에너지 회수 환기

Energy recovery ventilation
역류 크로스 플레이트 에너지 회수교환기

에너지 회수 환기(ERV)는 일반적으로 소진된 건물 공기 또는 조건화된 공간에 포함된 에너지를 교환하는 주거용 및 상업용 HVAC 시스템의 에너지 회수 과정으로, 유입되는 실외 환기 공기를 치료(사전 조건화)하기 위해 사용한다. 관련된 특정 장비는 에너지 회수 인공호흡기(Energy Recovery Ventor)라고 불릴 수 있으며, 약칭 EERV라고도 한다.

따뜻한 계절에는 ERV 시스템이 예열 및 제습, 냉온기에는 가습 및 예열한다.[1] ERV 시스템은 HVAC 설계가 환기 및 에너지 표준을 충족하도록 돕는다(: ASHRAE, 실내 공기 품질 개선 및 총 HVAC 장비 용량 감소, 에너지 소비 감소).

EERV 시스템은 HVAC 시스템이 기본적으로 모든 조건에서 실내 상대습도를 40-50% 유지할 수 있도록 한다. ERV는 송풍기에 전원을 사용하여 시스템의 압력 강하를 극복해야 하므로 약간의 에너지 수요가 발생한다.[1]

중요도

전 세계 에너지의 절반 가까이가 건물에서 사용되고 있으며,[2] 난방/냉방 비용의 절반은 규정에 따라 "열린 창" 방법에 의해 이루어질 때 환기 때문에 발생한다[공인법을 정의하고 인용문을 포함함]. 둘째로, 에너지 생성과 송전망은 전력의 피크 수요를 충족시키기 위해 만들어진다. 적절한 환기를 사용하는 것; 복구는 전세계 에너지 소비를 줄이고 더 나은 실내 공기 질(IAQ)을 제공하고 건물과 환경을 보호하기 위한 비용 효율적이고 지속가능하며 빠른 방법이다.

이전 방법

ERV는 공기 대 공기 열 교환기의 일종으로 잠열뿐만 아니라 지각 있는 열을 전달한다. 온도와 수분이 모두 전달되기 때문에, EERV는 총 엔탈픽 장치로 설명된다. 이와는 대조적으로, 열 회수 환기 장치(HRV)는 지각 있는 열만 전달할 수 있다. HRV는 감지 열만 교환하기 때문에 감지 전용 장치로 간주될 수 있다. 즉, 모든 ERV는 HRV이지만 모든 HRV가 ERV는 아니다. HRV, AAHX(공대공기열교환기) 및 ERV라는 용어를 서로 바꾸어 사용하는 것은 옳지 않다.[3]

이 시스템은 냉각기에 유입되는 외부 공기를 냉각하고 제습하는 역할을 한다. 이를 위해 시스템은 거부된 열을 취하여 배기 기류로 보낸다. 그 후 이 공기는 거부된 열이 배기 기류에 들어가지 않았을 때보다 낮은 온도로 콘덴서 코일을 냉각시킨다. 난방기 동안에는 시스템이 역방향으로 작동한다. 이 시스템은 배기 기류로 열을 방출하는 대신 유입되는 공기를 예열하기 위해 배기 기류에서 열을 끌어온다. 이 단계에서 공기는 1차 단위를 통과한 다음 조건화된 공간으로 들어간다. 이러한 유형의 시스템으로, 배기가스가 환기 공기보다 냉각되고 난방 기간에는 환기 공기보다 따뜻해지는 것이 보통이다. 이 때문에 시스템이 효율적이고 효과적으로 작동한다. 성능계수(COP)는 조건이 극심해질수록 증가한다(즉, 냉방은 더 덥고 습하며 난방은 더 춥다).[4]

효율성

EERV 시스템의 효율은 열교환기를 통해 전달되는 총 에너지와 비교하여 두 공기 흐름 사이에서 전달되는 에너지의 비율이다.[5][6]

다양한 제품이 출시되면 효율성도 달라질 것이다. 이러한 시스템 중 일부는 열 교환 효율성이 70-80%에 달하고 다른 일부는 50%에 달한다고 알려져 있다. 비록 이 낮은 수치가 기본 HVAC 시스템보다 더 바람직하지만, 그것은 그것의 나머지 등급에 미치지 못한다. 열전달 효율을 90%[5]까지 높이기 위한 연구가 진행되고 있다.

현대적인 저비용 가스 위상 열교환기 기술의 사용은 효율의 상당한 향상을 가능하게 할 것이다. 높은 전도성 다공성 재료를 사용하면 90% 이상의 교환 효과가 발생하는 것으로 생각된다. 유효율 90%를 초과하면 에너지 손실 요인의 최대 5가지 개선을 볼 수 있다.[5]

HVI(Home Venting Institute)는 미국 내에서 제조된 모든 장치에 대한 표준 시험을 개발했다. 그럼에도 불구하고, 모든 것이 테스트된 것은 아니다. HVI가 생산한 데이터와 제조사가 생산한 데이터를 비교하여 효율성 주장을 조사하는 것이 필수적이다. (참고: 캐나다에서 판매되는 모든 장치는 HVI 테스트와 동의어인 R-2000 프로그램을 통해 배치된다.)[6]

에너지 회수 장치의 유형

에너지 회수 장치 양도 유형
로터리 엔탈피 휠 토탈 & 센스
고정판 토탈** & 센스
히트파이프 센스 있는
코일 둘레 센스 있는
테르모시폰 센스 있는
트윈 타워[7] 센스 있는

**저습기 장치 및 응축수 리턴 장치에서만 사용 가능한 총 에너지 교환

회전식 공대공 엔탈피 휠

회전 휠 열 교환기는 공기 투과성 물질로 채워지는 회전 실린더로, 일반적으로 폴리머, 알루미늄 또는 합성 섬유로, 감각적인 엔탈피 전달에 필요한 넓은 표면적을 제공한다. (엔탈피는 열의 척도). 바퀴가 공급과 배기 가스 흐름 사이에서 회전할 때, 그것은 열에너지를 받아 더 차가운 공기 흐름으로 방출한다. 교환의 원동력은 상대 기류의 온도차(열경사)이다.

엔탈피 교환은 건조제 사용을 통해 이루어진다. 방습제는 흡착 과정을 통해 수분을 전달하는데, 흡착 공정은 상대 공기 스트림 내 증기 부분압력의 차이에 의해 주로 구동된다. 대표적인 건조제는 실리카겔분자체 등으로 구성된다.

엔탈피 바퀴는 잠열 에너지와 지각 열 에너지를 모두 전달하는 가장 효과적인 장치다. 로터용 건축자재(가장 일반적으로 폴리머, 알루미늄 또는 섬유유리)를 선택하면 내구성이 결정된다.

회전 에너지 회수 장치를 사용하는 경우 두 공기 스트림이 서로 인접하여 에너지의 국소 전달을 허용해야 한다. 또한 차륜 성에를 방지하기 위해 추운 기후에서 특별히 고려해야 한다. 시스템은 휠 속도를 조절하거나 공기를 예열하거나 시스템을 정지/조깅하여 성에를 방지할 수 있다.

판형 열교환기

고정판 열교환기는 움직이는 부품이 없으며, 분리되어 밀봉되는 판의 층을 교대로 구성한다. 대표적인 흐름은 교차 전류로, 대다수의 플레이트가 고체이고 투과성이 없기 때문에 감각적인 전달만이 그 결과물이다.

유입되는 신선한 공기의 템퍼링은 열이나 에너지 회수 코어에 의해 이루어진다. 이 경우 핵은 알루미늄이나 플라스틱 판으로 만들어진다. 습도는 수증기 전달을 통해 조절된다. 이 작업은 방습제 재료 또는 투과성 플레이트를 포함하는 회전 휠로 수행된다.[8]

엔탈피 판은 패시브 하우스용 환기 시스템 전문 회사인 Paul에 의해 2006년에 도입되었다. 습도 투과성 재료로 제작된 교차 전류 역류 공기-공기 열 교환기. 폴리머 고정판 역류 에너지 회수 환기기는 1998년 주거용, 상업용, 산업용 공대공 에너지 회수 제조업체인 BPE(Building Performance Equipment)가 도입했다. 이러한 열 교환기는 에너지 절약과 신선한 공기를 증가시키기 위한 개조일 뿐만 아니라 새로운 건설에 대한 대안으로 도입될 수 있다. 새로운 건설 상황에서 에너지 회수는 시스템의 필요한 난방/냉방 용량을 효과적으로 감소시킬 것이다. 절약되는 총 에너지의 비율은 기기의 효율(최대 90% 분별력)과 건물의 위도에 따라 달라진다.

고정 플레이트 에너지 교환기는 여러 단면을 사용할 필요성 때문에 높은 압력 강하 및 더 큰 발자국과 관련되는 경우가 많다. 이러한 시스템은 높은 양의 잠재 에너지 전달을 제공할 수 없기 때문에 추운 기후에서도 성에가 발생할 가능성이 높다.

핀란드 기업 리사이클 에너지 인트가 특허를 획득한 기술. 코퍼레이션은 순환 응축과 증발(예: 잠열)에 의한 공기 습도를 이용한 재생 플레이트 열교환기를 기반으로 하여 높은 연간 열효율은 물론 자가세척/세척법에 의한 미생물 프리 플레이트도 가능하다.[9] 따라서 이 단위를 열이나 에너지 회수용 인공호흡기라기보다는 엔탈피 회수용 인공호흡기라고 부른다. 컴퍼니 특허 잠식히트펌프는 여름철 COP가 33개, 겨울철에 15개인 엔탈피 회수용 인공호흡기를 기반으로 한다.

참조

  1. ^ a b 디크만, 존 "에너지 회수 환기를 통한 습도 조절 개선."ASHRAE Journal 50, 8번, (2008)
  2. ^ http://www.interacademycouncil.net/CMS/Reports/11840/11914/11920.aspx
  3. ^ 건강한 집 연구소. 직원들, "ERV" 환기 이해: 주거용 환기 시스템의 설계, 선택 및 설치 방법. 2009년 6월 4일. 2009년 12월 9일.
  4. ^ 브라운, 제임스 E, 케빈 B 머서 "심포슘 용지 - OR-05-11 - 에너지 회수 환기: 에너지, 습도 및 경제적 영향 - 소규모 상업용 건물의 환기 열펌프 평가" ASHRAE 거래 111, 1호, (2005)
  5. ^ a b c 맥시퍼, J. E., A. R. 래프레이, M. S. 틸랙. "첨단 다공성 열전달 매체를 이용한 에너지 회수 환기기의 성능 향상" UCSD-ENG-089 2001년 12월.
  6. ^ a b 크리스텐슨, 빌. "지속가능한 건물 출처" 오스틴 시의 그린 빌딩 계획. 지침 3.0. 1994.
  7. ^ "Chapter 44: Air-Air Energy Recovery" (PDF). ASHRAE Systems and Equipment Handbook. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). July 2000. p. 44.17. ISBN 978-1883413804.
  8. ^ 휴엘만, 팻, 완다 올슨. 난방에너지 회수 환기 장치에 대한 일반적인 질문 미네소타 익스텐션의 웨이백 기계 대학에 보관된 2010-12-30. 1999. 2010.
  9. ^ 리사이클 에너지

외부 링크