Heizungs-, Lüftungs-und Klimaanlagen

HLK-Einheit auf dem Dach mit Blick auf die Entlüftung von Frischluftanlagen

Lüftungskanal mit Auslass Diffusor Entlüftung. Diese werden in einem Gebäude installiert, um Luft in oder aus Räumen zu bewegen. In der Mitte ist a Dämpfer Öffnen und Schließen der Entlüftung, damit mehr oder weniger Luft in den Raum gelangen können.

Die Steuerkreislauf in einer HLK -Installation im Haushalt. Die Drähte, die mit dem blauen Terminalblock in der oberen Rechtsrechnung verbunden sind Thermostat. Das Lüftergehäuse befindet sich direkt hinter der Brett, und die Filter kann oben sehen. Die Sicherheit Verriegelung Schalter ist unten links. In der unteren Mitte ist die Kondensator.

Heizungs-, Lüftungs-und Klimaanlagen (HVAC)^[1] ist die Verwendung verschiedener Technologien zur Kontrolle der Temperatur, Feuchtigkeitund Reinheit der Luft in einem geschlossenen Raum. Sein Ziel ist es, bereitzustellen Wärmekomfort und akzeptabel Innenluftqualität. Das HLK -Systemdesign ist eine Subdisziplin von Maschinenbaubasierend auf den Prinzipien von Thermodynamik, Strömungsmechanik, und Wärmeübertragung. "Kühlung"wird manchmal zur Abkürzung des Feldes als hinzugefügt HVAC & r oder HVACRoder "Belüftung" wird wie in fallen gelassen Hacr (wie bei der Bezeichnung von HACR-bewertet Leistungsschalter).

HLK ist ein wichtiger Bestandteil von Wohnstrukturen wie Einfamilienhäusern, Wohngebäuden, Hotels und Senioren -Wohneinrichtungen. mittel- bis große Industrie- und Bürogebäude wie z. Wolkenkratzer und Krankenhäuser; Fahrzeuge wie Autos, Züge, Flugzeuge, Schiffe und U -Boote; und in Meeresumgebungen, wo sicher und Gesunde Gebäude Die Bedingungen werden in Bezug auf Temperatur und Luftfeuchtigkeit reguliert, wobei frische Luft aus dem Freien verwendet wird.

Lüftung oder Belüftung (Das "V" in HVAC) ist der Prozess des Austauschs oder Ersetzens von Luft in jedem Raum, um eine hohe Luftqualität zu ermöglichen, die Temperaturkontrolle, Sauerstoffauffüllung und Entfernung von Feuchtigkeit, Gerüchen, Rauch, Wärme, Staub, Luftbakterien und Kohlenstoff umfasst Dioxid und andere Gase. Die Belüftung beseitigt unangenehme Gerüche und übermäßige Feuchtigkeit, führt Außenluft ein, hält die Luft in der Innenausstattung um und verhindert die Stagnation der inneren Luft. Methoden zur Beatmung eines Gebäudes sind in unterteilt in mechanisch/erzwungen und natürlich Typen.^[2]

Überblick

Die drei Hauptfunktionen von Heizung, Belüftung und Klimaanlage sind in Verbindung miteinander verbunden, insbesondere mit der Notwendigkeit, thermischen Komfort und akzeptable Innenluftqualität innerhalb angemessener Installation, Betrieb und Wartungskosten zu bieten. HLK -Systeme können sowohl in häuslichen als auch in kommerziellen Umgebungen verwendet werden. HLK -Systeme können Belüftung liefern und Druckbeziehungen zwischen Räumen aufrechterhalten. Die Mittel zur Luftversorgung und Entfernung aus Räumen sind als bekannt als Raumluftverteilung.^[3]

Einzelne Systeme

In modernen Gebäuden, Design, Installation und Kontroll systeme Von diesen Funktionen werden in ein oder mehrere HLK -Systeme integriert. Für sehr kleine Gebäude schätzen Auftragnehmer normalerweise die Kapazität und Art des benötigten Systems und entwerfen das System dann, wobei die entsprechenden Kältemittel und verschiedene erforderliche Komponenten ausgewählt werden. Für größere Gebäude, Baudienstleiter, Maschinenbauingenieure oder Bauunternehmen Ingenieure analysieren, entwerfen und geben die HLK -Systeme an. Mechanische Auftragnehmer und Lieferanten für Spezialitäten fördern, installieren und beauftragen die Systeme. Gebäudegenehmigungen und Code-Compliance-Inspektionen der Installationen sind normalerweise für alle Gebäudegrößen erforderlich.

Bezirksnetzwerke

Obwohl HLK in einzelnen Gebäuden oder anderen geschlossenen Räumen ausgeführt wird (wie wie Norads Unterirdische Hauptquartier), das beteiligte Geräte ist in einigen Fällen eine Verlängerung eines größeren Fernwärme (Dh) oder Bezirkskühlung (DC) Netzwerk oder ein kombiniertes DHC -Netzwerk. In solchen Fällen werden die Betriebs- und Wartungsaspekte vereinfacht und die Messung erforderlich, um die verbrauchte Energie und in einigen Fällen Energie, die an das größere System zurückgegeben wird, zu berechnen. Zum Beispiel kann ein Gebäude zu einem bestimmten Zeitpunkt gekühltes Wasser für die Klimaanlage verwenden und das warme Wasser, das es zurücksetzt die Temperatur).^[4][5][6]

Das Basi der HLK auf ein größeres Netzwerk basiert eine Skaleneffekte, die für einzelne Gebäude häufig nicht möglich ist, um erneuerbare Energiequellen wie Solarwärme zu nutzen,^[7][8][9] Winter kalt,^[10][11] das Kühlpotential an einigen Stellen von Seen oder Meerwasser zum gratis Erfrischungund die Aktivierungsfunktion von Saisonaler thermischer Energiespeicher. Durch die Verwendung natürlicher Quellen, die für HLK -Systeme verwendet werden können, kann es einen großen Unterschied für die Umwelt machen und dazu beitragen, das Wissen über die Verwendung verschiedener Methoden zu erweitern.

Geschichte

HLK basiert auf Erfindungen und Entdeckungen von Nikolay Lvov, Michael Faraday, Rolla C. Carpenter, Willis Carrier, Edwin Ruud, Reuben Trane, James Joule, William Rankine, Sadi Carnot, und viele andere.^[12]

Mehrere Erfindungen innerhalb dieses Zeitrahmens gingen den Anfängen des ersten Comfort-Klimaanlagensystems, das 1902 von Alfred Wolff (Cooper, 2003) für die New Yorker Börse entworfen wurde Wechselstromeinheit im selben Jahr. Das Coyne College war die erste Schule, die 1899 eine HLK -Ausbildung anbot.^[13]

Die Erfindung der Komponenten von HLK-Systemen ging Hand in Hand mit dem Industrielle Revolutionund neue Methoden der Modernisierung, höherer Effizienz und Systemkontrolle werden weltweit ständig von Unternehmen und Erfindern eingeführt.

Heizung

Heizungen sind Geräte, deren Zweck es ist, Wärme (d. H. Wärme) für das Gebäude zu erzeugen. Dies kann über durch Zentralheizung. Ein solches System enthält a Kessel, Ofen, oder Wärmepumpe Wasser, Dampf oder Luft an zentraler Stelle wie a erhitzen Heizraum in einem Haus oder a mechanischer Raum in einem großen Gebäude. Die Wärme kann durch übertragen werden Konvektion, leiten oder Strahlung. Raumheizungen werden zum Erhitzen von Einzelräumen verwendet und bestehen nur aus einer einzelnen Einheit.

Generation

Zentralheizeinheit

Heizungen existieren für verschiedene Arten von Kraftstoff, einschließlich Festbrennstoffe, Flüssigkeiten, und Gase. Eine andere Art von Wärmequelle ist Elektrizitätnormalerweise Erwärmungsbänder aus hohem Widerstandsdraht (siehe Nichrome). Dieses Prinzip wird auch für Fußleistenheizungen verwendet und Tragbare Heizungen. Elektrische Heizungen werden häufig als Backup- oder ergänzende Wärme für Wärmepumpensysteme verwendet.

Die Wärmepumpe erlangte in den 1950er Jahren in Japan und den Vereinigten Staaten an Beliebtheit.^[14] Wärmepumpen können Wärme aus extrahieren verschiedene Quellen, wie Umweltluft, Abluft aus einem Gebäude oder vom Boden. Wärmepumpen übertragen Wärme von außerhalb der Struktur in die Luft im Inneren. Zunächst wurden HEAT -Pumpen -HVAC -Systeme nur in moderaten Klimazonen verwendet, aber mit Verbesserungen des Niedertemperaturbetriebs und reduzierter Belastungen aufgrund effizienterer Häuser erhöhen sie die Beliebtheit in kühleren Klimazonen.

Verteilung

Wasserdampf

Bei erhitztem Wasser oder Dampf wird die Rohrleitungen verwendet, um die Hitze in die Räume zu transportieren. Die meisten modernen Heizungsheizsysteme mit heißem Wasser haben einen Zirkulator, der eine Pumpe ist, um heißes Wasser durch das Verteilungssystem zu bewegen (im Gegensatz zu älteren mit Schwerkraft gefütterte Systeme). Die Wärme kann mit der umgebenden Luft übertragen werden Heizkörper, Heißwasserspulen (Wasserstock) oder andere Wärmetauscher. Die Kühler können an Wänden montiert oder im Boden installiert werden, um Bodenwärme zu erzeugen.

Die Verwendung von Wasser wie das Wärmeübertragungsmedium wird als bekannt als Hydronik. Das beheizte Wasser kann auch einen Auxiliary -Wärmetauscher liefern, um heißes Wasser zum Baden und Waschen zu liefern.

Luft

Warmluftsysteme verteilen die beheizte Luft durch Kanälungssysteme der Versorgung und geben Luft durch Metall- oder Glasfaserkanäle zurück. Viele Systeme verwenden die gleichen Kanäle, um die durch eine Verdampferspule gekühlte Luft zur Klimaanlage zu verteilen. Die Luftversorgung wird normalerweise durch Luftfilter gefiltert, um Staub- und Pollenpartikel zu entfernen.^[15]

Gefahren

Die Verwendung von Öfen, Raumheizungen und Kesseln als Methode zur Innenheizung kann zu einer unvollständigen Verbrennung und der Emission von führen Kohlenmonoxid, Stickoxide, Formaldehyd, Flüchtige organische Verbindungenund andere Verbrennung Nebenprodukte. Eine unvollständige Verbrennung tritt auf, wenn unzureichender Sauerstoff vorliegt. Die Eingaben sind Kraftstoffe mit verschiedenen Verunreinigungen und die Ausgaben sind schädliche Nebenprodukte, das gefährlichste Kohlenmonoxid, das ein geschmackloses und geruchloses Gas mit schwerwiegenden nachteiligen Gesundheitseffekten ist.^[16]

Ohne ordnungsgemäße Beatmung kann Kohlenmonoxid bei Konzentrationen von 1000 ppm (0,1%) tödlich sein. Bei mehreren hundert ppm induziert die Kohlenmonoxid -Exposition jedoch Kopfschmerzen, Müdigkeit, Übelkeit und Erbrechen. Kohlenmonoxid bindet mit Hämoglobin im Blut und bildet Carboxyhämoglobin, wodurch die Fähigkeit des Blutes zum Transport von Sauerstoff verringert wird. Die mit Kohlenmonoxidexposition verbundenen primären gesundheitlichen Bedenken sind die kardiovaskulären und neurobehavioralen Wirkungen. Kohlenmonoxid kann zu Atherosklerose (die Verhärtung von Arterien) führen und auch Herzinfarkte auslösen. Neurologisch reduziert die Kohlenmonoxidexposition die Hand zu Augenkoordination, Wachsamkeit und kontinuierliche Leistung. Es kann auch Zeitunterscheidung beeinflussen.^[17]

Belüftung

Die Beatmung ist das Ändern oder Austausch von Luft in jedem Raum, um die Temperatur zu kontrollieren oder eine beliebige Kombination aus Feuchtigkeit, Gerüchen, Rauch, Wärme, Staub, Luftbakterien oder Kohlendioxid zu entfernen und Sauerstoff aufzufüllen. Die Belüftung bezieht sich häufig auf die absichtliche Lieferung der Außenluft an den Innenraum des Gebäudes. Es ist einer der wichtigsten Faktoren für die Aufrechterhaltung der akzeptablen Luftqualität in Innenräumen in Gebäuden. Methoden zur Beatmung eines Gebäudes können unterteilt sein in mechanisch/erzwungen und natürlich Typen.^[18]

Mechanisch oder erzwungen

HLK-Lüftungsabgase für ein 12-stöckiges Gebäude

Mechanisch oder erzwungene Belüftung wird von einem bereitgestellt Lufthandler (AHU) und verwendet, um die Luftqualität in Innenräumen zu kontrollieren. Überschuss FeuchtigkeitGerüche und Verunreinigungen können häufig durch Verdünnung oder Ersatz durch Außenluft gesteuert werden. In feuchten Klimazonen ist jedoch mehr Energie erforderlich, um überschüssige Feuchtigkeit aus Lüftungsluft zu entfernen.

Küchen und Badezimmer haben normalerweise mechanische Abgas, um Gerüche und manchmal Luftfeuchtigkeit zu steuern. Zu den Faktoren für die Gestaltung solcher Systeme zählen die Durchflussrate (die eine Funktion der Lüftergeschwindigkeit und der Abgasbelüftungsgröße ist) und den Geräuschpegel. Direktantrieb Für viele Anwendungen stehen Fans zur Verfügung und können den Wartungsbedarf verringern.

Im Sommer Decke Fans und Tisch-/Bodenventilatoren zirkulieren Luft in einem Raum, um die wahrgenommene Temperatur durch Erhöhung der Schweißverdunstung auf der Haut der Insassen zu verringern. Weil heiße Luft steigt, Deckenventilatoren Kann verwendet werden, um einen Raum im Winter wärmer zu halten, indem die warme geschichtete Luft von der Decke auf den Boden zirkuliert.

Passiv

Belüftung auf der Downstraught System, durch Impulsion oder die 'Plenum' Prinzip, Antrag auf Schulräume (1899)

Die natürliche Belüftung ist die Belüftung eines Gebäudes mit Außenluft ohne Lüfter oder andere mechanische Systeme. Es kann über operierbare Fenster, Lämmer oder erfolgen Trickle -Lüftungsschlitze Wenn die Leerzeichen klein sind und die Architektur erlaubt. Ashrae definierte natürliche Belüftung als Luftstrom durch offene Fenster, Türen, Grilles und andere geplante Gebäudehülle Penetrationenund als von natürlichen und/oder künstlich produzierten Druckdifferentialen angetrieben.^[2]

In komplexeren Schemata darf warme Luft steigen und hoch aufgebraucht nach außen (nach außen fließen (Kamineffekt), was zu kühlen Außenluft in niedrige Gebäudeöffnungen gezogen wird. Natürliche Belüftungsschemata können nur sehr wenig Energie verbrauchen, aber es muss darauf geachtet werden, dass sie Komfort gewährleisten. In warmen oder feuchten Klimazonen ist möglicherweise nicht möglich, den thermischen Komfort ausschließlich durch natürliche Belüftung aufrechtzuerhalten. Klimaanlage Systeme werden entweder als Backups oder Nahrungsergänzungsmittel verwendet. Luftseitig Wirtschaftswissenschaftler Verwenden Sie auch externe Klima, um Räume zu konditionieren, aber verwenden Sie dies mit Lüftern, Kanälen, Dämmern und Steuerungssystemen, um gegebenenfalls kühle Außenluft einzuführen und zu verteilen.

Ein wichtiger Bestandteil der natürlichen Belüftung ist die Luftwechselrate oder Luftwechsel pro Stunde: Die stündliche Belüftungsrate geteilt durch das Volumen des Raums. Beispielsweise bedeutet sechs Luftwechsel pro Stunde eine Menge neuer Luft, die dem Volumen des Raums entspricht, alle zehn Minuten hinzugefügt. Für den menschlichen Komfort sind mindestens vier Luftwechsel pro Stunde typisch, obwohl Lagerhäuser möglicherweise nur zwei haben. Eine zu hohe Luftwechselrate kann unangenehm sein, ähnlich wie a Windkanal Das hat Tausende von Änderungen pro Stunde. Die höchsten Luftwechselraten sind für überfüllte Räume, Bars, Nachtclubs und kommerzielle Küchen bei etwa 30 bis 50 Luftwechsel pro Stunde.^[19]

Der Raumdruck kann in Bezug auf außerhalb des Raums entweder positiv oder negativ sein. Positivdruck tritt auf, wenn mehr Luft geliefert wird als erschöpft, und es ist häufig, die Infiltration von außen Verunreinigungen zu verringern.^[20]

Luftkrankheiten

Natürliche Belüftung ^[21] ist ein Schlüsselfaktor für die Verringerung der Ausbreitung von Luftkrankheiten wie Tuberkulose, Erkältung, Influenza, Meningitis oder Covid-19. Das Öffnen von Türen und Fenstern ist eine gute Möglichkeit, um die natürliche Belüftung zu maximieren, was das Risiko einer Ansteckung in der Luft viel niedriger als bei kostspieligen und mechanischen Systemen für die Wartung darstellt. Altmodische klinische Gebiete mit hohen Decken und großen Fenstern bieten den größten Schutz. Die natürliche Belüftung kostet wenig und ist wartungsfrei und eignet sich besonders für Einstellungen mit begrenzten Ressourcen und tropischen Klimazonen, bei denen die Belastung durch TB und institutionelle TB-Übertragung am höchsten ist. In Umgebungen, in denen die Isolation der Atemwege schwierig ist und das Klimaentgelt, sollten Fenster und Türen geöffnet werden, um das Risiko einer Ansteckung in der Luft zu verringern. Die natürliche Belüftung erfordert wenig Wartung und ist kostengünstig.^[22]

Klimaanlage

Ein Klimaanlagensystem oder eine eigenständige Klimaanlage liefert Kühlung und/oder Feuchtigkeitskontrolle für alle oder einen Teil eines Gebäudes. Klimatisierte Gebäude haben häufig versiegelte Fenster, da offene Fenster gegen das System funktionieren, um die ständigen Innenluftbedingungen aufrechtzuerhalten. Draußen wird frische Luft im Allgemeinen durch eine Entlüftung in eine Mix -Luftkammer zum Mischen mit der Raumrückkehr -Luft in das System gezogen. Dann tritt die Mischung in einen Wärmetauscher in den Innen- oder Außenbereich ein, in dem die Luft abgekühlt werden soll und dann in den Raum geführt wird, der einen positiven Luftdruck erzeugt. Der Prozentsatz der Rückkehrluft aus frischer Luft kann normalerweise durch Einstellen der Öffnung dieser Entlüftung manipuliert werden. Die typische Frischluftaufnahme beträgt etwa 10% der gesamten Versorgungsluft.

Klimaanlage und Kühlung werden durch die Entfernung von Wärme bereitgestellt. Wärme kann durch entfernt werden Strahlung, Konvektion oder Leitung. Das Wärmeübertragungsmedium ist ein Kühlsystem wie Wasser, Luft, Eis und Chemikalien werden als als bezeichnet Kältemittel. Ein Kältemittel wird entweder in einem Wärmepumpensystem verwendet Kühlzyklus, oder in einem kostenlosen Kühlsystem, bei dem Pumpen ein kühles Kältemittel zirkulieren (normalerweise Wasser oder eine Glykolmischung).

Es ist unbedingt erforderlich, dass die Leistung der Klimaanlage ausreicht, damit der Bereich gekühlt wird. Underpowerierte Klimaanlagen führen zu einer Stromverschwendung und ineffizienten Nutzung. Für alle installierten Klimaanlagen ist eine angemessene Leistung erforderlich.

Kühlzyklus

Ein einfaches stilisiertes Diagramm des Kühlzyklus: 1)Kondensspule, 2)Erweiterungsventil, 3)Verdampferspule, 4)Kompressor

Der Kühlzyklus verwendet vier wesentliche Elemente zum Abkühlen, die Kompressor, Kondensator, Messgerät und Verdampfer sind.

• Am Einlass eines Kompressors befindet sich das Kältemittel im System im niedrigen Druck, niedriger Temperatur und gasförmiger Zustand. Das Kompressor Pumpt das Kältemittelgas auf Hochdruck und Temperatur.
• Von dort tritt es in einen Wärmetauscher ein (manchmal als a genannt Kondensspule oder Kondensator), wo es nach außen die Wärme verliert, abkühlt und in seine flüssige Phase kondensiert.
• Ein Erweiterungsventil (Auch Messvorrichtung genannt) reguliert die Kältemittelflüssigkeit, um mit der richtigen Geschwindigkeit zu fließen.
• Das flüssige Kältemittel wird zu einem anderen Wärmetauscher zurückgegeben, wo es verdampfen darf, daher wird der Wärmetauscher oft als als als bezeichnet Verdunstung der Spule oder Verdampfer. Wenn das flüssige Kältemittel verdunstet, absorbiert es Wärme aus der Innenluft, kehrt zum Kompressor zurück und wiederholt den Zyklus. Dabei wird Wärme aus Innenräumen absorbiert und im Freien übertragen, was zur Kühlung des Gebäudes führt.

In variablen Klimazonen kann das System a enthalten Umkehrventil Das wechselt vom Heizung im Winter bis zum Kühlen im Sommer. Durch die Umkehrung des Kältemittelsflusss wird der Kühlzyklus der Wärmepumpe von Kühlung zu Erwärmung geändert oder umgekehrt. Auf diese Weise kann eine Einrichtung durch ein einzelnes Gerät auf die gleiche Weise und mit derselben Hardware erhitzt und abgekühlt werden.

Gratis Erfrischung

Kostenlose Kühlsysteme können sehr hohe Effizienzsteigerungen haben und werden manchmal mit saisonaler thermischer Energiespeicher kombiniert, damit die Kälte des Winters für die Sommerklimaanlage verwendet werden kann. Gemeinsame Speichermedien sind tiefe Grundwasserleiter oder eine natürliche unterirdische Gesteinsmasse, die über eine Gruppe von Bohrlöchern mit Hitze-Exchanger-Ausstattung zugänglich ist. Einige Systeme mit kleinen Speichern sind Hybriden, die zu Beginn der Kühlzeit kostenlos abkühlen und später eine Wärmepumpe verwenden, um den Ausgang aus der Lagerung zu kühlen. Die Wärmepumpe wird hinzugefügt, da der Speicher als a Kühlkörper Wenn sich das System im Kühlmodus befindet (im Gegensatz zum Lade-) Modus, wodurch die Temperatur während der Kühlzeit allmählich zunimmt.

Einige Systeme umfassen einen "Economizer-Modus", der manchmal als "Freikühlmodus" bezeichnet wird. Bei der Wirtschaft wird sich das Steuerungssystem (vollständig oder teilweise) den Außenluftdämpfer öffnen und den Rückkehrluftdämpfer (vollständig oder teilweise) schließen. Dies führt dazu, dass dem System frische Luft außen geliefert wird. Wenn die Außenluft kühler ist als die anspruchsvolle kühle Luft, kann der Nachfrage ohne die mechanische Abkühlungsangebote (typischerweise gekühltes Wasser oder eine direkte Expansion "DX" -Einheit) erfüllt werden, wodurch Energie spart. Das Steuerungssystem kann die Temperatur der Außenluft im Vergleich zur Luftluft vergleichen oder die vergleichen enthalpy von der Luft, wie häufig in Klimazonen, wo die Luftfeuchtigkeit eher ein Problem darstellt. In beiden Fällen muss die Außenluft weniger energisch sein als die Rückkehrluft, damit das System in den Economizer -Modus eintritt.

Verpacktes Vis-Split-System

Central, "All-Air" -Luft-Konditionierungssysteme (oder Packungssysteme) mit einer kombinierten Einheit im Kondensator/Verdampfer im Freien sind häufig in nordamerikanischen Residenzen, Büros und öffentlichen Gebäuden installiert, sind jedoch schwer nachzuerzeugen (installieren Sie in einem Gebäude, das war. Nicht entwickelt, um es zu empfangen), da die sperrigen Luftkanäle erforderlich sind.^[23] (In diesen Situationen werden Minisplit -Ductless -Systeme verwendet.) Außerhalb Nordamerikas werden verpackte Systeme nur in begrenzten Anwendungen verwendet, an denen große Innenräume wie Stadien, Theater oder Ausstellungshallen beteiligt sind.

Eine Alternative zu verpackten Systemen ist die Verwendung separater Innen- und Außenspulen in geteilte Systeme. Split -Systeme werden weltweit bevorzugt und weit verbreitet, außer in Nordamerika. In Nordamerika werden Split -Systeme am häufigsten in Wohnanwendungen beobachtet, die jedoch in kleinen gewerblichen Gebäuden an Popularität gewonnen werden. Split -Systeme werden verwendet, wenn die Kanäle nicht machbar ist oder wenn die Raumkonditionierungseffizienz von größter Bedeutung ist.^[24] Zu den Vorteilen von kanallosen Klimaanlagen gehören eine einfache Installation, keine Rohrleitungen, eine größere zonale Kontrolle, die Flexibilität des Kontrolls und der ruhige Betrieb.^[25] Bei der Raumkonditionierung können die Kanalverluste 30% des Energieverbrauchs ausmachen.^[26] Die Verwendung von Minisplits kann zu Energieeinsparungen bei der Weltraumkonditionierung führen, da keine Verluste im Zusammenhang mit der Leuchten verbunden sind.

Mit dem Split -System ist die Verdampferspule mit einer Fernkondensatoreinheit mit Kältemittelrohre zwischen einem Innen- und Außeneinheit anstatt direkt von der Außeneinheit zu luft, anstatt Luftluft zu verhindern. Inneneinheiten mit Richtlüftungsöffnungen an Wänden montieren, an Decken aufgehängt oder in die Decke passen. Andere Inneneinheiten montieren im Deckenhöhlen, so dass kurze Kanallängen Luft von der Inneneinheit bis zu Lüftungsschlitzen oder Diffusoren durch die Räume greifen.

Split -Systeme sind effizienter und der Fußabdruck ist in der Regel kleiner als die Packungssysteme. Andererseits haben Packungssysteme im Vergleich zu Split -Systemen in der Regel einen etwas niedrigeren Innengeräuschpegel, da sich der Lüftermotor außerhalb befindet.

Entfeuchtung

Die Entfeuchtung (Lufttrocknung) in einem Klimaanlage wird vom Verdampfer bereitgestellt. Da der Verdampfer bei einer Temperatur unter dem arbeitet TaupunktFeuchtigkeit in der Luftkondensierung der Verdampferspulenrohre. Diese Feuchtigkeit wird am Boden des Verdampfers in einer Pfanne gesammelt und durch Rohrleitungen in einen zentralen Abfluss oder auf den Boden draußen entfernt.

A Entfeuger ist ein klimatisiererartiges Gerät, das die Luftfeuchtigkeit eines Raums oder Gebäudes steuert. Es wird oft in Kellern eingesetzt, die einen höheren haben relative Luftfeuchtigkeit wegen ihrer niedrigeren Temperatur (und Neigung für feuchte Böden und Wände). In Einrichtungen im Lebensmitteleinzelhandel sind große offene Kälteschränke bei der Entfeuchtung der inneren Luft sehr effektiv. Umgekehrt erhöht ein Luftbefeuchter die Luftfeuchtigkeit eines Gebäudes.

Befeuchtung

Wartung

Alle modernen Klimaanlagen, auch kleine Fensterpaketeinheiten, sind mit internen Luftfiltern ausgestattet. Diese sind im Allgemeinen von einem leichten gazeartigen Material und müssen als Bedingungen ersetzt oder gewaschen werden. Zum Beispiel muss ein Gebäude in einer hohen Staubumgebung oder ein Zuhause mit pelzigen Haustieren die Filter häufiger als Gebäude ohne diese Schmutzlasten verändern lassen. Wenn Sie diese Filter nicht nach Bedarf ersetzen, trägt er zu einem niedrigeren Wärmewechselkurs bei, was zu einer Verschwendung von Energie, einer verkürzten Lebensdauer und höheren Energiekosten führt. Niedriger Luftstrom kann zu ICED-Over-Verdampferspulen führen, die den Luftstrom vollständig stoppen können. Darüber hinaus können sehr schmutzige oder verstopfte Filter während eines Heizzyklus zu Überhitzung führen, was zu einer Beschädigung des Systems oder sogar zu einem Brand führen kann.

Da eine Klimaanlage Wärme zwischen der Innenspule und der Außenspule bewegt, müssen beide sauber gehalten werden. Dies bedeutet, dass zusätzlich zum Ersetzen des Luftfilters an der Verdampferspule auch die Kondensatorspule regelmäßig gereinigt werden muss. Wenn der Kondensator nicht sauber bleibt, wird der Kompressor schließlich zu einem Schaden zufügen, da die Kondensatorspule für die Entlassung der Innenwärme (wie vom Verdampfer aufgegriffen) und der vom Elektromotor erzeugten Wärme, die den Kompressor antreibt, entladen wird.

Energieeffizienz

HLK ist erheblich für die Förderung der Energieeffizienz von Gebäuden verantwortlich, da der Bausektor den größten Prozentsatz der globalen Energie verbraucht.^[27] Seit den 1980er Jahren Hersteller von HLK -Geräten ^[28] Es hat sich bemüht, die Systeme, die sie herstellen, effizienter zu gestalten. Dies wurde ursprünglich auf steigende Energiekosten zurückzuführen und wurde in jüngerer Zeit von einem zunehmenden Bewusstsein für Umweltprobleme getrieben. Darüber hinaus können Verbesserungen der Effizienz des HLK -Systems auch dazu beitragen, die Gesundheit und Produktivität der Insassen zu steigern.^[29] In den USA die EPA hat im Laufe der Jahre engere Einschränkungen auferlegt. Es gibt verschiedene Methoden, um HLK -Systeme effizienter zu gestalten.

Heizungsenergie

In der Vergangenheit war die Wasserheizung effizienter für Heizungsgebäude und war der Standard in den USA. Heute, erzwungene Luft Systeme können sich für die Klimaanlage verdoppeln und sind beliebter.

Einige Vorteile von erzwungenen Luftsystemen, die jetzt in Kirchen, Schulen und High-End-Residenzen weit verbreitet sind, sind

• Bessere Klimaanlageneffekte
• Energieeinsparungen von bis zu 15 bis 20%
• Sogar Konditionierung

Ein Nachteil sind die Installationskosten, die etwas höher sein können als herkömmliche HLK -Systeme.

Energieeffizienz kann in Zentralheizsystemen durch Einführung von Zonenheizungen noch stärker verbessert werden. Dies ermöglicht eine körnigere Wärmeanwendung, ähnlich wie nicht-zentrale Heizsysteme. Zonen werden von mehreren Thermostaten gesteuert. In Wasserheizsystemen steuern die Thermostate Zonenventileund in erzwungenen Luftsystemen kontrollieren sie Zonendämpfer innerhalb der Lüftungsschlitze, die den Luftstrom selektiv blockieren. In diesem Fall ist das Steuerungssystem für die Aufrechterhaltung einer ordnungsgemäßen Temperatur sehr wichtig.

Vorhersage ist eine weitere Methode zur Steuerung von Gebäudenheizungen durch Berechnung des Bedarfs an Heizungsenergie, der dem Gebäude in jeder Zeiteinheit geliefert werden sollte.

Erdungsquelle Wärmepumpe

Die Bodenquelle oder die geothermische Wärmepumpen ähneln den normalen Wärmepumpen, aber anstatt Wärme auf oder von außen Luft zu übertragen, verlassen sie sich auf die stabile, sogar die Erde, um Erwärmung und Klimaanlage zu ermöglichen. In vielen Regionen erfahren Extreme für saisonale Temperaturen, die Heiz- und Kühlgeräte mit großer Kapazität erfordern, um Gebäude zu erhitzen oder abzukühlen. Zum Beispiel ein herkömmliches Wärmepumpensystem zum Erhitzen eines Gebäudes in Montanas –57° C (–70° F) Niedrige Temperatur oder abkühlen ein Gebäude in der höchsten Temperatur, die jemals in den USA aufgezeichnet wurde - 57 ° C (134 ° F) in Todes-TalKalifornien, 1913 würde aufgrund der extremen Unterschiede zwischen Innen- und Außenlufttemperaturen eine große Menge an Energie erfordern. Ein Meter unterhalb der Erdoberfläche bleibt der Boden jedoch bei einer relativ konstanten Temperatur. Unter Verwendung dieser großen Quelle relativ moderates Temperaturerde kann die Kapazität eines Erwärmungs- oder Kühlsystems häufig erheblich reduziert werden. Obwohl die Grundtemperaturen je nach Breitengrad variieren, liegen die Temperaturen bei 1,8 Metern (6 ft) unter der Erde im Allgemeinen nur zwischen 7 und 24 ° C (45 bis 75 ° F).

Solarklimaanlage

Photovoltaik -Sonnenkollektoren bieten eine neue Möglichkeit, die Betriebskosten der Klimaanlage möglicherweise zu senken. Herkömmliche Klimaanlagen werden mit abwechselndem Strom ausgeführt, und daher muss jede Direktstrom-Solarenergie invertiert werden, um mit diesen Einheiten kompatibel zu sein. Neue DC-Motoreinheiten mit variabler Geschwindigkeit ermöglichen die Solarenergie, sie leichter auszuführen, da diese Konvertierung nicht erforderlich ist. Da die Motoren die Spannungsschwankungen tolerieren, die mit der Varianz der gelieferten Solarenergie verbunden sind (z. B. aufgrund der Wolkenabdeckung).

Erholung der Lüftungsenergie

Energierückgewinnung Systeme nutzen manchmal Wärmewiederherstellungslüftung oder Energierückgewinnungslüftung Systeme, die anwenden Wärmetauscher oder Enthalpieräder erholen vernünftig oder latente Hitze aus erschöpfter Luft. Dies geschieht durch Energieübertragung von der abgestandenen Luft innerhalb des Hauses auf die eingehende frische Luft von außen.

Klimaanlage Energie

Die Leistung von Dampfkompressionskühlzyklen ist durch begrenzt Thermodynamik.^[30] Diese Klima- und Wärmepumpengeräte Bewegung Wärme, anstatt es von einer Form in eine andere zu konvertieren, also Wärmewirksamkeit Beschreiben Sie die Leistung dieser Geräte nicht angemessen. Das Leistungskoeffizient (COP) misst die Leistung, diese dimensionslose Maßnahme wurde jedoch nicht angewendet. Stattdessen das Verhältnis von Energieeffizienz (Eer) wurde traditionell verwendet, um die Leistung vieler HLK -Systeme zu charakterisieren. EER ist das Verhältnis von Energieeffizienz basierend auf einer Außentemperatur von 35 ° C (95 ° F). Um die Leistung von Klimaanlagen in einer typischen Kühlzeit genauer zu beschreiben, um eine modifizierte Version des EER, das saisonale Energieeffizienzverhältnis, (eine modifizierte Version des EER) (SEHER) oder in Europa die Eser, wird genutzt. Die Seherbewertungen basieren auf der saisonalen Temperatur durchschnittlich anstelle einer konstanten Außentemperatur von 35 ° C (95 ° F). Die derzeitige Branchen -Mindest -SEER -Bewertung beträgt 14 SEER.^[31] Ingenieure haben auf einige Bereiche hingewiesen, in denen die Effizienz der vorhandenen Hardware verbessert werden könnte. Zum Beispiel sind die Lüfterblätter, die zur Bewegen der Luft verwendet werden, normalerweise aus Blech, einer wirtschaftlichen Herstellungsmethode, aber infolgedessen sind sie jedoch nicht aerodynamisch effizient. Eine gut gestaltete Klinge könnte die elektrische Leistung reduzieren, die erforderlich ist, um die Luft um ein Drittel zu bewegen.^[32]

Bedarf kontrollierte Küchenlüftung

Demand Controlled Kitchen Lüftung (DCKV) ist ein Ansatz für Gebäudesteuerungen zur Kontrolle des Volumens der Küchenabgase und der Versorgungsluft als Reaktion auf die tatsächlichen Kochlasten in einer kommerziellen Küche. Traditionelle kommerzielle Küchenlüftungssysteme arbeiten mit 100% Lüftergeschwindigkeit unabhängig vom Volumen der Kochaktivität und der DCKV -Technologie, die erhebliche Lüfterenergie und konditionierte Lufteinsparungen bieten. Durch die Bereitstellung der Smart -Sensing -Technologie können sowohl die Auspuff- als auch die Versorgungsventilatoren kontrolliert werden, um vom Kapital zu kürzen Affinitätsgesetze Reduzieren Sie bei motorischen Energieeinsparungen Make -up -Luftheizung und Kühlenergie, erhöhen die Sicherheit und reduzieren Sie die Geräuschpegel des Umgebungsküchens.^[33]

Luftfiltration und Reinigung

Lüftungsgerät, verwendet zum Erhitzen, Abkühlen und Filtern der Luft

Luftreinigung und Filtration entfernt Partikel, Verunreinigungen, Dämpfe und Gase aus der Luft. Die gefilterte und gereinigte Luft wird dann bei Heizung, Belüftung und Klimaanlage verwendet. Luftreinigung und Filtration sollten beim Schutz unserer Gebäudeumgebungen berücksichtigt werden.^[34]

Clean Air Liefernrate (CADR) ist die Menge an sauberer Luft, die ein Luftreiniger für einen Raum oder Platz bietet. Bei der Bestimmung von CADR wird die Menge an Luftstrom in einem Raum berücksichtigt. Beispielsweise hat ein Luftreiniger mit einer Durchflussrate von 30 Kubikmeter (1.000 Cu ft) pro Minute und eine Effizienz von 50% einen Kader mit 15 Kubikmeter (500 Cu ft) pro Minute. Zusammen mit CADR ist die Filtrationsleistung sehr wichtig, wenn es um die Luft in unserer Innenumgebung geht. Dies hängt von der Größe des Partikels oder der Faser, der Filterpackungsdichte und -tiefe und der Luftstromrate ab.^[34]

Industrie und Standards

Die HLK -Industrie ist ein weltweites Unternehmen mit Rollen, einschließlich Betrieb und Wartung, Systemdesign und -bau, Herstellung und Verkauf von Geräten sowie in Bildung und Forschung. Die HLK-Industrie wurde historisch von den Herstellern der HLK-Geräte reguliert, aber Organisationen wie Hardi (Heizung, Klimaanlage und Kühlungsinternenhändler), jedoch Standards-Organisationen) Ashrae, SMACNA, ACCA (Klimaanlagenunternehmen von Amerika), Einheitlicher mechanischer Code, Internationaler mechanischer Code, und AMCA wurden gegründet, um die Branche zu unterstützen und hohe Standards und Leistungen zu fördern. (Ul Als Omnibus -Agentur ist nicht spezifisch für die HLK -Branche.)

Der Ausgangspunkt bei der Durchführung einer Schätzung sowohl für das Abkühlen als auch zum Erwärmen hängt von der Außenklima und dem innenspezifischen Bedingungen ab. Bevor Sie jedoch die Wärmelastberechnung einnehmen Druckaufnahme ist eine wichtige Überlegung.

International

ISO 16813: 2006 ist einer der der ISO Gebäudeumweltstandards.^[35] Es legt die allgemeinen Grundsätze des Gebäudesumfelddesigns fest. Es berücksichtigt die Notwendigkeit, den Insassen ein gesundes Innenumfeld sowie die Notwendigkeit zu schaffen, die Umwelt für zukünftige Generationen zu schützen und die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Parteien zu fördern, die am Aufbau von Umweltdesign für Nachhaltigkeit beteiligt sind. ISO16813 gilt für den Neubau und die Nachrüstung bestehender Gebäude.^[36]

Das Gebäude -Umweltdesign -Standard zielt darauf ab:^[36]

• Bereitstellung der Einschränkungen in Bezug auf Nachhaltigkeitsprobleme aus der Anfangsphase des Entwurfsprozesses, wobei der Lebenszyklus für Gebäude und Anlagen zusammen mit den Besitz und Betriebskosten ab Beginn des Entwurfsprozesses berücksichtigt wird.
• Bewerten Sie das vorgeschlagene Design mit rationalen Kriterien für die Luftqualität in Innenräumen, den thermischen Komfort, den akustischen Komfort, den visuellen Komfort, die Energieeffizienz und das HLK -Systemkontrollen in jeder Phase des Entwurfsprozesses.
• Iterieren Sie Entscheidungen und Bewertungen des Designs während des gesamten Entwurfsprozesses.

Vereinigte Staaten

In den Vereinigten Staaten sind HLK-Ingenieure im Allgemeinen Mitglieder der American Society of Heizung, Kühl- und Klimaanlagen (Klimaanlage (KlimaanlageAshrae), EPA zertifiziert (Für die Installation und den Service von HLK -Geräten) oder lokal Ingenieur zertifiziert wie eine vom Staat ausgestellte Special -to -Chief -Kessel -Lizenz oder in einigen Gerichtsbarkeiten die Stadt. Ashrae ist eine internationale technische Gesellschaft für alle Personen und Organisationen, die an HLK interessiert sind. Die Gesellschaft, die in Regionen, Kapitel und Studentenzweige organisiert ist, ermöglicht den Austausch von HLK -Wissen und -erfahrungen zum Nutzen der Praktiker des Feldes und der Öffentlichkeit. Ashrae bietet viele Möglichkeiten, an der Entwicklung neuer Kenntnisse über die Forschung und seine vielen technischen Komitees teilzunehmen. Diese Ausschüsse treffen sich in der Regel zweimal pro Jahr bei den Ashrae Annual- und Winter Meetings. Eine beliebte Produktshow, die AHR Expo, wurde in Verbindung mit jedem Winter -ASHRAE -Treffen abgehalten. Die Gesellschaft hat ungefähr 50.000 Mitglieder und Hauptsitz in Atlanta, Georgia.

Die bekanntesten Standards für das HLK -Design basieren auf ASHRAE -Daten. Die vier Bände der beliebtesten ASHRAE -Handbücher sind Grundlagen, Kühlung, HLK -Anwendungen sowie HLK -Systeme und -ausrüstung. Die aktuellen Versionen der vier Handbücher sind unten gezeigt:^[37]

• 2020 Ashrae Handbuch - HVAC -Systeme und -ausrüstung
• 2019 Ashrae Handbuch - HVAC -Anwendungen
• 2018 ASHRAE Handbuch - REFRIGERATION
• 2017 Ashrae Handbuch - Fundamentals

Jedes Band des Ashrae -Handbuchs wird alle vier Jahre aktualisiert. Das Handbuch für Grundlagen umfasst Heiz- und Kühlberechnungen. Der Design -Fachmann muss Ashrae -Daten für die Design- und Pflegestandards konsultieren, da die typischen Bauvorschriften nur wenig bis gar keine Informationen zu HLK -Designpraktiken liefern. Codes wie UMC und IMC enthalten jedoch viele Details zu den Installationsanforderungen. Andere nützliche Referenzmaterialien umfassen Elemente von SMACNA, ACGIHund technische Handelsjournale.

Amerikanische Entwurfsstandards werden in der gesetzt Einheitlicher mechanischer Code oder internationaler mechanischer Code. In bestimmten Staaten, Landkreisen oder Städten kann entweder diese Codes über verschiedene Gesetzgebungsverfahren angenommen und geändert werden. Diese Codes werden von der International Association of Plumbing und Mechanical Officers veröffentlicht und veröffentlicht.IPMO) oder der Internationale Code Council (ICC) jeweils in einem 3-Jahres-Codentwicklungszyklus. In der Regel werden lokale Abteilungen zur Baugenehmigung mit der Durchsetzung dieser Standards für private und bestimmte öffentliche Immobilien beauftragt.

Techniker

Ein HLK -Techniker ist ein Händler Wer sich auf Heizung, Belüftung, Klimaanlage und Kühlung spezialisiert hat. HLK -Techniker in den USA können Schulungen durch formelle Schulungseinrichtungen erhalten, in denen die meisten verdienen assoziieren Abschlüsse. Das Training für HLK-Techniker umfasst Vorlesungen im Klassenzimmer und praktische Aufgaben, und es kann eine Ausbildung folgen, bei der der jüngste Absolvent zusammen mit einem professionellen HLK-Techniker für einen Zeitraum zusammenarbeitet. HLK -Techniker, die geschult wurden, können auch in Bereichen wie Klimaanlage, Wärmepumpen, Gasheizung und kommerzieller Kühlung zertifiziert werden.^[38]

Vereinigtes Königreich

Das Chartered Institution of Building Services Engineers ist ein Körper, der das Wesentliche abdeckt Service (Systemarchitektur) Dadurch können Gebäude arbeiten. Es enthält die elektrotechnische, Heizung, Lüftung, Klimaanlage, Kühlung und Installation Branchen. Zu Zug Als ein Baudienstleistungsingenieur, das akademisch Anforderungen sind GCSEs (A-C) / Standardnoten (1-3) in Mathematik und Wissenschaft, die für Messungen, Planung und Theorie wichtig sind. Arbeitgeber wollen oft a Grad In einem Zweig der Ingenieurwesen, wie z. B. Gebäudeumgebung Ingenieurwesen, Elektrotechnik oder Maschinenbau. Ein volles Mitglied von Cibse zu werden und damit auch von der registriert zu werden Engineering Council UK Als gecharterte Ingenieur müssen die Ingenieure auch einen Auszeichnungsabschluss und einen Master -Abschluss in einem relevanten technischen Thema erreichen. Cibse veröffentlicht mehrere Leitfäden zum HLK -Design, das für den britischen Markt relevant ist, sowie die Republik Irland, Australien, Neuseeland und Hongkong. Zu diesen Leitfäden gehören verschiedene empfohlene Entwurfskriterien und -standards, von denen einige in den britischen Gebäudestellungen angeführt werden, und bilden daher eine gesetzgeberische Anforderung für wichtige Baudienstleistungen. Die Hauptführer sind:

• Leitfaden A: Umweltdesign
• Anleitung B: Heizen, Lüfteln, Klimaanlage und Kühlung
• Handbuch C: Referenzdaten
• Leitfaden D: Transportsysteme in Gebäuden
• Leitfaden E: Brandschutztechnik
• Leitfaden F: Energieeffizienz in Gebäuden
• Leitfaden G: Public Health Engineering
• Leitfaden H: Gebäudesteuerungssysteme
• Leitfaden J: Datenwetter-, Solar- und Beleuchtungsdaten
• Anleitung K: Strom in Gebäuden
• Leitfaden L: Nachhaltigkeit
• Leitfaden M: Wartungstechnik und Management

Innerhalb der Konstruktion Sektor, es ist die Aufgabe des Baudienstleistungsingenieurs zu Entwurf und Überwachung der Installation und Wartung der wesentlichen Dienste wie Gas, Elektrizität, Wasser, Heizung und Beleuchtungebenso wie viele andere. Diese alle helfen, Gebäude bequeme und gesunde Orte zum Leben und Arbeiten zu machen. Baudienstleistungen sind Teil eines Sektors, der über 51.000 Unternehmen und Beschäftigte 2% -3% der Unternehmen betrifft BIP.

Australien

Die AMCA (Klimaanlagen- und Mechanische Auftragnehmervereinigung von Australien), das australische Institut für Kühlung, Klimaanlage und Heizung (Airah), die australische Kühlung Mechanical Association und CIBSE sind verantwortlich.

Asien

Die asiatische Architekturtemperaturkontrolle hat unterschiedliche Prioritäten als europäische Methoden. Zum Beispiel konzentriert sich die asiatische Heizung traditionell auf die Aufrechterhaltung Temperaturen von Objekten wie dem Boden oder Möbel wie z. Kotatsu Tische und direkte Menschen im Gegensatz zum westlichen Fokus in modernen Perioden auf der Gestaltung von Luftsystemen.

Philippinen

Die philippinische Gesellschaft für Lüftungs-, Klima- und Kühlingenieure (PSVare) sowie die philippinische Gesellschaft der Maschinenbauingenieure (PSME) regeln die Codes und Standards für HVAC / MVAC (MVAC bedeutet "mechanische Belüftung und Klimaanlage") auf den Philippinen.

Indien

Die indische Gesellschaft für Heiz-, Kühl- und Klimaanlageningenieure (Ishrae) wurde gegründet, um die HLK -Industrie in Indien zu fördern. Ihrae ist ein Mitarbeiter von Ashrae. Ihrae wurde bei gegründet Neu-Delhi^[39] 1981 wurde 1981 in Bangalore ein Kapitel gestartet. Zwischen 1989 und 1993 wurden in allen Großstädten in Indien die Kapitel von Ihrae gebildet.

Siehe auch

Verweise

Weitere Lektüre

• Internationaler mechanischer Code (2012 (zweiter Druck)) vom International Code Council, Thomson Delmar Learning.
• Moderne Kühlung und Klimaanlage (August 2003) von Althouse, Turnquist und Bracciano, Goodheart-Wilcox-Verlag;18. Ausgabe.
• Die Kosten von Cool.

Externe Links

• Medien im Zusammenhang mit der Klimakontrolle bei Wikimedia Commons