Sıfır Enerji Bina Hedeflerini Desteklemek için yardımcı sistemleri tasarlayın

Sıfır Enerji Binalarında Yardımcı Sistemlerin Eleştirel Rolü

Sıfır Enerji Binaları (ZEBs), inşa ettiğimiz, inşa ettiğimiz ve inşa edilen ortamı nasıl tasarladığımızda bir paradigma değişikliği temsil eder. ZEB, birincil bina fonksiyonlarını kullanan bir bina olarak tanımlanır - sıfır enerji hedefine etkili bir şekilde dönüştürmek için eşit derecede kritiktir.Bu sistemler, gelişmiş bir enerji tasarımı, ve pasif güneş tasarımı oluşturur, yardımcı sistemleri temel olarak, birincil bina işlevlerini ve enerji kaynaklarını en iyi şekilde optimize eder.

Yardımcı Sistemleri ve Enerji Etkilerini Tanımlamak

Bir ZEB bağlamında yardımcı sistemler, inşaatın birincil yapısı veya en ticari ve konut binalarındaki yenilenebilir enerji kaynaklarının bir parçası olup, bina dağıtım fanları ve pompalar her şeyi aydınlatmak için tutarlar, asansör motorları ve bina otomasyonu. Çünkü bu sistemler en büyük elektrik ve termal enerji tüketicileri en ticari ve konut binalarında, verimlilik ve kontrolleri, bina performansında doğrudan bir etkisi vardır.

ABD Enerji Bölümü (DOE) tipik ticari binalarda, HVAC sistemleri sadece yüksek yenilenebilir nesil ve düşük talep süreleri ile uyumlu olarak, ZEB tanımlarının ve temel hatların kapsamlı bir genel bakış açısından, sıfır Enerji binalarının sadece daha az tüketilmesi gerektiğini tahmin ediyor.

ZEB'te Yardımcı Sistemlerin Anahtar Türleri

Isıtma ve Soğutma Sistemleri

Çoğu iklimde en büyük yardımcı enerji yükü uzaysaldır. ZEB, geleneksel gaz fırınları veya elektrikli direnç ısıtıcıları, genellikle toprak kaynaklı veya hava kaynaklı ısı değiştiricileri ile çiftleşir.Yer-kaynak ısı pompaları (GSHP) ısı pompasının sabit ısı dağılımını sağlar.

Havalandırma ve Kapalı Hava Kalitesi

Havalandırma, yolcu sağlığı için elverişli değildir, ancak bir ZEB'te, minimum enerji cezası ile elde edilmelidir. Enerji kurtarma ventilatörler (ERVs) veya ısı kurtarma ventilatörler (HRV) hava akışları arasındaki ısı ve nem, aksi takdirde kaybedilecek enerjilerin yüzde 70-85'i geri kazanmalıdır.

Aydınlatma Sistemleri

Bir ZEB'te enerji genellikle binanın toplam enerji bütçesinin yüzde 5-8'inden daha azını kesmektedir. Bu, fotodörleri kullanarak günlük ışık hasat yoluyla elde edilir, aksi takdirde şarj sistemi, yüksek çözünürlükte 150 lumlu LED fikstürleri yüksek çözünürlükte korurken daha fazla azaltılabilir.

Su Isıtması Su Isıtması

Yurtiçi sıcak su (DHW) konut ZEB'te ve bazı ticari binalarda (örneğin, oteller, mutfaklar) Güneş su ısıtıcıları ile sürekli ısı kaybından kaçınmak için kullanılabilir.

Enerji Depolama

Battery enerji depolama sistemleri (BESS) bir ZEB'in gece veya bulut dönemlerinde kullanım için fazla güneş nesli depolamasına izin verir. Lityum demir fosfat (LFP) gibi gelişen kimyagerler, gelişmiş güvenlik ve döngü yaşamı sunar.

Building Otomasyon ve Kontroller

Tüm yardımcı sistemleri bir araya getiren istihbarat katmanı, bina otomasyon sistemi (BAS) Bir ZEB'de, bir BAS, BACnet veya Modbus gibi bina önceden belirlenmiş gecikmelere izin verir ve farklı üreticiler arasında gerçek zamanlı optimizasyon sağlar.

Tasarım Stratejileri maksimum Verimlilik ve Entegrasyon için

Bütünleşik Tasarım Süreci (IDP)

Sıfır enerji, izole edilmiş, eşdeğer bir sistem seçiminden uzaklaşmak gerektirir. Entegre bir tasarım süreci mimarlar, mühendisler ve enerji modellemeleri ilk olarak - yönlendirme, yalıtım ve en üst düzey sistemlerden tasarruf etmek için tasarlanmıştır.Bu yaklaşım genellikle daha küçük ekipmana, daha düşük sermaye maliyetine ve genel verimlilike yol açıyor. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) entegre tasarımların, ZEB'te 30-50 oranında kesintiye uğratabileceğini gösteren birkaç vaka çalışması yayınladı.

Sistem Siz ve Enerji Modelleme

Aşırılık, verimliliği zayıflatan ortak bir hatadır. Kısa süreli, daha yüksek parasitik kayıplar ve dinamik güneş kazançlarından dolayı parça yük performans sonucu azaltılır. Enerji modellemesi, batarya kapasitesi ve iyonlama boyutları gibi araçları kullanarak. daha iyi uygulamalar için tasarımcılara izin verir.For more on best practicesing:0ASHIDRO enerji modelleme yönergeleri[TDönetici).

İlk olarak, Active Second

Aktif yardımcı sistemleri tasarlamadan önce, her türlü yükü pasif olarak azaltma fırsatı tükenmelidir. Bu, doğal havalandırma stratejileri, yüksek performanslı beton kaplamaları, dış gölgeleme ve serin çatılar ile karıştırılması da içerir. Örneğin, iyi tasarlanmış bir gece-flush havalandırma sistemi, omuz mevsimleri boyunca mekanik soğutma ihtiyacını ortadan kaldırır.

Yenilenebilir Enerji Entegrasyonu

Yardımcı sistemler, yerinde yenilenebilir enerjilerle uyum içinde çalışmak için tasarlanmıştır. Fotovoltaik (PV) diziler sadece gün ışığı saatlerinde enerji üretmek, bu yüzden yüksek yük sistemleri, su ısıtması gibi yüksek yük sistemleri, güneş saatleri boyunca tercih edilebilir bir şekilde çalışmalıdır. Heat Pumps kendi başına bir "solar güçlendirme" modu haline gelir, sadece akşam kullanım için ısıtılır.

Komisyon ve Performans Ölçümü

En düşünceli şekilde tasarlanmış yardımcı sistemleri düzgün bir şekilde hazır olmadıkları takdirde performans hedeflerini yerine getiremez.Gelişmiş binalar için komisyonlama (veya retrokommisyon) kontrollerin doğru bir şekilde ayarlandığında, sensörler kalibrasyonlu ve test edilebilir.DDD) Kontroller alt basamakları kullanarak devam eden izleme ve BAS pan-metreleri kullanarak, gerçek zamanlı enerji kullanımı yoğunluklarını takip etmelerine olanak sağlar. Sürekli hata algılama ve tanılamalara karşı karşılaştırma sağlar. Sürekli hata algılama ve tanı (FD) Sürekli ısı pompası performansı veya yönlendirme performansına karşılanır.

Meydanlar ve Pratik Çözümler

İlk Maliyet ve Kompleksi

ZEB yardımcı sistemlerine entegre, yüksek performanslı bir yaklaşım genellikle, hizmetlerden daha yüksek bir maliyet taşır.Yer kaynaklı ısı pompası döngüsü kurulumu, ERV ductwork, batarya sistemleri ve gelişmiş kontroller tüm ek masraflar. Ancak, yaşam döngüsü sürekli olarak, işletme tasarruflarının 15-20 yıl boyunca telafi edilen programlardan daha yüksek olduğunu gösterir.

Grid Interaction and Talep Flexability

ZEBs proliferate olarak, elektrik şebeke üzerindeki toplam etkisi önemli hale gelir. Tüm binalar aynı anda güneşli öğleden sonraları ihracat yapmaya çalışırsa, gerilim düzenlemeleri sorunları meydana gelebilir.Tam olarak, geceleri, şebekelerden ağır gelebilirler. Akıllı yardımcı sistemleri kritik zirve olayları sırasında (isteğen) veya düşük karbon saatlerine kadar olan yükleri giderek daha da önemlidir.

Occupant Davranış ve Bakım

Yardımcı sistemler, yolcuların aşırı kontrolleri, blok ve elemanlarını kontrol etmesi veya filtreleri korumak için başarısız olup olmadığını derecelendiremez.Eğitim ve kullanıcı dostu arayüzler önemlidir.Uluslararası Yaşam Gelecek Enstitüsü'nün Yaşam Yapı Challenge'ı kurmak için yolcuları kişisel konfor tercihlerini ayarlamaları gibi, binadaki sıfır enerji tasarrufu sağlar - ısı pompası filtre değişiklikleri, PV panel temizliği ve batarya havalandırma kontrolleri dahil - bina operasyonel planına inşa edilmelidir.

İklim Değişikliği Çözümleri

ZEB'ler için tek boyutlu bir yardımcı sistemi tasarımı yoktur. Sıcak-humid iklimlerinde, dehumidification, açık hava sistemleri (DOAS) ile ental tekerlekler veya desiccant elektrikli tekerlekler arasında geçiş yapmak için kullanılabilir. Soğuk-kural ZEBs, hava kaynaklı ısı pompaları yerel iklim verilerinin altında mücadele edebilir, bu nedenle zemin kaynakları veya su kaynakları ısı pompası tercih edilir.

Vaka Çalışması: Tümleşik Yardımcı Sistemlerle Net-Zero Ofisi

Net-zero enerji için hedef alan bir muzdaki 5.000 m2 ofis binası göz önünde bulundurun. Tasarım ekibi, 60 dikey delikli bir ısı pompasını 60 dikey delikli, talep edilen havalandırma ile bir ERV, güneş aralığı ile LED aydınlatma ve 100 kW çatıdaki PV serisi ile çiftleştirilmiş bir 100 kWh-iron-offotozofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofofometresi ile bir araya geldi, çünkü BAS, ortalamanın yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan binayı kullanarak binayı en düşük maliyetli hale getirdi.

ZEB için yardımcı sistemlerde Future Trends

Yardımcı sistemlerin evrimi dijitalleşme, elektriklileştirme ve ızgara dayanıklılığı için büyüyen ihtiyaçtır: Anahtar eğilimleri şunları içerir:

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Yardımcı sistemler sıfır enerji binalarının operasyonel arka kemiğidir. Tasarımı doğrudan binanın sadece enerji akışının üzerinde net bir enerji dengesi olup olmadığını belirler.Önce maliyet ve karmaşıklık cihazlarının, ısı pompalarının ve ERV'lerin entegrasyonu, yenilenebilir nesil ve depolamanın entegrasyonu gibi, akıllı kontrollerin güçlendirilmesi ve mevcut teşviklerin arttırılması gibi, tasarımcılar daha da rahat, dayanıklı ve maliyetle etkili hale getirilmesi için optimize edici bir şekilde tasarlanmıştır.