Application of Solar Thermal Collectors to Improve the Energy Performance of the Fresh Air HVAC Systems

به‌كارگيري پنل‌هاي خورشيدي به‌منظور بهبود عملكرد انرژي سيستم‌هاي تهويه مطبوع هواتازه

در تحقيق حاضر، عملكرد سيستم تهويه مطبوع يك اتاق عمل به‌عنوان يك سيستم تهويه مطبوع كاملاً هواتازه تركيب‌شده با پنل‌هاي خورشيدي موردمطالعه قرار گرفته است. عملكرد ساليانه سيستم موجود و سيستم تركيب‌شده با پنل‌هاي خورشيدي از نقطه‌نظر ميزان مصرف انرژي و شرايط هواي فراهم‌شده با استفاده از نرم‌افزار TRNSYS مورد شبيه‌سازي و مطالعه قرار گرفته است. در سيستم تغييريافته، پنل‌هاي خورشيدي يك مبدل حرارتي آب به هوا را در ساعات كاري روز و در طول كل سال تغذيه مي‌كنند. در اين مطالعه، به‌منظور دستيابي به بهترين تركيب و نوع پنل خورشيدي، سه طرح با نام‌هاي Configuration A يعني سيستم تهويه تركيبي با پنل‌هاي خورشيدي unglazed، Configuration B سيستم با پنل‌هاي glazed painted و Configuration C سيستم با پنل‌هاي evacuated tube از نظر تاثير بر ميزان مصرف انرژي و شرايط هواي فراهم‌شده مورد ارزيابي قرار گرفته اند. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه تمامي طرح‌هاي موردمطالعه توانايي فراهم‌كردن هواي مناسب داخل را براساس استانداردهاي موجود را دارا بوده ولي عملكرد طرح‌ها از نظر ميزان مصرف انرژي نشان مي‌دهد كه Configuration A از قابليت بيشتري براي صرفه‌جويي در مصرف انرژي برخوردار بوده و لذا براي به‌كارگيري در سيستم موجود توصيه مي‌شود.

In the preset study, the performance of a solar assisted heating, ventilation and air conditioning (HVAC) system in an operating theater building was studied. The yearly performances of the existing HVAC system and the system with the added solar collectors were simulated in terms of energy consumption and provided air conditions using a transient system simulation software (TRNSYS). In the modified system, the solar collectors feed a liquid-to-air heat exchanger, which was defined to be replaced with the main heater of the HVAC system during the day times throughout the year. Three solar integrated HVAC system configurations consisting of three types of standard liquid flat-plate collectors namely, Configuration A: unglazed, Configuration B: glazed painted, and Configuration C: evacuated tube solar collectors were examined to determine the most proper configuration in terms of energy consumption and provided air conditions. Based on the simulation results, all the configurations examined were capable of providing proper air into the space. However, the energy performance of the configurations indicated that the Configuration A has priority in terms of energy consumption level and was recommended to be implemented in the existing HVAC system.