Je, mfumo wa uvimbo wenye kupata joto unaweza kuhifadhi nishati kwa majengo?

Jinsi Mfumo wa Uvimbo wenye Kutengeneza Joto Unavyopunguza Matumizi ya Nishati ya Jengo

Kuelewa Jukumu la Kutengeneza Joto katika Kupunguza Malipo ya Kujikimu na Kuponya Kwa Kutumia Mifumo ya Kutengeneza Nishati

Mifumo ya uvimbo imepatiwa teknolojia ya kupata tena joto inapunguza mahitaji ya nishati kwa kuhamisha nishati ya joto kutoka kwenye hewa tunayotupa kwenda kwenye hewa mpya inayofika. Mifumo haya, yanayojulikana kama HRVs (Vibonyezi vya Kupata Tena Joto) na ERVs (Vibonyezi vya Kupata Tena Nishati), vinatumia vibadilishaji vya joto maalum ambavyo vinachukua takriban asilimia 80 ya joto lililotaka kutoka kwenye hewa yetu ya ndani. Joto hili kilichopandwa halijasimamia au kuchanganya hewa ya nje kabla ya kufika kwenye mfumo kuu wa HVAC. Idara ya Nishati ya Marekani inahesabu kuwa mifumo haya inaweza kufanya tofauti kubwa pia, kupunguza mahitaji ya mzunguko kamili wa kupima au kuchanganya joto. Kama matokeo, majengo huweza kutumia takriban asilimia 30 hadi labda hata asilimia 50 chini zaidi ya nishati kwa uendeshaji wake wa HVAC kwa ujumla.

Uokoa wa Nishati Kupitia Mabadiliko Ya Hewa Isiyekwisha Bila Utafutaji wa Joto

Mifumo ya kawaida ya uvimbo imetupa hewa iliyosimamiwa na kuwaka wafu mbalimbali wa nishati, lakini mifumo ya kisasa ya kupata joto huwezesha hewa ya ndani iwe safi bila kuwacha joto hilo litoke. Wakati mfumo unapofanya kazi vizuri, linasawazisha mikondo ya hewa inayowingia na inayotoka kupitia kitengo maalum cha kubadilisha joto, ambacho mara nyingi hutengenezwa kutoka kwa vyanzo vya seraamiki au aina fulani za polimeri za plastiki. Kati ya asilimia 60 hadi 90 ya joto huhifadhiwa wakati wa mabadiliko haya. Hii inamaanisha nini katika matumizi halisi? Jengo hushindwa nishati chini kwa asilimia 50 hadi 75 kidogo kila mwaka kwenye gharama za uvimbo, kwa hivyo watu hupata mazingira yenye wastani wa joto baina ya miz seasons badala ya kuwahangaika na mabadiliko ya joto yanayotumbukia ambayo tumekuwa tumejifunza kutambua kutokana na mifumo ya zamani.

Jinsi Ambavyo Vibadilishaji vya Joto katika HRV/ERV Vinahakikisha Hewa Inayowingia Ili Kudumisha Uthabiti wa Joto la Ndani

Katika miezi ya baridi, ambapo joto la nje linopungua hadi kuhusu -5 digrii selsiasi, mfumo unafanya kazi kwa kuchomoka joto kutoka kwenye hewa ya moto iliyotiririka (karibu 20°C) kwenda kwenye hewa baridi ya nje. Kinachotolewa tayari kinakuwa kimechomoka kidogo hadi kuhusu 11°C kabla hajafika ndani ya jengo. Mbadiliko rahisi wa joto huu unapunguza kile familia zinahitaji kuchoma kila siku, ukiwamo kati ya 3 hadi 5 kilowati saa ya ikiwa ya uokoa wa nishati. Wakati wa kiangazi, mambo yanabadilishana. Mchakato bado unatumika lakini sasa unasaidia kuponya hewa kali ya moto inayokuja nje kwa kuhamisha ziada ya joto kwenye msimbo wa hewa inayotiririka. Hii inamaanisha kuwa majengo yanaishiyo ya karibu bila kutaka vituo vya kukifua kivuli viendeleze kila siku. Watu wenyewe wanagundua kuwa kuna ustahimilivu bora wa joto katika nyumbani kwao wakijikwaa pesa chache kwenye bilili kubwa za HVAC mwishoni mwa mwezi.

Ukumbusho wa Data: Oghla ya Kupunguza Matumizi ya Nishati ya Kujaza na Kuponya kwa 50–70% Katika Majengo ya Kiajaluo

Majadididoo ya Msingi wa THESEF inaonyesha kwamba majengo ya makazi yanayotumia mfumo wa uvimbo wenye kurudi kwa joto unatumia nishati 50–70% chini kwa ajili ya kuponya na kujaza ikilinganishwa na yale yenye mifumo rahisi. Katika nyumba za passive, ambapo HRVs ni kawaida, mahitaji ya kuponya mara nyingi hupungua chini ya 15 kWh/m²/mwaka—inawakilisha kupungua kwa asilimia 80% ikilinganishwa na nyumba za kawaida.

Utendaji wa Mfumo wa Uvimbo wenye Kurudi kwa Joto katika Tabianchi tofauti

Uthabiti wa HRVs kuhusu ukubwa wa mfumo wa HVAC na ufanisi wa nishati katika tabianchi baridi

Wakati wa joto huanguka chini ya kuzima, HRVs hupunguza mahitaji ya kupaka joto kila mahali kutoka kwa pana 38% hadi karibu nusu, ambayo inamaanisha kuwa mitambo ya HVAC inaweza kujengwa ndogo zaidi na kufanya kazi vizuri zaidi. Teknolojia ya kubadilishana joto ya mtiririko wa kinyume eneo linapokwenda mbali vinavyo karibu 8 hadi 12 gradusi Celsius ikilinganishwa na ile ya nje, kwa hiyo wataalamu hawajahitaji kusakinisha vifaa vikubwa vya kupaka joto tena, labda wanapo economia kiasi cha toni moja au mbili za vifaa bila kushindwa kufikia matokeo mema. Vijazo vya kisasa vya udhibiti wa baridi vinawezesha mfumo kuendelea kufanya kazi kwa ufanisi wakati wote hampimbo vile vile unapotembea baridi sana, kufika kwenye upatikanaji wa 89% kama vile kama ni digrii hasi 25. Hii inafanya HRVs yakuwe suluhisho yenye faida kwa maeneo yenye hali ya hewa kali ya baridi pia. Utafiti uliochapishwa mwaka 2022 katika jarida la Renewable and Sustainable Energy Reviews unasaidia kauli hii kuhusu ufanisi wake katika tabianchi kali.

Ufanisi wa uvimbaji wa kupokea joto katika tabianchi zenye unyevu na zilizochanganywa

Mifumo ya ERV inaonyesha utamaduni zaidi katika maeneo yenye joto la juu, unyevu wa juu na maeneo yenye hali ya anga ya miwani kwa sababu inaweza kudhibiti wakati mmoja kila vyanzo vya joto na usimbuaji wa unyevu. Vifaa hivi vinaweza kupunguza hitaji la kupatia baridi zaidi kwa patakaribu asilimia 18 hadi 27 kwa sababu ya uwezo wake wa kuhamisha unyevu kutoka upande mmoja kwenda mwingine kwa njia ya kuchagua, ambayo husaidia kuwa bora zaidi kuliko mifumo rahisi kudumisha anga kavu ndani ya vituo. Tunapokwenda kwenye tabianchi za aina ya Mediterranean hasa, mitambo ya kiova cha mbili inafanya kazi nzuri katika muda wa baridi kwa kurecupera takriban asilimia 74 ya joto ambalo lingelipotea. Wakati mmoja, mifumo haya inalinda anga la ndani kutokuwa na unyevu mkubwa wakati wa miea ya joto. Hii ni muhimu kwa sababu mifumo ya kawaida ya kondishoni ya hewa mara nyingi yanachukua kati ya asilimia 20 hadi 30 ya nishati wakati wanapowashawasha sana, jambo ambalo linatokea mara kwa mara nyumbani kwa watu na majengo mengi.

Uchambuzi wa kesi: Orodha ya nishati katika nyumba ya passive ya Kanada kutumia HRV kwa muda wa miezi 12

Nyumba ya zamani katika Saskatchewan ilibadilishwa kuwa nyumba ya kuchakata joto na mfumo wa kupitisha hewa unaofanya kazi kwa ufanisi wa takriban 92%. Ubunifu huo ulipunguza malipo ya kuponya kama vile mbili kati ya vitatu, ambayo inamaanisha kujikwaa takriban dola 1,240 kila mwaka ikilinganishwa na wakati walipokuwa nao tu vifurushi vya kawaida. Kulingana na utafiti kutoka kwenye jarida la Energy and Buildings, nyumba hii ilivimbia viwango vya kaboni dioksidi chini ya sehemu 800 kwa milioni, wakati pia ilipunguza matumizi ya nishati kwa ujumla kwa takriban 42%. Hii ni kweli zaidi ya pointi 31 kuliko kinachotakiwa na standadi za ASHRAE 62.2 kwa ajili ya uvimbaji sahihi. Matokeo bora sana kwa sababu ya uboreshaji mkubwa kama huo katika uponyaji na kujikwaa malipo.

Kuvuta Ufanisi Zaidi wa Nishati Kupitia Ujumuishaji Wa Mapema Katika Uundaji wa Jengo

Kupunguza Wigo wa HVAC Kwa Kuunganisha Mfumo wa Uvimbaji na Ubadilishaji wa Joto Wakati wa Fasihi ya Uundaji

Wakati waendelezi wanapoweka mifumo ya uvimbo wa kupata joto kwenye miundo yao tayari mwanzoni, mara kwa mara majengo hupata utendaji bora wa HVAC kwa sababu ya asilimia 30 hadi 50 ikilinganishwa na wale ambapo mifumo hii inawekwa baadaye. Kufanya hivyo vizuri awali unamaanisha kuwa wasanidi wanaweza kupangia njia za hewa kwa usahihi na kupangilia ukubwa wa mabadilishaji ya joto kulingana na mahitaji halisi ya jengo. Vilevile, majengo ambayo yanaweka mifumo haya baada ya ujenzi mara kwa mara yanapoteza asilimia 15 hadi 25 ya ufanisi kwa sababu hakuna ubalimbali kama ufaalo. Idara ya Nishati ya Marekani inataja kitu kama hicho katika rasilimali zake za nishati za kabila. Majengo yenye mifumo iliyowekwa vizuri ina utendaji mzuri sana kote kote kila muda wa mwaka, ikiwachukulia ufanisi wa asilimia 80 hadi 90 hata wakati wa mabadiliko makubwa ya joto nje.

Uchambuzi wa Mwelekeo: Kubwakiwa kwa Uvinjari wa Kurudisha Joto Katika Majengo Yanayotumia Nishati Sifuri

Kama vile kiasi cha kumi na tisa cha jumla ya majengo yenye nishati ya sifuri kote nchini sasa inajumuisha mifumo ya uvimbo wa kupata joto, kwa sababu kubwa ya maelekezo kutoka kwa Idara ya Nishati juu ya uundaji wa jengo kwa umma. Wakati wafanyabiashara wanapoweka mifumo haya vizuri, wanaweza kupunguza mahitaji ya vifaa vya kupaka kama karibu moja kwa moja katika maeneo yenye baridi na kupunguza mahitaji ya kupatia baridi kama sehemu tatu ambapo unyevu ni mkubwa. Kwa ujenzi unaopaswa kufuata kanuni za Nyumba ya Kupumzika hasa, kupakia HRV mapema husaidia kuimarisha ubora bora wa hewa ya ndani bila kuharibu ufunguo mzito unaohitajika kwa ajili ya ufanisi wa nishati. Usawazisho huu kati ya usafiri wa hewa mpya na kudumisha mfuko uliofunguliwa vibaya una baki muhimu kufikia malengo hayo ya sifuri ya nishati.