Огляд потреби побудови енергоефективної системи керування вентиляцією та кондиціонуванням у торговельних центрах

Автор(и)

  • Олег Миколайович Євсеєнко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine http://orcid.org/0000-0001-5432-1211
  • Петро Олексійович Качанов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine http://orcid.org/0000-0002-0781-0853

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2022-1(89)-69-76

Ключові слова:

торговельний центр; енергозбереження; автоматизована система керування; мікроклімат; індекс комфорту

Анотація

Стаття присвячена аналізу особливостей проєктування та пошуку проблем із забезпеченням мікроклімату приміщень, які виникають при функціонуванні торговельних центрів. Сформульовано основні тенденції розвитку торговельних центрів. Показано, що для оцінки комфортності людини у приміщенні використовуються індекси Фагнера та стандарти ISO 7730:2005, ISO 10551:2019. Встановлено, що неналежне використання вентиляції в торговельних центрах може привести до хвороб відвідувачів та працівників. З’ясовано, що параметри, які необхідно контролювати, не обмежуються типовими: температурою та вологістю. Пропонується регулювати показники таких параметрів: чадний газ (CO), частинки PM2.5 та PM10, вуглекислий газ (СО2), формальдегід (HCHO), летучі органічні сполуки (TVOC). Показано, що створення комфорту людини в торговельному центрі є важливим завданням, яке необхідно вирішувати разом з енергозбереженням. Виокремлено основні параметри мікроклімату, на які варто звертати увагу під час побудови систем управління. Наведено основні компанії, контролери яких використовуються при автоматизації технологічних процесів. Визначено, що підходи до підвищення енергоефективності діляться на конструктивні та алгоритмічні. Реалізація конструктивних підходів можлива лише за умови, якщо торговельний центр було побудовано з виконанням усіх нормативних вимог до побудови приміщень. Проведено огляд законів керування та методів моделювання, які використовуються для керування системами обігріву та вентиляції. Сформульовано основні принципи, використання яких дозволить отримати збереження енергоресурсів.  Визначено, що торговельний центр є об’єктом з розподіленими параметрами через його розміри та необхідність формування окремих умов для кожного приміщення. Показано, що класичні підходи, які пропонуються використовувати для керування температурно-вологими процесами об’єкта з розподіленими параметрами, не підходять для енергоефективного функціонування.

Посилання

Smolenska, S.A. and Borysenko, S.A. (2020), «The Modern Shopping Centers of Kharkiv in Visitors’ Perception», Innovative Technology in Architecture and Design (ITAD 2020), Vol. 907, pp. 1–9, doi: 10.1088/1757-899X/907/1/012071.

«Vysokie tekhnologii dlya roznitsy» (2009), S.M.A.R.T., No. 4/5, pp. 21–24, [Online], available at: https://soliton.com.ua/pr/SMART-2009-04-05-TRADE-CENTERS.pdf

Huang, M. et al. (2018), «Energy performance of shopping centers in Germany», Proceedings of the REHVA Annual Meeting Conference Low Carbon Technologies in HVAC, Brussels, Belgium, pp. 1–8.

Hamlyn, D. et al. (2012), «Ventilation approaches for shopping malls – an examination of natural and hybrid strategies Germany», ASHRAE Transactions, Vol. 118, pp. 575–585.

Huang, S.J. and Wang, C.C. (2008), «Gain-scheduling fuzzy temperature controller for one-way input system», Transactions of the Institute of Measurement and Control, Vol. 30, № 5, pp. 451–469.

Sistemy konditsionirovaniya vozdukha dlya magazinov: khoroshii mikroklimat dlya luchshikh prodazh, [Online], available at: https://docplayer.com/36158538-Sistemy-kondicionirovaniya-vozduha-torgovyh-centrov.html

Hu, J. and Li, N. (2015), «Variation of PM2.5 Concentrations in Shopping Malls in Autumn, Changsha», 9th International Symposium on Heating, Ventilation and Air Conditioning (ISHVAC) and the 3rd International Conference on Building Energy and Environment (COBEE), Procedia Engineering, Tianjin, China, pp. 692–698.

Sistemy ventilyatsii i konditsionirovaniya torgovykh tsentrov, [Online], available at: https://www.ads-vent.ru/blog/ventilyaciya-torgovogo-centra

Suna, Y. et al. (2015), «Indoor Air Pollution and Human Perception in Public Buildings in Tianjin, China», 9th International Symposium on Heating, Ventilation and Air Conditioning (ISHVAC) and the 3rd International Conference on Building Energy and Environment (COBEE), Procedia Engineering, Tianjin, China, pp. 552–557.

Chiafppini, L. et al. (2010), «Multi-tool formaldehyde measurement in simulated and real atmospheres for indoor air survey and concentration change monitoring», Air Qual Atmos Health, Vol. 4, pp. 211–220.

Rao, V. and Ukil, A. (2008), «Modeling of Room Temperature Dynamics for Efficient Building Energy Management», IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, Vol. 50, Issue 2, pp. 716–725, doi: 10.1109/TSMC.2017.2758766.

Ekici, C. (2013), «A review of thermal comfort and method of using Fanger’s PMV equation», 5TH International Symposium on Measurement, Analysis and Modeling of Human Functions, Vancouver, Canada, pp. 61–64.

Prabu, S.P.A. et al. (2017), «Room Temperature Based Automation on Air Conditioning», International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol. 6, Issue 3, pp. 2032–2041.

Andreasi, W.A., Lamberts, R. and Candido, C. (2010), «Thermal acceptability assessment in buildings located in hot and humid regions in Brazil», Building and Enviroment, Vol. 45, pp. 1225–1235.

Jordan, S. et al. (2019), «Effects of Specific Parameters on Simulations of Energy Use and Air Temperatures in Offices Equipped with Radiant Heating/Cooling Panels», Journal on Applied Signal Processing, Vol. 9, pp. 1–17, doi: 10.3390/app9214609.

Adrianto, C.C., Calvinus, Y. and Mardjoko, P.B. (2020), «Design Of CO, CO2, Temperature, Humidity, And Weather Monitoring System Based On Internet of Things (IoT) & Android», Materials Science and Engineering, Vol. 1007, pp. 1–8.

Kumar, E.S., Kappor, R. and Bajpai, A. (2011), «Energy Conservation building code tip sheet», HVAC systems, [Online], available at: bimmates.com/regulation/energy-conservation-building-code-tip-sheet-hvac-system

Ma, Y. et al. (2011), «Model Predictive Control for the Operation of Building Cooling Systems», IEEE Transactions on control systems, Vol. 20, Issue 3, pp. 796–803, doi: 10.1109/TCST.2011.2124461.

Gholamzadehmir, M. et al. (2020), «Adaptive-predictive control strategy for HVAC systems in smart buildings – A review», Sustainable Cities and Society, Vol. 63, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2210670720307009?via%3Dihub

Ferreira, P.M., Silva, S.M. and Ruano, A.E. (2012), «Model based predictive control of HVAC systems for human thermal comfort and energy consumption minimisation», Proceedings of the 1st IFAC Conference on Embedded Systems, Computational Intelligence and Telematics in Control – CESCIT, Würzburg, Germany, pp. 236–241, doi: 10.3182/20120403-3-DE-3010.00085.

Naidu, D.S. and Rieger, C.G. (2011), «Advanced control strategies for heating, ventilation, air-conditioning, and refrigeration systems – An overview: Part I: Hard control», HVAC&R Research, Vol. 17, Issue 1, pp. 2–11.

Avci, M. (2013), Demand Response-Enabled Model Predictive HVAC Load Control in Buildings using Real-TimeElectricity Pricing, D. Sc. Thesis of dissertation, Coral Gables, Florida, 163 p.

Armas, J.C. et al. (2011), «A thermodynamic evaluation of chilled water central air conditioning systems using artificial intelligence tools», Ingeniería e investigación, Vol. 31, Issue 2, pp. 134–142.

Yakoob, A.K., Mahdi, A.A. and Al-Amir, Q.R. (2020), «Evaluation of Air Exchange Efficiency in Rooms with Personal Ventilation in Conjunction with Displacement Ventilation Systems», International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering IJMME-IJENS, Vol. 19, Issue 6, pp. 49–58.

Seppänen, O., Fisk, W.J., Naidu, D.S. and Rieger, C.G. (2005), «A model toestimate the costeffectiveness of improving office work through indoor environmental control», ASHRAE Transactions, vol. 111, pp. 663–672.

Li, Y. (2012), «Numerical simulation and analysis for indoor air quality in different ventilation», Health, Vol. 4, pp. 1352–1361, doi: 10.4236/health.2012.412197.

Dharmasastha, K. et al. (2022), «Impact of indoor heat load and natural ventilation on thermal comfort of radiant cooling system: An experimental study», Energy and Built Environment, [Online], available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666123322000319.

Mathis, P. et al. (2018), «Energy efficient HVAC systems in shopping centers», Proceedings of the REHVA Annual Meeting Conference Low Carbon Technologies in HVAC, Brussels, Belgium, pp. 1–10.

Takada, S., Kobayashi, H. and Matsushita, T. (2009), «Thermal model of human body fitted with individual characteristics of body temperature regulation», Building and Environment, Vol. 44, pp. 463–470.

Avantaggiato, M., Belleri, A., Oberegger, U.F. and Pasut, W. (2021), «Unlocking thermal comfort in transitional spaces: A field study in three Italian shopping centres», Building and Enviroment, Vol. 188, pp. 1–11, doi: 10.1016/j.buildenv.2020.107428.

Popescu, D. and Borza, I. (2016), «Modelling and Simulation of the Temperature Control System in the Heating Installations from Nonresidential Buildings», Proceedings of the 5th International Conference on Smart Cities and Green ICT Systems (SMARTGREENS 2016), Rome, Italy, pp. 454–461.

Oldewurtel, F. et al. (2012), «Use of model predictive control and weather forecasts for energy efficient building climate control», Energy and Building, Vol. 45, pp. 15–27.

Foda, E. and Siren, K. (2012), «A thermal manikin with human thermoregulatory control: Implementation and validation», International Journal of Biometeorology, Vol. 56, pp. 959–971, doi: 10.1007/s00484-011-0506-6.

Erickson, V.L. and Cerpa, A.E. (2010), «Occupancy Based Demand Response HVAC Control Strategy», BuildSys'10, pp. 7–12, doi: 10.1145/1878431.1878434.

Benndorf, G.A., Wystrcil, D. and Réhault, N. (2018), «Energy performance optimization in buildings: A review on semantic interoperability, fault detection, and predictive control», Applied Physics Reviews, Vol. 5, pp. 5–19, doi: 10.1063/1.5053110.

Kachanov, P., Yevseienko, O. and Yevsina, N. (2021), «Devising a Method To Improve the Accuracy of Maintaining the Pre-Set Temperature and Humidity Conditions at a Vegetable Storage Facility Under a Food Storing Mode», Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 110, Issue 2, pp. 89–98, doi: 10.15587/1729-4061.2021.229844.

Liu, S., He, X. and He, X. (1994), «A distributed-parameter-model approach to optimal comfort control in air conditioning systems», Proceedings of the American Control Conference, Baltimore, MD, pp. 3454–3458.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-07-07

Як цитувати

Євсеєнко, О. М., & Качанов, П. О. . (2022). Огляд потреби побудови енергоефективної системи керування вентиляцією та кондиціонуванням у торговельних центрах. Технічна інженерія, (1(89), 69–76. https://doi.org/10.26642/ten-2022-1(89)-69-76

Номер

Розділ

АВТОМАТИЗАЦІЯ ТА КОМП’ЮТЕРНО-ІНТЕГРОВАНІ ТЕХНОЛОГІЇ

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають