Моделювання процесів теплообміну у вентильованих огороджуючих конструкціях в стаціонарних умовах
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129706Ключові слова:
стаціонарний теплообмін, вентильовані огороджуючі конструкції, стіна Тромба, тепловий потікАнотація
Одним із шляхів підвищення енергоефективності житлово-комунального підприємства та вирішення проблеми обігріву приміщень є будівництво «пасивних будинків», які містять елементи конструкцій ефективно сприймаючих енергію сонячної радіації. Об’єктом дослідження є «Пасивний Будинок», що представляє собою будівлю, в якій тепловий комфорт (ISO 7730) досягається виключно за рахунок додаткового попереднього підігріву (або охолодження) маси свіжого повітря. Це необхідно для підтримання в приміщеннях повітря високої якості, без його додаткової рециркуляції.
Проведено аналіз процесів теплообміну у вентильованих огороджуючих конструкціях та проаналізовано розрахункові методи їх проектування. Застосування технологій пасивного сонячного обігріву приміщень в кліматичних умовах України дозволить забезпечити до 50 % потреб у теплоті.
Визначено, що рух зовнішнього повітря у ВОК (відкриті огороджуючі конструкції) вздовж стіни будинку призводить до втрат тепла, однак повітря у вентильованому шарі буде запобігати утворенню та скупченню конденсату. Це дозволить в зимовий період зберегти термічні властивості зовнішнього шару ізоляції будинку, зменшити витрати тепла на опалення та запобігти утворенню та розвитку грибкової плісняви.
Досліджено особливості процесів теплообміну в будівельних конструкціях з вентильованими каналами. На основі проведеного аналізу розрахункових методів проектування ВОК можна стверджувати, що класична методика оцінки теплообмінних процесів базується на рівняннях теплового балансу повітря для нескінченно малого об’єму dx. Але при використанні цього рівняння неможливо врахувати розподіл променевого та конвективного потоків тепла, а також оцінити вплив втрат енергії.
У роботі запропоновано математичну модель, яка дозволить визначати зміни температури повітря вздовж вентильованого шару огороджуючих конструкцій та кількісно оцінювати надходження або втрати тепла у приміщення в холодну пору року.
Посилання
- Dolinskyi, A. A. (2007). Komunalna teploenerhetyka Ukrainy: stan, problemy, shliakhy modernizatsii. Kyiv, 827.
- Dolinskyi, A. A., Basok, B. I. (2014). Stvorennia eksperymentalnoho enerhoefektyvnoho budynku pasyvnoho typu. Enerhetychna bezpeka na transporti: pidvyshchennia enerhoefektyvnosti, znyzhennia zalezhnosti vid pryrodnoho hazu. Kyiv, 26–30.
- Honcharuk, S. M., Kalinina, M. F., Bozhko, I. K., Kuzhel, L. M., Lysenko, O. M. (2014). Stvorennia eksperymentalnoho enerhoefektyvnoho budynku pasyvnoho typu «nul enerhii». Promyslova teplotekhnika, 36 (3), 88–95.
- Nedbaylo, A. N. (2014). Osobennosti teploperedachi cherez mnogosloynuyu ograzhdayushhuyu konstruktsiyu v nestatsionarnom rezhime. Keramika: nauka i zhizn, 1 (22), 4–9.
- Stepanenko, O. I., Dubrovska, V. V. (2014). Pasyvnyi budynok – shliakh do efektyvnoho vykorystannia enerhii. Enerhetyka: ekonomika, tekhnolohii, ekolohiia, 3, 56–58.
- Belyaev, V. S., Borisova, N. V., Izhevskaya, G., Bondar, Ya. P. (1984). Ventiliruemye stenovye paneli. Sel'skoe stroitel'stvo, 1, 12–14.
- Bajc, T., Todorovic, M. N., Svorcan, J. (2015). CFD analyses for passive house with Trombe wall and impact to energy demand. Energy and Buildings, 98, 39–44. doi:10.1016/j.enbuild.2014.11.018
- Jinling, Z., Bin, C., Jingjun, L., Yongxun, W. (2007). Dynamic thermal performance simulation of an improved passive solar house with Trombe wall. Proceedings of ISES World Congress 2007 (Vol. I–Vol. V), 1, 2234–2237. doi:10.1007/978-3-540-75997-3_451
- Boyer, H., Miranville, F., Bigot, D., Guichard, S., Idriss, I., Jean, A. (2011). Heat transfer in buildings: application to air solar heating and Trombe wall design. Evaporation, condensation and heat transfer, 227–244. doi:10.5772/23025
- Lobna, M., Dehmani, L. (2014). A numerical study of heating and cooling by a Trombe wall in Tunisia. The fifth International Renewable energy congress. Tunisia: Hammamet. doi:10.1109/irec.2014.6826940
- Bellos, E., Tzivanidis, C., Zisopoulou, E., Mitsopoulos, G., Antonopoulos, K. A. (2016). An innovative Trombe wall as a passive heating system for a building in Athens–A comparison with the conventional Trombe wall and the insulated wall. Energy and Buildings, 133, 754–769. doi:10.1016/j.enbuild.2016.10.035
- Yin, Z. (2016). Simulation and Modification of a Composite Trombe Wall to Adapt to the Climate in Victoria, Canada. University of Victoria, 65.
- Bogoslovskiy, V. N. (1982). Stroitel'naya teplofizika. Moscow: Vysshaya shkola, 415.
- Fokin, K. F.; Tabunshhikov, Yu. A., Gagarin, V. G. (Eds.). (2006). Stroitel'naya teplotekhnika ograzhdayushhikh chastey zdaniy. Moscow: AVOK-Press, 256.
- Klemm, P. (2006). Zahalne budivnytstvo. Budivelna fizyka. Vol. 2. Warsaw: Arkadii.
- Mikheev, M. A., Mikheeva, I. M. (1977). Osnovy teploperedachi. Moscow: Energiya, 344.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Oleksiy Lymarenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
