Development of Control Strategies for Minimum Diffuser Airflow in Commercial/Office Buildings

عادة ما تستند تصاميم المباني في الكويت عى المعالم المعمارية وتكلفة البناء، دون اهتمام يذكر بشأن زيادة الحرارة في الصيف أو فقدان الحرارة في فصل الشتاء )أحمال التبريد أو التدفئة(. إن الطاقة الكهربائية المستهلكة من قبل أنظمة تكييف الهواء في الكويت تصل إلى أكثر من %70 من الطاقة الكهربائية المولدة في وقت الذروة. وبالتالي فإن هناك إمكانية كبيرة لتوفير الطاقة في أنظمة التكييف عن طريق التقليل من مجموعة أجهزة حجم الهواء المتغير ) VAV ( إلى نحو 10 % من الحد الأقصى. كمية التوفير النموذجية هي حوالي 10 % - 30 % من إجمالي طاقة أجهزة التكييف والتهوية والتدفئة والتي تعتبر مهمة لنظام غير مكلف لأجهزة التحكم اللازمة للحفاظ عى التهوية الخارجية بشكل صحيح. إن الغرض من هذه الدراسة هو تحديد توفير طاقة التكييف للمباني التجارية والاستثمارية. التي يتم تشغيلها في ظل انخفاض الحد الأدنى لمعدلات تدفق هواء التفريغ، وتقييم ما إذا كانت تتأثر الراحة الحرارية لشاغلي المبنى. أيضا تعالج هذه الدراسة قضية خلط هواء التفريغ وتأثيره عى راحة الشاغلين في المبنى. كما تتم خ ال هذه الدراسة مقارنة النتائج التي تم تجميعها مع نتائج الاختبارات القياسية. سيتم عملية مسح لشاغلين المبنى خ ال فترة الاختبار، للحصول عى تصورهم للراحة الحرارية ونوعية الهواء المتصورة، وحركة الهواء المتصورة أيضا. سيتم مقارنة أداء الخلط لمجموعة من أنواع هواء التفريغ جنبا إلى جنب مع درجة الحرارة وملامح سرعة وفعالية التهوية لمختلف معدلات التدفق والتي تمثل الحد الأدنى العالي والمنخفض. وهذه الدراسة سوف تقدم مقارنة بين وضعين عمليين، )~ 30 % و~ 10 % 15 %- من الحد الأدنى من معدلات التدفق( لاستجابات شاغلي المبنى، وقياسات الطاقة، أداء خلط هواء التفريغ.

Abstract: Building designs in Kuwait are usually based on architectural features and construction cost, with little concern about heat gain in summer or heat loss in winter (cooling or heating loads). In Kuwait, electrical energy consumed by Air Conditioning (AC) systems amounts to more than 70% of the electrical energy generated at peak load time. Hence, there is great energysaving potential in the HVAC systems by reducing variable air volume (VAV) box minimum airflow set points to about 10% of maximum. Typical savings are about 10%–30% of total Heating Ventilation and Air-conditioning (HVAC) energy, remarkable for an inexpensive controls set-point change that properly maintains outside air ventilation. The purpose of this study is to quantify HVAC energy savings for commercial/office buildings that are operated under reduced minimum diffuser flow rates, and to evaluate whether occupants’ thermal comfort satisfaction responses are affected. The diffuser mixing issue and impact on comfort are also addressed in this research project along with occupants’ thermal comfort and air quality satisfaction evaluation in the field under reduced minimum VAV flow rate set points. Occupants will be surveyed over the period of testing, to obtain their perception of thermal comfort, perceived air quality, and perceived air movement. The mixing performance of a range of diffuser types will be compared along with temperature and velocity profiles and ventilation effectiveness for various flow rates representing high and low minimum operation. This study will present the comparisons between two operation modes, (~30% and ~10%-15% minimum flow rates) for occupants’ responses, energy measurements, and diffuser mixing performance.