חדרים מרובים או חללים גדולים ומציעות בקרת טמפרטורה מדויקת.עם זאת, הם דורשים מאמצי התקנה ותחזוקה משמעותיים בשל הטיהור שלהם ורכיבים מורכבים.מערכות מרכז הן במיוחד מתאימים לבנייה חדשה שבה ניתן לשלב את הניקודות בעיצוב הבניין מלכתחילה.

מערכות מפוצלות ו-Dutless Mini-Splits

מערכות מיזוג אוויר פיצול מחלקות את הציוד הקירור לרכיבים פנימיים וחיצוניים המחוברים על ידי קווים קירור.היחידה החיצונית מכילה את הדחיסה וה condenser, בעוד היחידה הפנימית בתים את המחצבה ואת מטפל האוויר.תצורה זו מציעה גמישות במיקום ויכולה לשרת חדרים בודדים או אזורים מרובים.

מערכות קטנות ללא דוקטרינות הן אלטרנטיבה למיזוג אוויר מרכזי, אידיאליות לבתים או בניינים ללא דוקטרקט. המערכות הללו מספקות שליטה על אזור בודד, ומאפשרות לאזורים שונים להיות מוחזקים בטמפרטורות שונות על פי העדפות הדיירים ודפוסי השימוש.הם בעלי ערך במיוחד עבור רטרוטוב מבנים מבוגרים או הוספת קירור לאזורים ספציפיים ללא התקנה דו-זמנית נרחבת.

מערכות קירור אובססיביות

קרירים אווה, הידוע גם כקרנים בביצה, משתמשים בעיקרון של evaporation מים לאוויר קריר.מערכות אלה שואבות אוויר חם דרך כריות רווי מים, שבו האוויר קריר על ידי evaporation לפני שהוא נכנס לחלל.

קרירים אובססיביים הם יעילים ביותר באנרגיה וידידותיים לסביבה, שכן הם משתמשים בחשמל מינימלי ואין קירור.עם זאת, הם יעילים ביותר באקלים יבש ועשויים להגביר את הלחות הפנימית, מה שהופך אותם ללא מתאימים לאזורים חמימים.באקלים מתאים, קירור evaporative יכול לספק חיסכון משמעותי באנרגיה בהשוואה למערכות מבוססות קירור קונבנציונליות, לפעמים צמצום צריכת האנרגיה קירור על ידי 75% או יותר.

מערכות מים צ'יליארד

מערכות מים צ'יליות משמשות בדרך כלל בבניינים מסחריים או תעשייתיים גדולים.מערכות אלה משתמשות במצמרר למים מגניבים, אשר לאחר מכן מופצים באמצעות סלילים ביחידות אוויריות או יחידות של מאווררים כדי לספוג חום מהאוויר מקורה.מערכות מים צ'יליאד יעילות מאוד עבור קירור בקנה מידה גדול, וניתן לשלב עם רכיבי HVAC אחרים לשליטה מקיפה על האקלים.

מערכות אלה מציעות מספר יתרונות עבור מבנים גדולים, כולל ציוד מרכזי המפשט את תחזוקה, היכולת לשרת מבנים מרובים מן צמח מרכזי, ויכולות מצוינות של עומס באמצעות משאבה מהירה משתנה ועידוד של מספר צמרנים.מערכת חלוקת המים דורשת גם פחות מקום מאשר שווה ערך עבור חלוקת אוויר.

מערכות קירור רדיאנט

מערכות קירור רדיאנט מייצג גישה חדשנית כי התנאים בעיקר באמצעות החלפת חום קורנת ולא תנועת אוויר.מערכות אלה בדרך כלל מפיצות מים מצמררים באמצעות לוחות שהותקנו בתקרה, רצפות או קירות.משטחים מגניבים סופגים חום קורנר מתושבים ומקורות חום אחרים, ויוצרים סביבה נוחה עם תנועת אוויר מינימלית.

קירור רדיאנט מציע כמה יתרונות כולל פעולה שקטה, ללא טיוטות, דרישות הפצה אוויר מופחת, ואת הפוטנציאל יעילות אנרגיה גבוהה בשילוב עם אסטרטגיות בקרה מתאימות.עם זאת, מערכות אלה דורשות עיצוב זהיר כדי למנוע הדבקה על פני השטח קרירים ולעבוד הכי טוב כאשר יחד עם מערכת אוורור נפרד כדי לנהל לחות ולספק אוויר טרי.

טכניקות קירור פסיביות

אסטרטגיות קירור פסיביות ממינוף תופעות טבעיות ועיצוב מבנים תכונות כדי להפחית או לחסל את הצורך קירור מכני.טכניקות אלה כוללות:

(FLT:0) וידוי טבעי: FLT:1 שימוש בחלונות אופרות, אוורורים, ובניית אוריינטציה לקידום תנועה אווירית והסרת חום באמצעות אפקט ערימה ואוורור צלב.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) , ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) ⁇ : 1FLT: שימוש בחומרים מטביעים רפלקטיביים כדי למזער את ספיגת החום הסולארי ולצמצם את עומסי הקירור.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בעוד קירור פסיבי לבדו עשוי לא לספק נוחות תרמית מלאה בכל סוגי האקלים והבניה, שילוב אסטרטגיות פסיביות עם מערכות מכניות יכול להפחית באופן משמעותי את צריכת האנרגיה ואת עומסי קירור שיא.

תנאי עיצוב ושיקולי אקלים

הטווחים הרצויים של טמפרטורות, לחות, ושיעורי האוורור (אזור הנוחות התרמית) שדנו קודם לכן מהווים את תנאי העיצוב הייחודיים של עיצוב מקורה, והם נשארים קבועים למדי.לדוגמה, הטמפרטורה הפנימית המומלצת לנוחות כללית היא 22oC (או 72oF).

התנאים החיצוניים במיקום, מצד שני, משתנים מאוד משנה לשנה, חודש עד חודש, ואפילו שעה עד שעה.המערך של תנאים חיצוניים קיצוניים בהם מערכת חימום או קירור חייב להיות מסוגל לשמור על בניין בתנאי עיצוב מקורה נקרא תנאי עיצוב בחוץ.

מינוף כלכלה ונוחות

הטמעת מערכת HVAC על בסיס מזג האוויר הקיצוני ביותר על הרשומה אינה מעשית שכן למערכת בגודל גבוה יותר תהיה בעלות ראשונית גבוהה יותר, תתפוס יותר מקום, וככל הנראה תהיה בעלות תפעול גבוהה יותר, משום שהציוד במקרה זה ירוץ בעומס חלקי רוב הזמן ובכך ביעילות נמוכה יותר.רוב האנשים לא יחושו אי נוחות קלה בתנאים קיצוניים אם זה אומר ירידה משמעותית של עלויות התפעוליות או מערכת קירור ראשונית.

תקני התעשייה ממליצים בדרך כלל לתכנן מערכות קירור בהתבסס על תנאים שיהיו מעלים אחוז מסוים מהזמן ולא קיצוניות מוחלטות.לדוגמה, באמצעות תנאי עיצוב של 1% או 2.5%, כלומר המערכת היא בגודל של טמפרטורות כי הם מעלים רק 1% או 2.5% מהשעות במהלך עונת הקירור. גישה זו מאזן עלות ראשונית, יעילות תפעולית ונוחות הדיירים.

אנרגיה יעילה וקיימות בעיצוב מגניב

ככל שעלויות האנרגיה עולות והדאגות הסביבתיות גוברות, תכנון מערכות קירור ליעילות מקסימלית הפך לעדיפות קריטית.עיצוב מערכת קירור מודרנית חייב לאזן נוחות תרמית עם שימור אנרגיה ואחריות סביבתית.

בחירת ציוד ניהולי גבוה

בחירת ציוד עם דירוגים יעילות גבוהה היא היסוד להפחית את צריכת האנרגיה.עבור מערכות מיזוג אוויר, האנרגיה עונתית Efficiency Ratio (SEER) מצביע על יעילות קירור לאורך כל העונה.דירוג גבוה יותר מציין יעילות טובה יותר, עם יחידות יעילות גבוהה מודרניות להשגת דירוגים של 20 או גבוה יותר בהשוואה לסטנדרטים מינימליים של 13-14 SEER.

עבור מערכות מים מצמררות, יעילות צונן נמדדת על ידי קילוואט לטון (kW /ton) או Coefficient of Performance (COP) דחוסים מהירים משתנה, קירור מתקדם, וחילופי חום אופטימיזציה תורמים לביצועים צמרנים משופרים, במיוחד בתנאי עומס חלקי שבו מערכות פועלות רוב הזמן.

זרימה משתנה וכושר משתנה

מערכות קירור מסורתיות פועלות ביכולת קבועה, רכיבה על אופניים ומחוצה להלבבות עומסים שונים.גישה זו מבזבזת אנרגיה ומספקת שליטה לחות ירודה.מערכות מודרניות מעסיקות כוננים במהירות משתנה על דחיסות, אוהדים ומשאבות כדי לשנות את היכולת ברציפות, התאמת התפוקה לביקוש בפועל.

מערכות אוויר שונות (VAV) מתאימות את זרימת האוויר לאזורים שונים המבוססים על צרכי קירור אמיתיים, צמצום אנרגיית המעריצים ושיפור הנוחות.מערכות זרימה קירור שונות (VRF) מספקות הטבות דומות עבור מערכות מבוססות קירור, המאפשרות חימום וקירור במקביל באזורים שונים תוך שחזור חום מאזורים ההופכים למגניבים לאזורים אחרים.

התאוששות חמה ובישול

יישומים קירור רבים מייצרים חום פסולת שניתן לשחזר ולהשתמש בו באופן יצרני.המתחלים בהחלמה יכולים לספק בו זמנית קירור וחימום, תוך שימוש בחום נדחה מתהליך הקירור כדי לייצר מים חמים לשימוש ביתי או לחימום חלל. גישה זו משפרת באופן משמעותי את יעילות המערכת הכוללת.

מערכות אקומיצר מנצלות את האוויר החיצוני הקריר כדי לספק "קירור חופשי" כאשר תנאים חיצוניים מאפשרים.אוויר בצד האוויר האקולוגי של Air-side מביאים אוויר בחוץ ישירות כאשר הוא קריר יותר מאשר אוויר חוזר, בעוד שאקומני מים משתמשים במגדלי קירור או ציוד דחיית חום אחר כדי לקרר מים קרירים ללא הפעלת צ'ריפים.

אסטרטגיות בקרה מתקדמות

מערכות בקרה סופסטיות מייעלות את ביצועי מערכת הקירור על ידי התאמה מתמדת של פעילות המבוססת על תנאים אמיתיים ודיקור. אסטרטגיות מפתח כוללות:

(FLT:0) אינטואיציה מבוססת-דמנד: ריצוף 1: 1) התאמת צריכת אוויר חיצונית המבוססת על דיקור בפועל באמצעות חיישנים CO2 ולא בהנחה כי דיקור מקסימלי בכל עת.
(FLT:0) התחל/Stop:FIRLT:1) בניית מאפיינים תרמיים כדי להתחיל מערכות בזמן האחרון האפשרי, תוך שמירה על נוחות כאשר מגיעים הדיירים.
(FLT:0) אסטרטגיות התחלה: 1FLT) התאמת טמפרטורות אוויר אספקה, טמפרטורות מים מצמררות ונקודות אחרות המבוססות על עומסים בפועל כדי למזער צריכת אנרגיה.
(FLT:0) בקרת קדם: 1FLT (התחזית מזג האוויר) ומודלים לבניית תחזיות לחיזוי עומסים ואופטימיזציה של פעילות המערכת באופן פרואקטיבי.

שליטה ושביעות רצון

אוקנטים המסוגלים לשנות את הסביבה התרמית שלהם באמצעות בקרה תרמית ייתפסו יותר נוחות ללא קשר לאסטרטגיה של מיזוג, והם עשויים להפגין שביעות רצון נוספת ופרודוקטיביות.אספקת הדיירים עם רמה מסוימת של שליטה על הסביבה התרמית שלהם יכול לשפר באופן משמעותי את שביעות הרצון אפילו כאשר התנאים בפועל נשארים בתוך אותו טווח.

לדוגמה, קוד לבוש גמיש המאפשר בגדים מתאימים עונתי יכול לאפשר עיצוב טמפרטורות אוויר להיות מותאם למעלה במהלך עונת הקירור ולמטה במהלך עונת החימום ללא השפעה על התפיסה של הדיירים של נוחות.צעד מנהלי פשוט זה יכול להניב חיסכון משמעותי אנרגיה תוך שמירה או אפילו שיפור שביעות רצון של הדיירים.

אפשרויות בקרה אינדיבידואליות כוללות חלונות אופרות במבנים מאווררים באופן טבעי, מעריצים אישיים, תרמוסטטים מקומיים לאזורים בודדים, ופאנלים חימום / קירור קורנים המאפשרים לתושבים להתאים את הסביבה הקרובה שלהם אפילו נתפסים שליטה - כגון תרמוסט המספק משוב אך מוגבל טווח הסתגלות בפועל - יכול לשפר את שביעות הרצון.

גורמי ה-Dirmal Discomfort Factors

מעבר לנחמה תרמית הכוללת, מעצבים חייבים לטפל בגורמים אי נוחות מקומיים שיכולים לגרום לאי שביעות רצון גם כאשר תנאים כלליים עומדים בקריטריונים נוחות.

תנועת אוויר ואוויר

בעוד שתנועת אוויר יכולה להיות נעימה ולספק נוחות בנסיבות מסוימות, לפעמים לא רצויה וגורמת לאי נוחות.תנועת אוויר לא רצויה זו נקראת "דרפט" והוא נפוץ ביותר כאשר התחושה התרמית של הגוף כולו מגניבה.אנשים נוטים להרגיש טיוטה על חלקי גוף חשופים כגון הראש, הצוואר, הכתפיים, הקרסוליים, הרגליים, אבל התחושה תלויה גם במהירות האוויר, הטמפרטורה, הפעילות, הבגדים.

עיצוב מערכת קירור צריך למזער טיוטות באזורים הכבושים על ידי איתור נאות של אספקת דיפראוזרים, בחירת סוגי diffuser מתאימים, ושליטה באספקת אוויר מהירויות וטמפרטורות. בתנאים חמים, תנועה אווירית מוגברת יכולה לשפר את הנוחות באמצעות קירור מוגבר והערכה.

טמפרטורה

רצפה חמה מדי או מגניבה מדי עלולה לגרום לאי נוחות, בהתאם לנעליים. ASHRAE 55 ממליץ כי הטמפרטורה תישאר בטווח של 19-29 מעלות צלזיוס (66-84 °F) בחללים שבהם הדיירים יהיו לבושים בנעליים קלות משקל.

הבדלים בטמפרטורות ורידיות Aסימטריה

הבדלים בטמפרטורות מופרזות בין רמת הראש הקרסוליים יכולים לגרום לאי נוחות, כפי שניתן לקרין את הסימטריה של טמפרטורה ממשטחים חמים או מגניבים. מערכות קירור צריך להיות מתוכנן למזער את הstratification האנכי באמצעות הפצה אווירית נאותה, ולוחים קירור קורנים צריך להיות מוגדר כדי למנוע סימטריה מוגזמת.

שילוב של עקרונות הנוחות הארומאליים בתהליך העיצוב

מוצלח מאוד לחדד את תיאוריית הנוחות התרמית ואת יישום מערכת הקירור דורש שילוב שיקולי נוחות לאורך תהליך העיצוב, מהרעיון הראשוני באמצעות עמלה ותפעול.

שלב עיצוב מוקדם

במהלך תכנון מוקדם, לקבוע מטרות נוחות תרמיות המבוססות על סוג בנייה, דיקור, ואקלים.בחר מודלים מתאימים נוחות (PMV /PPD עבור חללים מותנים מבחינה מכנית, מודל הסתגלות עבור מבנים מחוסנים באופן טבעי) וקבוע טווחי יעד.חשב אסטרטגיות עיצוב פסיביות שיכולות להפחית עומסי קירור ולהרחיב את טווח התנאים הניתנים על ידי אמצעים טבעיים.

שלב העיצוב

לבצע חישובים מפורטים של עומסים החשבונאיים לכל רווחי החום והפסדים.ציוד הגודל כדי להתאים לעומסים בפועל ללא גורמי בטיחות מופרזים.מערכות הפצה עיצוב כדי לספק אוויר או מים מותנים ביעילות לכל האזורים. ביצועי מערכת המודל בתנאים תפעוליים שונים כדי לאמת את הקריטריונים לנחמה יתגשמו בכל רחבי החלל הכבוש ולאורך טווח התנאים הצפויים.

שימוש באנרגיה במודל לאורך כל השנה.קלו את העומס חשוב אך הבנת יעילות ציוד על פרופיל העומס כולו עשויה להלוות יותר תובנה בעיצוב יעיל.מודל אנרגיה שנתי מסייע לזהות הזדמנויות לשיפורים יעילות ואימות כי המערכת תפעל היטב בתנאים תפעוליים בפועל, לא רק תנאי תכנון שיא.

נציבות ואימות

מערכות קירור של הוועדה כדי להבטיח שהם פועלים כפי שנועדו, לבדוק כי הטמפרטורה, הלחות, מהירות האוויר בחללים הכבושים עומדים בקריטריונים עיצוב.הוראות בקרת מבחן כדי לאשר שהם מגיבים כראוי לעומסים שונים ולתנאים. לספק הכשרה לבניית מפעילי מערכת נאותה ותחזוקה.

הערכה לאחר-Occupancy

לאחר דיקור, להעריך נוחות תרמית בפועל באמצעות סקרים ומדידות. השוו תנאים אמיתיים לתכנון תחזיות ולתאם מערכות לפי הצורך לטפל בכל ליקויים. השתמש משוב מהתושבים כדי לחדד אסטרטגיות בקרה ולזהות הזדמנויות לשיפור.

מגמות מתפתחות וכיוונים עתידיים

תחום הנוחות התרמית והעיצוב מערכת הקירור ממשיך להתפתח, מונע על ידי התקדמות טכנולוגית, שינוי תנאי האקלים, והדגשה הגוברת על קיימות ורווחת הדיירים.

מערכות נוחות אישיות

במקום לנסות לספק את כל הדיירים עם קבוצה אחת של תנאים, מערכות נוחות מותאמות אישית לספק שליטה אישית על התנאים המקומיים.אלה כוללים מעריצים בעלי ערך שולחני, לוחות קורנים ומערכות אוורור אישי המספקים אוויר מותנה ישירות ליצירות בודדות. גישה זו מכירה הבדלים בודדים בהעדפה תרמית תוך צמצום צריכת האנרגיה הכוללת על ידי מתן תנאים מתונים יותר.

מבנים חכמים ושילוב IoT

האינטרנט של דברים (IoT) חיישנים ופלטפורמות בנייה חכמות מאפשרים ניטור חסר תקדים ושליטה של תנאים תרמיים.חיישנים אלחוטיים בכל המבנים לספק נתונים בזמן אמת על טמפרטורה, לחות, דיקור, ופרמטרים אחרים. אלגוריתמי למידת מכונה לנתח נתונים אלה כדי להתאים את פעולת המערכת, לחזות צרכי תחזוקה ולשפר את הנוחות תוך צמצום השימוש באנרגיה.

עיצוב אקלים-תגובה

כמו שינויי האקלים משנים את דפוסי הטמפרטורה ומגדילים את תדירות אירועי מזג האוויר הקיצוניים, עיצוב מערכת הקירור חייב להתאים.זה כולל תכנון לטמפרטורות גבוהות יותר, עונות קירור ארוכות יותר, וגישות עיצוב טמפרטורה גבוהות יותר להבטיח מבנים יכולים לשמור על תנאים מקובלים גם במהלך הפסקות רשת או כשלי ציוד.

Low-Carbon Cooling Technologies

הפחתת טביעת הרגל של מערכות קירור פחמן היא קריטית יותר ויותר.זה מניע אימוץ של קירור טבעי עם פוטנציאל התחממות כדור הארץ נמוך, מערכות קירור המופעלות על ידי השמש, אחסון אנרגיה תרמי שמשנה עומסים קרירים עד פעמים כאשר אנרגיה מתחדשת בשפע. מערכות קירור מחוז המשרתות מבנים מרובים מצמחים מרכזיים יכולים להשיג יעילות גבוהה יותר להקל על שילוב של מקורות אנרגיה מתחדשת ופסולת.

שיטות טובות ביותר עבור radging Theory and Application

בתרגום מוצלח של עקרונות נוחות תרמיים בעיצוב מערכת קירור יעיל דורש תשומת לב לכמה שיטות עיקריות:

(FLT:0) דרישות של Occupant: ההרחבה של סוגי בנייה שונים ודיקור יש דרישות נוחות שונות.עובדי Office יש צרכים שונים מאשר חולים או עובדי ייצור.
(FLT:0) תקנים סטנדרטיים: מיפוי 1: תקנים וקריטריונים מתאימים לסוג הבניין, האקלים ואסטרטגיה המיזוג.אל תיישם סטנדרטים שפותחו עבור מבנים מותנים מבחינה מכנית למרחבים מחוסנים באופן טבעי או להיפך.
(FLT:0)Perform Accurate Calculations: ibph:1) להשקיע זמן חישובים מפורטים ומדויקים של עומס ומערכת מודלים. קוצר ניתוח לעתים קרובות להוביל מערכות ביצועים גרועות המבזבזות אנרגיה ולא מספקות נוחות.
(FLT:0)עיצוב עבור ביצועים חלקית-Load:FreaLT:1 Systems לפעול בעומס שיא רק חלק קטן מהזמן.להבטיח ביצועים טובים בטווח המלא של תנאי הפעלה באמצעות אסטרטגיות בחירה ובקרה נאותות.
(FLT:0) להעריך את כל הבניין: FLT:1 למערכות קירור לא פועלות בבידוד. לתאם עם עיצוב אדריכלי, מערכות תאורה, עומסים ומערכות בנייה אחרות כדי לייעל את הביצועים הכוללים.
(FLT:0)Plan for Flexibility: בניין 1FLT משתמש בדפוסי דיקור משתנים עם הזמן.
(FLT:0)ניהול: FLT:1hil אפילו המערכת הטובה ביותר שעוצבה לא יבצע אם תישמרו בצורה גרועה.עיצוב לגישה קלה לציוד, לספק תיעוד ברור, והקימו תוכניות תחזוקה כדי להבטיח ביצועים ארוכי טווח.

מסקנה: יצירת נוחות, יעילה אני חי

נוחות תרמית ועיצוב מערכת קירור מייצגים צומת מתוחכם של פיזיולוגיה אנושית, פיזיקה, הנדסה וארכיטקטורה. שמירה על תקן זה של נוחות תרמית עבור הדיירים של מבנים או אולמות אחרים היא אחד המטרות החשובות של HVAC (התחממות, ventilation, ומיזוג אוויר) מהנדסי עיצוב בהצלחה מטרה זו דורש הבנה של הגורמים המורכבים המשפיעים על נוחות תרמית, בחירת טכנולוגיות מתאימות ועיצוב, שילוב בזהירות לתוך אלמנטים משותפים היטב.

העקרונות המתוארים במאמר זה - מתוך ששת הגורמים המשפיעים על נוחות תרמית לדיונים PMV /PPD, מעומס חישוב יסודות לאסטרטגיות בקרה מתקדמות - מספקים מסגרת ליצירת סביבות מקורה המעודדות בריאות, פריון וסיפוק תוך צמצום צריכת האנרגיה וההשפעה הסביבתית.

עבור בניית מעצבים, מהנדסים ומנהלי מתקן, האתגר הוא לגשר על הפער בין הבנה תיאורטית לבין יישום מעשי.זה דורש לא רק ידע טכני אלא גם תשומת לב זהירה לצרכים הספציפיים של כל פרויקט, שיתוף פעולה בין דיסציפלינות, ומחויבות לשיפור מתמשך באמצעות ניטור, הערכה, וזיקוק של מערכות לאחר דיקור.

על ידי קביעת החלטות עיצוב בעקרונות נוחות תרמיים קול, מינוף טכנולוגיות מתאימות, ושמירה על מיקוד הן הצרכים והן יעילות האנרגיה של הדיירים, אנו יכולים ליצור סביבות בנויות שמשרתות באמת את הדיירים שלהם תוך תרומה למטרות רחבות יותר.עתיד של עיצוב מערכת קירור נמצא בגישה הוליסטית זו אשר מזהה נוחות תרמית לא כנקודת טמפרטורה פשוטה, אלא כפן מורכב ורב-פנים של איכות סביבתית שמגיעה שיקול זה ופתרונות מתוחכמת.

לקבלת מידע נוסף על תקני עיצוב HVAC ונוחות תרמיות, בקר באתר האינטרנט (FLT:0) האגודה האמריקנית של ההשמדה, מקרר ומהנדסים (ASHRAE)BuildFLT:1.