열 파괴

Thermal destratification
미국 창고형 식료품점에 설치된 파괴 선풍기[1]

열적 파괴는 건물 내부 공기를 혼합하여 층층을 제거하고 건물 외피 전체에 걸쳐 온도 평등을 달성하는 과정이다.

건물의 열성층화

파괴율은 열성층화의 자연적 과정의 역순으로, 바닥에서 천장까지 (일반적으로 증가하는) 다른 공기 온도를 계층화한다. 성층화는 뜨거운 공기가 천장이나 옥상 공간까지 상승하면서 발생하는데, 이는 주변의 차가운 공기보다 가벼워지기 때문이다. 반대로 주변 따뜻한 공기보다 공기가 무거워지면서 시원한 공기가 바닥으로 떨어진다.

층층화된 건물에서는 최대 1.5의 온도차가 발생한다.수직 피트당 °C가 일반적이며, 건물의 천장이 높을수록 이 온도 차이가 극심할 수 있다.[2] 극단적인 경우, 10°C의 온도차가 1m 이상에서 발견되었다. 그 밖에 열성층화 수준에 영향을 미치는 변수로는 건물 내에 존재하는 사람과 공정에 의해 발생하는 열, 외부 기상조건으로부터 발생하는 공간의 절연, 일사량 증가, HVAC 시스템의 사양, 공급 및 환원 도관의 위치, 공간 내부의 수직 공기 이동 등이 있으며, 주로 데스트라에 의해 공급된다.튜닝 팬 계산 유체 역학은 공간의 층화 수준을 예측하는 데 사용될 수 있다.

열성층화의 영향

건축과학연구정보협회가 실시한 연구에서는 바닥부터 천장까지의 온도차(ΔT)를 바탕으로 층화에 의한 낭비 에너지가 지속적으로 증가하였다.[3] 이 연구는 층화된 건물들이 온도조절기의 온도에 근거하여 과열되거나 지나치게 냉각되는 경향이 있다는 것을 나타내는데, 이것은 실내에 존재하는 전체 열 에너지보다 낮은 경향이 있다. 이 연구는 또한 성층화에 의한 에너지 폐기물이 20피트 ~ 40피트의 천장 높이에서 존재한다는 것을 보여주었고, 천장이 높아지면 동일한 ΔT에서도 높은 에너지 폐기물이 발생한다는 것을 보여주었다. ΔT는 높은 천장에서 더 높은 경향이 있기 때문에 층화 효과가 복합적으로 작용하여 높은 천장 건물에서 상당한 에너지 낭비를 야기한다.

소멸 정의

계층화와 그것과 관련된 비용은 선형적이기 때문에, 파괴의 정의는 의견과 사용 사례에 따라 다를 것이다. 완전한 파괴 또는 바닥에서 천장까지 0° ΔT는 어떤 건물에서도 발생할 가능성이 없다. 층화 비용은 ΔT가 5.4°F에 근접함에 따라 선형적으로 감소하고, 5.4°F 미만의 층화 효과를 살펴본 연구는 아직 없기 때문에, ΔT가 5°F 미만인 공간을 파괴한다고 간주하는 것은 드문 일이 아니다. 미국에서 ASHRAE 표준 55는 머리와 발목 레벨 사이의 수직 공기 온도 차이의 한계로 3°C를 규정하지만 바닥과 천장 사이의 이상적인 ΔT를 권장하는 표준은 없다.[4]

파괴화 기술

열 성층화 감소는 성층화 증가와 관련된 변수를 제어함으로써 달성될 수 있다. 천장 높이, 사람 및 공정, 일조량 증가, 외부 기상 조건 등 많은 변수를 제어할 수 없기 때문에 가장 일반적인 기술은 건물의 HVAC(Heating, Ventilation, Air-Conditioning) 시스템과 관련된 기술이다. 가장 저렴하고 효과적이며 설치하기 쉬운 기술 중 하나는 축방향 파괴 팬과 HVLS(대용량 저속) 팬을 모두 포함한 파괴 팬이다.

축 파괴 팬

축방향 파괴 팬은 사람이 거주하고 일하는 바닥까지 천장의 조건부 공기를 불어 내려갈 목적으로 천장에 배열해 설치하는 자급식 유닛이다. Axial 팬은 바닥에서 공기를 직진하도록 설계되어 있어 100피트 이상의 천장과 지붕 구조물에 사용할 수 있다. 축방향 파괴 팬은 낮은 CFM으로 파괴율을 달성할 수 있으므로 노즐에서 나오는 공기가 0.2~0.5m/s의 바닥에서 공기 속도를 달성하는 것이 필수적이다. 이러한 수준의 공기 이동의 결과는 천장에서 조건화된 공기와 바닥 수준의 공기가 통합되는 것이다. 바닥에 충격을 주지 않으면 공기의 내부 층이 파괴되지만 바닥에서는 파괴되지 않는다. 이 경우 서모스탯 주변이 파괴되지 않기 때문에 서모스탯이 실내를 과열시키거나 지나치게 냉각시키면서 비용절감이 거의 또는 전혀 없을 것이라는 가설이 제기된다.

21피트 천장이 있는 방에서 실험한 결과 축방향 파괴 팬을 사용했을 때 23.5%의 절감 효과가 있었다.[5]

대용량 저속(HVLS) 팬

HVLS 팬은 크기 때문에 늘어난 무게와 크기를 수용하기 위해 지붕 구조물을 재설계해야 할 수 있기 때문에 일반적으로 개조보다는 신축 공사에 설치된다. 대형 선풍기 날개가 그 아래를 지나갈 때 거닐면서 조명을 재배치해야 하는 것과 일반적으로 소방 법규에 맞추기 위해 바닥에 방해받지 않고 접근해야 하는 스프링클러 시스템도 드물지 않다. 증발식 냉각을 장려하기 위해 여름에 사용할 경우 HVLS 팬을 앞으로 돌려 바닥에서 공기를 불어 넣는다. 겨울의 파괴를 위해 사용될 때, 선풍기는 천장을 향해 공기를 불어 넣고 방을 순환시키면서 역주행한다. HVLS 팬이 효과적일 수 있는 높이는 축 파괴 팬에 비해 제한적이다.

파괴의 이점

이 방법은 냉난방 공조(HVAC) 산업과 건물 냉난방 분야에서 적용돼 가장 큰 이점을 갖고 있으며, "지열화가 오늘날 건물 내 가장 큰 에너지 낭비"[6]인 것으로 나타났다.

에너지 소비량 절감용

건물에 열 파괴 기술을 통합함으로써, 바닥 면적에서 멀리 솟아나는 열을 지속적으로 대체하기 위해 난방 시스템이 더 이상 과잉 공급되지 않기 때문에 에너지 요구량이 감소하고, 이미 가열된 공기를 비어 있는 천장 공간에서 바닥 레벨로 다시 분배하여 온도가 같을 때까지 에너지 요구량이 감소한다.리제이션이 달성된다. 냉각 파괴 시스템과 관련하여 냉각된 공기가 내부 환경 전체에 걸쳐 완전히 순환되고 균등하게 분포되도록 보장하여 고온 및 저온 지점이 제거되고 장기간 온도 조절을 만족시키십시오. 그 결과, 파괴화 기술은 에너지 요구량 감소로 인한 탄소 배출 감소 가능성이 크고, 때로는 최대 50%까지 [7]기업 비용을 절감할 수 있다. 이것은 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 3가지 방법 중 하나로 건물 내 파괴를 권고하는 탄소 신탁에 의해 지지된다.[8]

위안을 위해

파괴는 자연스럽게 바닥의 공기 이동을 증가시켜, 방의 "핫 스팟"과 "콜드 스팟"을 감소시킨다. 그것은 식료품 가게 냉동 케이스와 같이 일반적으로 추운 지역에서 근처에서 쇼핑하는 손님들을 따뜻하게 하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 파괴 팬으로부터의 공기 이동은 바닥에서의 공기 이동량을 증가시킴으로써 ASHRAE 표준 62.1을 충족시키는 데 도움을 줄 수 있다.

참조

  1. ^ "Destratification Systems - Energy Reduction Technologies". Airius Europe Ltd. Retrieved 2016-05-17.
  2. ^ "Thermal Destratification in Buildings: The missing piece to the HVAC puzzle" (PDF). Energy Services and Technology Association. January 2013. Archived from the original (PDF) on 2015-07-01.
  3. ^ BSRIA. "Wasted Energy Due to Stratification". Retrieved 23 February 2018.
  4. ^ Standard 55-2004 -- Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy (ANSI Approved). Atlanta, GA: ASHRAE.
  5. ^ "Cold Weather Destratification Energy Evaluation" (PDF). Enbridge. June 2017. Retrieved 23 February 2018.
  6. ^ "Mansfield Anodisers". Case studies. Environmental Technology Centre, University of Nottingham. Retrieved 19 February 2014.
  7. ^ "Case study - Lush Retail Ltd". Airius. Retrieved 29 March 2017.
  8. ^ "Energy efficient heating". Carbon trust. Retrieved 19 February 2014.

외부 링크