Введение к работе
Актуальность темы. Рост энерговооруженности помещений, особенно в административно-общественных зданиях, привел в последние годы к необходимости охлаждения помещений как в теплый, так и в холодный периоды года. Возросший при этом объем потребления искусственного холода стал причиной перегрузки систем электроснабжения. В то же время, сохраняется тенденция улучшения теплового комфорта в помещении. Эти обстоятельства требуют расширенного использования новых – более эффективных средств охлаждения помещения, к числу которых относится система панельно-лучистого охлаждения (СПЛО). Ее преимущество, помимо круглогодичного применения для охлаждения-отопления помещения, состоит также в высоких гигиенических качествах и возможности снижения установочной мощности холодильных машин.
Учитывая отсутствие достаточного опыта проектирования и эксплуатации систем панельно-лучистого охлаждения, проведение исследований в этом направлении представляется актуальным.
Цель и задачи работы. Целью диссертации является выявление особенностей влияния панельно-лучистого охлаждения на микроклимат помещений и разработка на этой основе рекомендаций по оптимизации его параметров.
Реализация цели достигается решением следующих задач:
- оценка требований теплового комфорта в помещении при панельно-лучистом охлаждении;
- исследование лучисто-конвективного теплообмена в помещении при работе СПЛО;
- разработка метода расчета холодоотдачи панелей;
- выбор и оценка критерия теплотехнической эффективности систем панельно-лучистого охлаждения помещений при различных: геометрических параметрах помещения, расположении охлаждающих панелей, температуре холодоносителя и природе тепловой нагрузки на помещение;
- рассмотрение режима обеспечения внутренних параметров при совместной работе конвективной системы кондиционирования воздуха (СКВ) и системы панельно-лучистого охлаждения с целью выбора оптимального сочетания их мощности;
- проведение численного моделирования совместного режима работы в тестовых помещениях в течение суток и охладительного сезона для трех климатических зон территории России (Центр, Юг, Западная Сибирь);
- проведение технико-экономической оптимизации параметров совместной работы СКВ и СПЛО;
- постановка и проведение экспериментальных исследований с целью оценки достоверности полученных теоретических результатов.
Объект исследования. Система панельно-лучистого охлаждения помещений различного назначения.
Предмет исследования. Эффективность СПЛО при различных вариантах конструктивных решений системы, наружных и внутренних условий и оптимизация режимов ее работы в сочетании с СКВ.
Методы исследования. В работе использованы как теоретические, так и экспериментальные методы исследования, а так же обобщение известных исследований различных авторов. Теоретические исследования проводились методом математического моделирования лучисто-конвективного теплообмена и математического моделированием режимов совместной работы СКВ и СПЛО в течение года. Экспериментальные исследования проводились на опытном стенде системы панельно-лучистого отопления и охлаждения и использовались для подтверждения полученных теоретических зависимостей.
Научная новизна. Научной новизной работы являются:
- постановка задачи лучисто-конвективного теплообмена в помещении при применении СПЛО;
- выработка и численная оценка критериев эффективности СПЛО;
- технико-экономическая оптимизация режима совместной работы СКВ и СПЛО;
Практическая значимость. Практическую значимость работы представляют:
- метод расчета холодопроизводительности системы панельно-лучистого охлаждения;
- рекомендации по выбору целесообразного расположения систем панельно-лучистого охлаждения в помещении;
- рекомендации по выбору оптимального по технико-экономическим соображениям соотношения холодильной мощности СКВ и СПЛО при их совместной работе;
- вычислительный комплекс для расчета и анализа режима и параметров совместной работы СКВ и СПЛО при переменном соотношении их производительностей.
Внедрение результатов исследований. Разработанные в ходе диссертационной работы рекомендации были использованы при проектировании более чем 30 объектов. Внедрение системы панельно-лучистого охлаждения гарантировано произошло на 4 объектах: в офисных помещениях общественно-административных зданий на ул. Остоженка, ул. Угрешская в городе Москве; на двух жилых объектах в Подмосковье – в индивидуальном жилом доме в пос. Барвиха, малоквартирном жилом доме пос. Первомайское.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на кафедре отопления и вентиляции МГСУ в 2007 и 2008 г.г., на Второй Международной научно-практической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» в 2007 г. в МГСУ, в Академических чтениях «Актуальные вопросы строительной физики» НИИСФ 2009 г., на региональной научно-практической конференции “Земля- наш дом” г. Анапа в 2009г., на 26 конференции “Москва: проблемы и пути повышения энергоэффективности”, г. Москва в 2009 г.
Похожие диссертации на Исследование эффективности систем панельно-лучистого охлаждения помещений
