Дослідження енергетичної ефективності системи підлогового опалення сухого монтажу
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.135783Ключові слова:
водяне підлогове опалення, опалювальний контур, теплове навантаження, термічний опір теплопередачі, тепловий режим приміщенняАнотація
Об’єктом дослідження є теплотехнічні параметри роботи фрагмента системи підлогового опалення сухого монтажу в умовах реальної експлуатації, який встановлено в лабораторному приміщенні.
Одним з найбільш проблемних місць при проведенні експериментальних досліджень виявилась мала площа досліджуваної системи опалення, відносно об’єму приміщення. При значних добових коливаннях температури зовнішнього повітря виявлялись складнощі з виходом роботи системи опалення на квазістаціонарний режим.
В ході дослідження встановлено вплив товщини теплоізоляційного шару під опалювальним контуром на зміну густини теплового потоку від поверхні підлоги до повітря в опалювальному приміщенні. Зазначається, що система підлогового опалення сухого монтажу має малу теплову інерційність завдяки відсутності відносно товстого шару монолітної бетонної плити (із високою питомою теплоємністю), в якій зазвичай облаштовується контур системи опалення.
Зокрема встановлено, що використання керамічної плитки, як фінішного покриття, в порівнянні із ламінатом, суттєво зменшує загальний термічний опір теплопередачі від теплоносія до повітря в приміщенні, що опалюється. При цьому наявність алюмінієвої теплорозподільної пластини, з якою безпосередньо контактує зовнішня поверхня труби опалювального контуру, позитивно впливає на рівномірність розподілу теплового поля в площині підлоги. Це в свою чергу призводить до зменшення термічних напружень у фінішному покритті.
Розрахунки показують, що кількісне регулювання теплового навантаження такої системи, завдяки зміні витрати теплоносія, виявляється менш ефективним аніж якісне, за допомогою зміни його температури.
Експериментальні дослідження демонструють, що густина теплового потоку на поверхні підлоги збільшується майже вдвічі при використанні керамічної плитки у порівнянні із ламінатом при всіх, майже ідентичних, інших теплотехнічних параметрах системи.
Проведені дослідження дають змогу розробити математичну модель роботи системи підлогового опалення сухого монтажу, за допомогою якої, стане можливим провести оптимізаційні розрахунки та вдосконалити конструкцію даного опалювального приладу.
Посилання
- Liu, Y., Wang, D., Liu, J. (2012). Study on heat transfer process for in-slab heating floor. Building and Environment, 54, 77–85. doi: http://doi.org/10.1016/j.buildenv.2012.02.007
- Jin, X., Zhang, X., Luo, Y. (2010). A calculation method for the floor surface temperature in radiant floor system. Energy and Buildings, 42 (10), 1753–1758. doi: http://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.05.011
- Sotnik, M. I., Hovanskiy, S. O., Grechka, I. P., Panchenko, V. O., Maksimova, M. O. (2015). Simulation of the thermal state of the premises with the heating system «Heat-insulated floor». Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, (6 (5 (78)), 22–27. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.56647
- Romanchenko, M., Slesarenko, A., Kundenko, M. (2018). Effect of thermal field distribution in the layered structure of a heating floor on the temperature of its surface. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (91)), 57–63. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.121827
- Fontana, L. (2011). Thermal performance of radiant heating floors in furnished enclosed spaces. Applied Thermal Engineering, 31 (10), 1547–1555. doi: http://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2010.12.014
- Zhang, D., Cai, N., Wang, Z. (2013). Experimental and numerical analysis of lightweight radiant floor heating system. Energy and buildings, 61, 260–266. doi: http://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2010.12.014
- Mazo, J., Delgado, M., Marin, J. M., Zalba, B. (2012). Modeling a radiant floor system with Phase Change Material (PCM) integrated into a building simulation tool: Analysis of a case study of a floor heating system coupled to a heat pump. Energy and Buildings, 47, 458–466. doi: http://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.12.022
- Hasan, A., Kurnitski, J., Jokiranta, K. (2009). A combined low temperature water heating system consisting of radiators and floor heating. Energy and Buildings, 41 (5), 470–479. doi: http://doi.org/10.1016/j.enbuild.2008.11.016
- Myhren, J. A., Holmberg, S. (2008). Flow patterns and thermal comfort in a room with panel, floor and wall heating. Energy and Buildings, 40 (4), 524–536. doi: http://doi.org/10.1016/j.enbuild.2008.11.016
- Verhelst, C., Logist, F., Van Impe, J., Helsen, L. (2012). Study of the optimal control problem formulation for modulating air-to-water heat pumps connected to a residential floor heating system. Energy and Buildings, 45, 43–53. doi: http://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.10.015
- Isachenko, V. P., Osipova, V. A., Sukomel, A. C. (1981). Teploperedacha. Moscow: Energoizdat, 416.
- Nizovtsev, M. I., Saharov, I. A. (2013). Opredelenie teplovyih i konstruktivnyih parametrov vodyanogo teplogo pola. Energo- i resursoeffektivnost maloetazhnyih zhilyih zdaniy. Institut teplofiziki im. S. S. Kutateladze SO RAN, 39–43.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Igor Bozhko, Boris Basok, Mуroslav Tkachenko, Aleksandr Nedbailo
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.
