Điểm cài đặt HVAC tối ưu cho hiệu quả năng lượng và tiện nghi nhiệt trong các tòa nhà dân cư Trung Quốc

Điểm cài đặt HVAC tối ưu cho hiệu quả năng lượng và tiện nghi nhiệt trong các tòa nhà dân cư Trung Quốc

Optimal HVAC setpoints for energy efficiency and thermal comfort in Chinese residential buildings

SHARE COMMENTS

1 – GIỚI THIỆU

Cách đơn giản nhất để cải thiện hiệu suất năng lượng và tiện nghi nhiệt trong các tòa nhà hiện hữu là điều chỉnh các điểm cài đặt nhiệt độ. Tuy nhiên, mặc dù các tiêu chuẩn của Trung Quốc đã quy định điểm cài đặt sưởi và làm mát cho các vùng khí hậu khác nhau, nhưng lại thiếu sự quan tâm đến tiện nghi nhiệt của cư dân và bỏ qua các điểm cài đặt thông gió. Do đó, nghiên cứu này nhằm mục tiêu xác định các điểm cài đặt sưởi, làm mát và thông gió tối ưu ngay từ giai đoạn thiết kế để nâng cao hiệu suất năng lượng và tiện nghi nhiệt trong các tòa nhà dân cư tại Trung Quốc. Nghiên cứu sử dụng DesignBuilder để mô phỏng mức tiêu thụ năng lượng và tiện nghi nhiệt với các điểm cài đặt khác nhau, đồng thời đánh giá sự kết hợp nào là tối ưu nhất.

Để thực hiện nghiên cứu trên phạm vi toàn Trung Quốc, các thành phố điển hình ở các vùng khí hậu khác nhau đã được lựa chọn bằng phương pháp máy học. Kết quả chỉ ra rằng, việc điều chỉnh các điểm cài đặt tại Cáp Nhĩ Tân, Bắc Kinh và Thượng Hải có thể tăng số ngày tiện nghi lần lượt là 43,95%, 54,23% và 23,36%, với mức ảnh hưởng không đáng kể đến mức tiêu thụ năng lượng. Tại Quảng Châu, mức tiêu thụ năng lượng có thể giảm 7,56% nhưng số ngày tiện nghi giảm 5,91%, trong khi tại Côn Minh, số ngày tiện nghi tăng 11,11% với mức tăng tiêu thụ năng lượng là 5,92%.

Ngoài ra, phân tích độ nhạy cảm cho thấy sự thay đổi mẫu hoạt động là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng tại Cáp Nhĩ Tân và Bắc Kinh, trong khi sự thay đổi mật độ công suất thiết bị là yếu tố quan trọng nhất đối với tiện nghi nhiệt tại Thượng Hải, Quảng Châu và Côn Minh. Hơn nữa, các tổ hợp điểm cài đặt được đề xuất đã chứng minh tính bền vững trước các điều kiện thời tiết tương lai tại hầu hết các thành phố điển hình, ngoại trừ Quảng Châu.

Những phát hiện này mang lại những hiểu biết quý giá cho các nhà thiết kế và nhà nghiên cứu nhằm cải tạo các tòa nhà dân cư, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc cân nhắc cả hiệu quả năng lượng và tiện nghi của cư dân. Nghiên cứu này giới thiệu các phương pháp đổi mới như tối ưu hóa điểm cài đặt toàn diện và ứng dụng máy học để lựa chọn thành phố điển hình, cung cấp các giải pháp thực tiễn nhằm cải thiện hiệu suất năng lượng và tiện nghi nhiệt trong các tòa nhà dân cư.

2 – MÔ TẢ HỆ THỐNG

Nghiên cứu sử dụng DesignBuilder để mô phỏng hiệu suất năng lượng và tiện nghi nhiệt của các tòa nhà. Các điểm cài đặt tối ưu được xác định bằng cách phân tích dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố khí hậu khác. Mô hình được áp dụng cho các tòa nhà dân cư điển hình tại các thành phố như Cáp Nhĩ Tân, Bắc Kinh, Thượng Hải, Quảng Châu và Côn Minh.

3 – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp chính bao gồm:

– Sử dụng máy học để lựa chọn thành phố điển hình dựa trên dữ liệu khí hậu.

– Mô phỏng tòa nhà điển hình trong DesignBuilder để xác định hiệu quả năng lượng và tiện nghi nhiệt.

– Phân tích độ nhạy cảm và bất định để hiểu rõ tác động của hành vi người dùng lên kết quả.

4 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

– Điều chỉnh điểm cài đặt phù hợp có thể tăng số ngày tiện nghi tại Cáp Nhĩ Tân (43.95%), Bắc Kinh (54.23%), và Thượng Hải (23.36%), với mức tăng năng lượng tối thiểu.

– Quảng Châu giảm 7.56% năng lượng tiêu thụ nhưng mất đi 5.91% ngày tiện nghi.

– Các điểm cài đặt đề xuất tỏ ra bền vững với điều kiện khí hậu tương lai ở hầu hết các thành phố, trừ Quảng Châu.

5 – KẾT LUẬN