Problem integracji systemów sterowania stropami aktywowanymi termicznie i wentylacji w budynkach edukacyjnych
DOI:
https://doi.org/10.36119/15.2024.3.4Słowa kluczowe:
TABS, TRNSYS, VAV, DCV, sterowanie energooszczędne, użytkownicy, komfort cieplnyAbstrakt
W artykule przedstawiono zagadnienie sterowania systemami HVAC (ang. Heating, Ventilation, Air Conditioning) ze stropami aktywowanymi termicznie – TABS (ang. Thermally Activated Building Slabs) dla budynków edukacyjnych charakteryzujących się dużymi i zmiennymi w czasie wewnętrznymi obciążeniami chłodniczymi. Zidentyfikowano problem odprowadzenia obciążeń chłodniczych przez system TABS w tych budynkach, zaproponowano wykorzystanie powietrza wentylacyjnego do odprowadzenia części tych obciążeń oraz porównano proste algorytmy sterowania integrujące system TABS i system powietrzny. Jako narzędzia badawcze opracowano model symulacyjny działania tego systemu w ciągu całego roku w programie TRNSYS17. Rozwiązano problem wyboru sterowania energooptymalnego, w którym ograniczeniami było spełnienie warunków komfortu cieplnego (temperatury odczuwalnej w wymaganym przedziale), a funkcją celu minimum zapotrzebowania na energię pierwotną systemu HVAC w ciągu roku. Algorytmy sterowania systemem TABS oparto na krzywych grzania i chłodzenia wyznaczonych na podstawie metody UBB (ang. Unknown-But-Bounded – nieznany, ale ograniczony [profil obciążeń]), w których temperatury przełączenia wyznaczono opierając się na oryginalnej autorskiej metodzie. Obliczenia przeprowadzono dla studium przypadku – sali wykładowej w budynku edukacyjnym. Wykazano, iż tylko współpraca systemu TABS z wentylacją działającą również na potrzeby odprowadzenia części obciążeń termicznych – TABS+VAV (ang. Variable Air Volume), pozwala na utrzymanie wartości temperatury odczuwalnej w wymaganym przedziale komfortu cieplnego –83% czasu użytkowania dla najkorzystniejszego komfortowo wariantu sterowania. W przypadku, gdy wentylacja działała wyłącznie na potrzeby higieniczne – TABS+DCV (ang. Demand Control Ventilation) czas, w którym temperatura odczuwalna mieściła się w przedziale komfortowym wynosił dla najkorzystniejszego wariantu sterowania tylko 14% czasu użytkowania pomieszczenia.
Pobrania
Bibliografia
Asanati, K. et al. 2021. Healthier schools during the COVID-19 pandemic: ventilation, testing and vaccination. Journal of the Royal Society of Medicine. 114, 4 (Feb. 2021), 160–163. DOI : https://doi.org/10.1177/0141076821992449.
Burridge, H.C. et al. 2021. The ventilation of buildings and other mitigating measures for COVID-19: a focus on wintertime. Proceedings of the Royal Society A. 477, 2247 (Mar. 2021). DOI: https://doi.org/10.1098/RSPA.2020.0855.
Chung, W.J. and Lim, J.H. 2019. Cooling operation guidelines of thermally activated building system considering the condensation risk in hot and humid climate. Energy and Buildings. 193, (Jun. 2019), 226–239. DOI:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.03.049.
Pobrania
Opublikowane
Numer
Dział
Kategorie
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.
Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication, with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits others to share the work with appropriate acknowledgment of the authorship and initial publication in this journal.
