Carbon Balance and Management, 2006; 1: 12-12 (más artículos en esta revista)

Desarrollo de tecnologías de aire acondicionado para reducir las emisiones de CO 2 en el sector comercial

BioMed Central
Yukiko Yoshida (yoshida.yukiko @ nies.go.jp) [1]
[1] Center for Global Environmental Research, National Institute for Environmental Studies, 16-2 Onogawa, Tsukuba, Japón

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Resumen
Fondo

Architectural métodos que tengan en cuenta la conservación del medio ambiente mundial se concentran generalmente en la mitigación de la carga de calor de los edificios. En este sentido, evaluar la reducción de dióxido de carbono (CO 2) que puede lograrse mediante la mejora de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) tecnologías.

Resultados

La investigación sobre el cambio climático Hall (CCRH) del Instituto Nacional de Estudios Ambientales (NIES) se utiliza como un caso de estudio. CCRH fue construido en consonancia con la "Green Gobierno de Edificios" del programa del Gobierno de Edificios del Ministerio de Tierras, Infraestructura y Transporte de Japón. Hemos evaluado la tecnología utilizada en este edificio, y se encontró que existe una posibilidad de reducir el consumo de energía en el sistema HVAC en un 30%.

Conclusión

El ahorro de energía reduce las emisiones de CO 2 en el sector comercial, aunque los factores de emisión dependerá del país o región. En consecuencia, la energía potencial de ahorro puede servir como criterio en la selección de tecnologías en aire acondicionado con respecto a objetivos de reducción de emisiones.

Fondo

Calefacción, ventilación, aire acondicionado (HVAC) y sistemas de iluminación en los edificios son una fuente importante de dióxido de carbono (CO 2) en el sector comercial. La reducción de esta fuente es un problema común para los países asiáticos que comparten similares limitaciones en el desarrollo de soluciones [1, 2].

En Japón, una cooperativa académicas, industriales y gubernamentales proyecto ha sido creado para desarrollar un nuevo sistema llamado el Sistema de Evaluación Global para la creación de eficiencia ambiental (CASBEE). Evalúa todas las formas de uso de energía en los edificios [3].

La investigación sobre el cambio climático Hall (CCRH terminado en 2001, ferroconcrete, tres plantas, 4900 m 2 de superficie total) en el Instituto Nacional de Estudios Ambientales en Japón se construyó de acuerdo con los últimos diseños de la sostenibilidad del medio ambiente, incluidos el calentamiento global de reducción de tecnología para edificios [4].

El consumo de electricidad para el alumbrado, que está relacionada con la generación de calor interior de carga, los cambios poco de una temporada a otra. Este edificio está equipado con 32 W de alta frecuencia, luces fluorescentes, cuya intensidad está controlada para mantener un brillo constante independiente de la luminosidad exterior. El control automático de iluminación se encontró a darse cuenta de aproximadamente el 30% en ahorro de energía anual en comparación con iluminación automática, sin control [5].

En este sentido, evaluar las tecnologías usadas en aire acondicionado a lo largo de este edificio (Figura 1] de cuantificar la reducción de la carga medioambiental logrados por el uso de estas tecnologías y opciones de manejo en relación a la tecnología, las instituciones y la cultura [6].

Resultados

Sobre la base de datos sobre el consumo de energía, iluminación, aire acondicionado de control, y los interiores como exteriores, medio ambiente, hemos desarrollado un sistema de coordinación de las unidades fan coil (FCUs) y el aire la entrega de unidades (AHUs). Coordinado de control y operación de FCUs y AHUs apaga FCUs cuando la carga de calor a través de las ventanas es pequeño. En los locales donde los ocupantes y otras fuentes de calor dentro son menos de lo previsto por el diseño, que impone límites a exceso de espacio y de enfriamiento utiliza AHU soplador de operación, que es más eficaz contra la temperatura ambiente aumenta el enfriamiento de AHU operación en el invierno. Esto disminuye la pérdida de energía y también proporciona comodidad. De acuerdo con cálculos basados en los datos de medición del año fiscal 2004, lo que reduce la pérdida de funcionamiento de FCUs y AHUs HVAC promete una reducción de energía de alrededor del 30% (Figura 2].

En relación con el cambio de la configuración de la temperatura ambiente, se realizó un cuestionario sobre la comodidad, y obtuvo respuestas de más de la mitad de la sala de ocupantes. Cuando la temperatura ambiente se redujo el establecimiento a 22 ° C, más los encuestados dijo que se sentían incomodidad o molestia leve que a 23 ° C. Por otra parte, independientemente de la temperatura a la que el establecimiento se cambió, los informes para la sala de perímetros no eran tan buenas como las de los interiores (Figura 3].

Discusión

En el caso de aire acondicionado y calefacción, el umbral que separa cómodo e incómodo condiciones es muy estrecho. Control de temperatura se deben diseñar cuidadosamente a fin de aprovechar al máximo la energía sin la imposición de reducción de estrés en la sala de ocupantes.

Temperatura ambiente precisa los datos de seguimiento debe de ser alimentada de nuevo a la bien diseñado sistema de ventilación basado en un modelo numérico que tenga en cuenta el medio ambiente y condiciones de uso de habitación. Este intrincado sistema diseñado específicamente para la construcción de un individuo conducirá a un máximo ahorro de energía sin perturbar las actividades de sus ocupantes.

Sobre la base de este concepto, evaluamos el ahorro de energía potencial (ESP) [7]:

ESP = Consumo anual de energía de aire acondicionado Base de consumo de energía de aire acondicionado MathType MTEF @ @ @ 5 + 5 = @ feaafiart1ev1aaatCvAUfKttLearuWrP9MDH5MBPbIqV92AaeXatLxBI9gBaebbnrfifHhDYfgasaacH8akY = wiFfYdH8Gipec8Eeeu0xXdbba9frFj0 = OqFfea0dXdd9vqai = hGuQ8kuc9pgc9s8qqaq = dirpe0xb9q8qiLsFr0 = = vr0 vr AE77 @ @

de dos maneras,

ESP 1 = Consumo anual de energía de aire acondicionado Base de consumo de energía de aire acondicionado de acuerdo a los inventarios de gases de efecto invernadero MathType MTEF @ @ @ 5 + 5 = @ feaafiart1ev1aaatCvAUfKttLearuWrP9MDH5MBPbIqV92AaeXatLxBI9gBaebbnrfifHhDYfgasaacH8akY = wiFfYdH8Gipec8Eeeu0xXdbba9frFj0 = OqFfea0dXdd9vqai = hGuQ8kuc9pgc9s8qqaq = dirpe0xb9q8qiLsFr0 = = vr0 vr E354 @ @

ESP 2 = Consumo anual de energía de aire acondicionado Base de consumo de energía de aire acondicionado en óptimas de control de HVAC MathType MTEF @ @ @ 5 + 5 = @ feaafiart1ev1aaatCvAUfKttLearuWrP9MDH5MBPbIqV92AaeXatLxBI9gBaebbnrfifHhDYfgasaacH8akY = wiFfYdH8Gipec8Eeeu0xXdbba9frFj0 = OqFfea0dXdd9vqai = hGuQ8kuc9pgc9s8qqaq = dirpe0xb9q8qiLsFr0 = = vr0 vr D143 @ @

El valor total del consumo de energía primaria en las oficinas típico en el ejercicio fiscal de 2004 se informó de que aproximadamente 2000 MJ / m 2 / año de la Construcción-Energía Manager's Association de Japón. Este importe total se aproxima a los valores en el inventario de gases de efecto de Japón [8].

HVAC anual del consumo de energía de una típica oficina en 1058 fue CCRH MJ / m 2 / año en 2004. Sin embargo, según el Edificio de Energía del jefe de la Asociación de Japón, en virtud de las oficinas generales de control de HVAC debe tener una tasa anual de consumo de 828 MJ / m 2 / año. Por lo tanto, nos ponemos en la base de referencia el consumo de energía de aire acondicionado a 828 MJ / m 2 / año de acuerdo con las de gases de efecto invernadero. Por lo tanto, ESP 1 de CCRH se estimó en 1,28 en 2004.

Base de consumo de energía bajo control óptimo HVAC se estimó en 817 MJ / m 2 / año en 2004 utilizando un enfoque similar al de Ishida y Mori [9]. Esto hace ESP 2 igual a 1,30.

Conclusión

El aumento de la concienciación de las cuestiones ambientales ha dado lugar al desarrollo de un gran número de tecnologías de conservación de la energía para los edificios, especialmente en los países más desarrollados [4]. Energía potencial de ahorro (ESP) es un indicador muy importante para el desarrollo de estas tecnologías.

En Japón, se está tratando de crear políticas, como las normas para la planificación eco-edificios por el Gobierno de Edificios del Ministerio de Tierras, Infraestructura y Transporte. En este documento se presentan aproximadamente 50 tecnologías y métodos de cálculo y ofrece fórmulas que pueden ser evaluadas usando ESP.

El ahorro de energía reduce las emisiones de CO 2 en el sector comercial, aunque los factores de emisión dependerá del país y la región [1]. Por lo tanto, tenemos que evaluar los métodos desarrollados en Japón para su utilización en la gestión de carbono en toda la región de Asia.

Métodos

Al igual que en edificios de oficinas ordinario, el sistema de climatización del edificio utilizado en esta investigación ha FCUs en la ventana del lado del perímetro, mientras que los interiores han habitación AHU los sistemas de aire acondicionado que incorporen la variable volumen de aire (Vav) sistema de control (Figura 4].

El consumo de electricidad para el alumbrado, que está relacionada con la generación de calor interior de carga, los cambios poco de una temporada a otra. El edificio en cuestión está equipado con 32 W de alta frecuencia las lámparas fluorescentes con iluminación automática de control de desempeño de la intensidad de la corrección inicial (Figura 5].

El consumo de energía del sistema HVAC se muestra en la Figura 6. En los días de semana en el verano, la refrigeración se logra principalmente con las unidades de HVAC interior (AHUs). Cuando la temperatura exterior es de 25 ° C o superior, ventana perímetro unidades HVAC (FCUs) también se utilizan. En el invierno, cuando la temperatura exterior es de 10 ° C, o menos, FCU AHU calefacción y la refrigeración se utilizan. Hay cierta preocupación ante la pérdida de energía de funcionamiento debido a uso simultáneo de refrigerados y agua caliente, pero se espera que la energía será salvado mediante la introducción de mejoras al sistema.

Sin embargo, los administradores de la energía no puede determinar si un determinado medio ambiente de interiores es cómodo o no de la HVAC monitor, sobre todo cuando los usuarios abrir las ventanas para dejar en fuera de aire.

El confort es diferente para cada espacio acondicionado. Para examinar la temperatura ambiente y distribución de la temperatura en la sala experimental (FCU, Vav detectado temperatura), hemos realizado mediciones (Figura 7] a temperaturas de 5 alturas diferentes (100, 500, 1200, 1800, y 2600 mm) en 3 lugares: en el perímetro, que es sensible a mejorar la dotación de rendimiento y cambios en las condiciones exteriores, y en el interior (centro y pasillo lateral). Los datos sobre la distribución vertical de temperatura recogidos a partir de 1 de agosto de 2005 y el 5 de febrero de 2006 sobre el espacio acondicionado horas de 10:00 a 20:00 horas se representará gráficamente en la Figura 8 como las medias y las desviaciones estándar de temperatura rango de variación durante el período de tiempo de la investigación.

En tanto en verano como en invierno, perímetro de la ventana se vio afectada por los cambios meteorológicos al aire libre. En invierno, hay grandes diferencias de temperatura de altura, lo que hace difícil mantener el confort.

Nos trazó la diferencia entre la temperatura FCU de entrada y salida AHU temperatura (Δ t Δ t) contra el AHU suministro de aire de temperatura en cada punto de medición (Figura 9] con el fin de ilustrar las circunstancias descritas anteriormente. Queríamos estudiar el medio ambiente de interiores creados por FCU combinado y AHU operación, y diseño de la respuesta del sistema HVAC AHU incluida la construcción de aberturas. El pequeño consumo de calor a 26 ° C, cerca del límite superior de la AHU temperatura del aire de alimentación, sugiere la eficacia del ventilador operación y fuera de refrigeración por aire de operación en el verano y el período intermedio, así como la eficacia de la ventilación natural y de dejar en el aire frío mediante la apertura de ventanas y cerrar AHUs. En invierno, hemos observado una pérdida de explotación de energía, causado por el efecto de la calefacción FCU pide que AHU para reducir el espacio de refrigeración.

El Cuadro 1 presenta los principales parámetros del modelo probado el medio ambiente de interiores.

Cuadro 2 se presenta los principales puntos de medición, e incluye detalladas mediciones de este medio ambiente de interiores.

Agradecimientos

Este estudio fue realizado en el marco del "desarrollo y aplicación de las medidas de conservación de energía" del proyecto, financiado por el Ministerio de Medio Ambiente (Japón). Los experimentos se han llevado a cabo bajo la supervisión de Yutaka Tonooka, Hideaki Nakane y Yasumi Fujinuma con la ayuda de Takashi Inoue, Kazuyuki Kamimura, y Yasuo Utsumi. Gen Inoue participó en la redacción del manuscrito, y ha contribuido sustancialmente a su concepción. Shaney Crawford corregido el uso de Inglés.