Energooptymalne sterowanie układem klimatyzacji z recyrkulacją powietrza i obrotowym regeneratorem energii dla pomieszczenia czystego

• Autorzy: Maćkowiak Monika , Porowski Mieczysław

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2019.8.4

Warianty tytułu

EN

Energy Optimal Control of the Air-Conditioning System with Recirculation Module and Rotary Heat Regenerator for a Clean Room

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano algorytmy energooptymalnego sterowania działaniem obrotowego regeneratora energii w układzie klimatyzacyjnym pomieszczenia czystego z recyrkulacją i regeneratorem obrotowym. Jako narzędzie analizy sformułowano i wykorzystano model symulacyjny działania układu klimatyzacji z recyrkulacją powietrza i obrotowym regeneratorem energii w ciągu całego roku. Wyznaczono roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową, końcową i pierwotną oraz roczne jednostkowe koszty obróbki termodynamicznej powietrza. Wyniki obliczeń w przypadku klimatyzacji pomieszczenia czystego klasy ISO-8 wskazują, że energooptymalne sterowanie ‒ ze zmienną regulowaną skutecznością odzyskiwania ciepła jawnego, zapewnia zmniejszenie zapotrzebowania na energię pierwotną o 10-18,1% oraz zmniejszenie kosztów obróbki termodynamicznej powietrza o 11,6-18,7% ‒ zależnie od przedziału wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu ‒ w stosunku do ciągłego działania regeneratora obrotowego ze stałą maksymalną skutecznością.

EN

The article presents algorithms for the energy optimal control of a rotary heat regenerator operation in the air-conditioning system with recirculation module and rotary regenerator for a clean room. As a tool of the optimization procedure, simulation model of the air-conditioning system operation with recirculation module and rotary heat regenerator during the whole year was formulated and used. The annual unit demand for usable, final and primary energy and the annual unit costs of thermodynamic treatment of air were determined. The calculation results for the clean room air-conditioning of the ISO- 8 class case indicate that for energy optimal control – with adjustable variable recovery of sensible heat recovery, it is possible to reduce the primary energy demand of 10÷18,1%. It is also possible to reduce the thermodynamic treatment costs of 11,6÷18,7% – depending on the relative humidity of the air in the room – relative to the continuous operation of the rotary regenerator with a constant maximum efficiency.

Słowa kluczowe

PL

klimatyzacja pomieszczeń czystych; sterowanie energooptymalne

EN

clean rooms air-conditioning systems; optimal energy efficiency control

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 50, nr 8
• Strony: 310--317
• Opis fizyczny: Bibliogr.14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Maćkowiak Monika

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska, Polska

autor

Porowski Mieczysław

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska, Polska

Bibliografia

• [1] Federal Standard 209E: Airborne Particulate Cleanliness Classes In Cleanrooms and Clean Zones. September 11, 1992.
• [2] Hu SC, JM Tsao. 2007. "A comparative study on energy consumption for HVAC systems of high-tech FABs". Applied Thermal Engineering (27): 2758-2766.
• [3] Jo MS, Shin JH, Kim WJ, Jeong JW. 2017. "Energy-Saving Benefits of Adiabatic Humidification in the Air Conditioning Systems of Semiconductor Cleanrooms". Energies 10(11).
• [4] Levy JM, Ohadi MM, Kyosung C. 2015. "Energy analysis of cleanrooms in an academic research building". ASHRAE Transactions 121(2): 71-83.
• [5] Lin T, Shih-Cheng Hu, Tengfang Xu. 2015. "Developing an innovative fan dry coil unit (FDCU) return system to improve energy efficiency of environmental control for mission critical cleanrooms". Energy and Buildings (90): 94-105
• [6] Polski Komitet Normalizacyjny.: Pomieszczenia czyste i związane z nimi środowiska kontrolowane ‒ Cz. 1: Klasyfikacja czystości powietrza PN-EN ISO 14644-1. PKN, 2005.
• [7] Porowski M. 2011. "Strategia energooptymalnego sterowania układu klimatyzacyjnego przy dopuszczalnych przedziałach tolerancji parametrów." Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja 42 (2): 69-75.
• [8] Porowski M. 2019. "The optimization method of HVAC system from a holistic perspective according to energy criterion." Energy Conversion and Management (181): 621-644.
• [9] Porowski M. 2019. "Energy optimization of HVAC system from a holistic perspective: Operating theater application". Energy Conversion and Management (182): 461-496.
• [10] Porowski M. Maćkowiak M. 2018. "Energooptymalne systemy klimatyzacji izolatek oddziałów onkologii, hematologii i transplantacji szpiku". Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja 49 (9): 361-367.
• [11] Porowski M. Szczechowiak E. 1999. "Klimatyzacja pomieszczeń czystych." Termedia,
• [12] Shan K, S Wang. 2017. "Energy efficient design and control of cleanroom environment control systems in subtropical regions-A comparative analysis and on-site validation". Applied Energy (204): 582-595.
• [13] Szczechowiak E. 1985. "Analityczne obliczanie parametrów powietrza wilgotnego". Chłodnictwo (20) 8.
• [14] Tsao JM, SC Hu, Tengfang Xu, D Y.L.Chan. 2010. "Capturing energy- saving opportunities in make-up air systems for cleanrooms of high-technology fabrication plant in subtropical climate". Energy nad Buildings (42): 2005-2013.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).