DOI: https://doi.org/10.32347/2310-0516.2019.13.14-21

Експериментальна оцінка мікроклімату приміщення, що опалюється комбінованим використанням електричного випромінювача та секційного опалювального приладу

Oleksandr Priymak, Maciej Wesołowski, Mykyta Ocheretianko

Анотація


При проектуванні систем опалення необхідно приділяти значну увагу мікроклімату, що буде забезпечуватися при функціонуванні таких систем. Для оцінки мікроклімату у приміщенні зазвичай використовують шість основних умов теплового комфорту, а саме: температуру, відносну вологість та швидкість руху повітря; радіаційну температуру огороджень; рівень фізичної активності людей, що знаходяться всередині приміщення та термічний опір одягу, в який вони одягнені. Всі вище перераховані умови теплового комфорту слід розглядати не як окремо взяті, а як цілісну систему, що динамічно змінюється та є чутлива до багатьох факторів, але насамперед до розміщення опалювальних приладів, їх температурного режиму та способу передачі теплової енергії. В даній роботі приведені результати експериментальних досліджень мікроклімату приміщення, що опалюється за допомогою комбінації двох опалювальних приладів: водяного секційного радіатора централізованої системи опалення та електричного інфрачервоного обігрівача. Температура повітря в кімнаті, що  опалюється вимірюються за допомогою термопар в дев'ятьох точках що знаходяться по центру кімнати на висоті 0,5; 1,5 та 2,5 м відповідно. Для врахування радіаційної температури в геометричних центрах всіх стін, підлоги та стелі також були встановлені термопари. Оцінка впливу опалювальних приладів на локальні параметри мікроклімату здійснювалася за допомогою спеціальних температурних лінійок, що містили по 8 датчиків температури розташованих на відстані 2,5 см один від одного. На основі отриманих даних були побудовані графічні розподіли, що показують як змінюється температура, відносна вологість та швидкість руху повітря а також статистичні індекси PMV та PPD в об’ємі кімнати. Були проаналізовані отриманні результати та внесені пропозиції, щодо подальшого напряму дослідження.


Ключові слова


Комбіновані системи опалення; інфрачервоний обігрівач; експериментальне дослідження; радіаційний теплообмін; мікроклімат приміщень

Повний текст:

PDF

Посилання


ЛІТЕРАТУРА

Djongyang; N.; Tchinda; R.; Njomo; D. Thermal comfort: A review paper. Renewable and Sustainable Energy Reviews; 14; 2010. pp.2626-2640.

Prek; M. Thermodynamical analysis of human thermal comfort; Energy; 31(5); 2006. pp.732-743

Дячек П. И.; Захаревич А. Є. Моделирование микроклимата отапливаемых помещений. Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ; 2; 2009. 34–47.

Богословский В. Н.; Староверова И. Г.; Шиллера Ю. И. Внутренние санитарно-технические устройства: в 3 ч. – Ч. 1: Отопление; 1990. 344.

Vanus J; Martinek R; Bilik P; Zidek J et al Evaluation of thermal comfort of the internal environment in smart home using objective and subjective factors. In: Proceedings 17th international scientific conference on electric power engineering; EPE 2016. https://doi.org/10.1109/EPE.2016.752178

Dong B; Lam KP Building energy and comfort management through occupant behaviour pattern detection based on a large-scale environmental sensor network. J Build Perform Simul 4(4): 2011. pp.359-369. https://doi.org/ 10.1080/19401493.2011.577810

Halawa; E.; van Hoof; J. & Soebarto; V. The impacts of the thermal radiation field on thermal comfort; energy consumption and control—A critical overview. Renewable and Sustainable Energy Reviews; 37; 2014. pp.907–918. http://doi.org/ 10.1016/j.rser.2014.05.040.

Hwang; R. L.; Lin; T-P.; & Kuo; N. J. Field experiments on thermal comfort in campus classrooms in Taiwan. Energy and Buildings; 38(1); 2006. pp. 53-62. https://doi.org/ 10.1016/j.enbuild.2005.05.001

Ferrarini G.; Fortuna S.; Bortolin A.; Cadelano G.; Bison P; Peron F; Romagnoni P. Numerical Model and Experimental Analysis of the Thermal Behavior of Electric Radiant Heating Panels; Appl. Sci. Vol. 8; 2018. p. 206.

Humphreys MA; Nicol JF; Raja IA. Field studies of indoor thermal comfort and the progress of the adaptive approach. J Adv Build Energy Res. Vol. 1. 2007. pp. 55–88.

Jokl; M. V. The Theory of the Indoor Environment of a Building. Prague : Czech Technical University in Prague. 1993.

Jokl; M. V.; Moos; P. The nonlinear solution of the thermal interaction of the human body with its environment. Building Construction Series. Vol. 6; 1992. pp. 15–24.

Ormandy D.; Ezratty V. Thermal discomfort and health: protecting the susceptible from excess cold and excess heat in housing; Advances in Building Energy Research; 10 (84). 2016.

Li Lan; Li Pan; Zhiwei Lian; Hongyuan Huang; Yanbing Lin. Experimental study on thermal comfort of sleeping people at different air temperatures. Building and Environment Vol. 73. 2013. pp.24-31.

Cannistraro M.; Bernardo E. Monitoring of the indoor microclimate in hospital environments a case study the Papardo hospital in Messina. International journal of heat and technology.Vol. 35; 2017. pp. S456-S465. DOI: 10.18280/ijht.35Sp0162

Cannistraro G.; Cannistraro M.; Restivo R. Some observations on the radiative exchanges influence on thermal comfort in rectangular open-space environments; International journal of heat and technology; Vol. 33; 2015. pp. 79-84. DOI: 10.18280/ijht.330213

Cannistraro G.; Cannistraro M.; Restivo R. The local media radiant temperature for the calculation of comfort in areas characterized by radiant surfaces; International journal of heat and technology; Vol. 33; 2015. pp. 115-122. DOI:10.18280/ijht.330116

Jenssen; Jon A.; Geving; S.; Johnsen; R. Assessments on indoor air humidity in four different types of dwelling randomly selected in Trondhein; Norway. Proceedings of the 6th Symposium on Building Physics in the Nordic Countries; Trondheim; 2002. pp. 729-735

Kent; A.D.; Handegord; G.O.; Robson; D.R. A Study of Humidity Variations in Canadian Houses;Transactions from the American Society of Heating; Refrigerating and Air Conditioning Engineers; Vol. 72; Part II; NRC 9648. 1966.

American Society of Heating; Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Inc. Fundamentals of HVAC Systems. London: Great Britain. 2006

REFERENCES

Djongyang; N.; Tchinda; R.; Njomo; D. (2010). Thermal comfort: A review paper. Renewable and Sustainable Energy Reviews; 14; pp.2626-2640.

Prek; M. (2006). Thermodynamical analysis of human thermal comfort; Energy; 31(5); pp.732-743

Diachek; P. I.; Zakharevich A. E. (2009). Simulation of Micro-Climate in Heated Space. Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations. Vol. 2. Р. 34–47.

Bogoslovsky V. N. et al (1990). I. G. Staroverov & Yu. I. Schiller (Eds.). Internal Sanitary and Technical Devices: Heating (Vol 1). Moscow: Stroyizdat.

Vanus J; Martinek R; Bilik P; Zidek J et al (2016). Evaluation of thermal comfort of the internal environment in smart home using objective and subjective factors. In: Proceedings 17th international scientific conference on electric power engineering; EPE 2016. https://doi.org/10.1109/EPE.2016.752178

Dong B; Lam KP (2011). Building energy and comfort management through occupant behaviour pattern detection based on a large-scale environmental sensor network. J Build Perform Simul 4(4): pp.359-369. https://doi.org/10.1080/19401493.2011.577810

Halawa; E.; van Hoof; J. & Soebarto; V. (2014). The impacts of the thermal radiation field on thermal comfort; energy consumption and control—A critical overview. Renewable and Sustainable Energy Reviews; 37; pp.907–918. http://doi.org/ 10.1016/j.rser.2014.05.040.

Hwang; R. L.; Lin; T-P.; & Kuo; N. J. (2006). Field experiments on thermal comfort in campus classrooms in Taiwan. Energy and Buildings; 38(1); pp. 53-62. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2005.05.001

Ferrarini G.; Fortuna S.; Bortolin A.; Cadelano G.; Bison P; Peron F; Romagnoni P. (2018). Numerical Model and Experimental Analysis of the Thermal Behavior of Electric Radiant Heating Panels; Appl. Sci. 2018; 8; 206.

Humphreys MA; Nicol JF; Raja IA. (2007). Field studies of indoor thermal comfort and the progress of the adaptive approach. J Adv Build Energy Res. Vol. 1. pp. 55–88.

Jokl; M. V. (1993). The Theory of the Indoor Environment of a Building. Prague : Czech Technical University in Prague.

Jokl; M. V.; Moos; P. (1992) The nonlinear solution of the thermal interaction of the human body with its environment. Building Construction Series. Vol. 6; pp. 15–24.

Ormandy D.; Ezratty V. (2016) Thermal discomfort and health: protecting the susceptible from excess cold and excess heat in housing; Advances in Building Energy Research; 10 (84).

Li Lan; Li Pan; Zhiwei Lian; Hongyuan Huang; Yanbing Lin (2013). Experimental study on thermal comfort of sleeping people at different air temperatures. Building and Environment Vol. 73. pp.24-31.

Cannistraro M.; Bernardo E. (2017). Monitoring of the indoor microclimate in hospital environments a case study the Papardo hospital in Messina. International journal of heat and technology.Vol. 35; pp. S456-S465. DOI:

18280/ijht.35Sp0162

Cannistraro G.; Cannistraro M.; Restivo R. (2015). Some observations on the radiative exchanges influence on thermal comfort in rectangular open-space environments; International journal of heat and technology; Vol. 33; pp. 79-84. DOI: 10.18280/ijht.330213

Cannistraro G.; Cannistraro M.; Restivo R. (2015). The local media radiant temperature for the calculation of comfort in areas characterized by radiant surfaces; International journal of heat and technology; Vol. 33; pp. 115-122. DOI:10.18280/ijht.330116

Jenssen; Jon A.; Geving; S.; Johnsen; R. (2002). Assessments on indoor air humidity in four different types of dwelling randomly selected in Trondhein; Norway. Proceedings of the 6th Symposium on Building Physics in the Nordic Countries; Trondheim; pp. 729-735

Kent; A.D.; Handegord; G.O.; Robson; D.R. (1966). A Study of Humidity Variations in Canadian Houses;Transactions from the American Society of Heating; Refrigerating and Air Conditioning Engineers; Vol. 72; Part II; NRC 9648.

American Society of Heating; Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Inc. (2006). Fundamentals of HVAC Systems. London: Great Britain.




Copyright (c) 2019 Oleksandr Priymak, Maciej Wesołowski, Mykyta Ocheretianko

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.