Selection of HVAC systems commercial and residential buildings

Abstract

ÖZET KONUTLAR VE TİCARİ BİNALAR İÇİN ISITMA, HAVALANDIRMA VE SOĞUTMA SİSTEMLERİ SEÇİMİ Bu çalışmada konutlar ve ticari binalar ayrı ayrı incelenerek seçilen HVAC sistemleri karşılaştırıldı. Ticari binalar için değişken hava debili statik, değişken debili tekrar ısıtmalı, iki borulu ve dört borulu fan coil sistemleri seçilerek ömür boyu toplam maliyetleri hesaplandı. Konutlar için iki borulu fan coil sistemi ile pencere tipi, duvar tipi ve kanallı split birimler seçilerek soğutma ve ısıtma için birim enerji maliyetleri ayrı ayrı hesaplandı. Ticari uygulamalar için 5000 metre kareden büyük yerler için geniş bir sektör araştırılması yapılarak sistemler için ilk yatırım maliyetleri belirlendi, konutlarda ise örnek bir konut için hazırlanan projeler üzerinde ilk yatırım maliyetleri hesaplandı. Coğrafi konum, sistemlerin çalışma saatleri, pik yük, yakıt türleri, soğutma performans katsayısı gibi parametrelerin etkileri ile maliyetlerin yatırım, bakım onarım ve işletme gibi bileşenlerine dağılımı incelendi. Sonuçlar yeni yapılan konutlar için iki borulu fan coil sistemi en iyi alternatif olduğunu göstermektedir. Eski binalarda kanallı split mümkün olan her durumda tercih edilmelidir. Ticari binalarda ise eski binalar için statik ısıtmalı VAV sistemler en iyi çözüm iken yeni binalarda iki borulu fan coil ve VAV sistemleri arasında zor bir seçim yapmak gerekmektedir.

IV ABSTRACT SELECTION OF HVAC SYSTEMS FOR COMMERCIAL AND RESIDENTIAL BUILDINGS Life Cycle Costs and Levelized Energy Costs have been computed for selected HVAC systems. Variable air volume systems with reheat or perimeter heating, two pipe and four pipe fan coil systems were considered for commercial buildings while two pipe fan coil systems, window units and split units with or without ductwork coupled with conventional boilers for heating were considered for residential applications. Capital costs for commercial applications larger than 5000 square meters have been determined through an extensive market survey. For residences, capital costs have been based on complete design projects for a prototype residence. Operating costs have been estimated by the equivalent full load hours method. Different heating and cooling strategies have been adopted for commercial and residential applications in order to estimate annual heating and cooling hours. Effects of geographic location, peak load and working hours, fuel type, interest rate, coefficient of performance and breakdown of life cycle cost or levelized energy cost to components like capital, operating and maintenance costs have been investigated. Results indicate that for residential applications, fan coil systems appear to be the best alternative for new projects. For retrofit projects, split systems with ductwork shoud be preferred whenever possible. For commercial buildings, VAV with perimeter heating is the choice in retrofit projects whereas the choice is between two pipe fan coil or a VAV system in new projects.