Problem integracji systemów sterowania stropami aktywowanymi termicznie i wentylacji w budynkach edukacyjnych
autor:
KATARZYNA PAŁASZYŃSKA, KAROL BANDURSKI, MIECZYSŁAW POROWSKI
ORCID ID:
0000-0002-3403-7536, 0000-0001-8578-7233
Numer miesięcznika:
03/2024 Instal s.31-38
DOI:
10.36119/15.2024.3.4
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 odczuwlanej 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.
Słowa kluczowe:
Informacje o autorach:
mgr inż. Katarzyna Pałaszyńska https://orcid.org/0000-0002-3403-7536, dr inż. Karol Bandurski https://orcid.org/0000-0001-8578-7233, dr hab. inż. Mieczysław Porowski, prof. PP https://orcid.org/0000-0002-9793-6133 ‒ Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska
Adres mailowy do korespondencji: katarzyna.palaszynska@put.poznan.pl