Кушніров Олександр Сергійович. Енергоефективні системи панельного підлогового опалення з використанням легких бетонів

brief description

Кушніров Олександр Сергійович. Енергоефективні системи панельного підлогового опалення з використанням легких бетонів : Дис... канд. наук: 05.23.03 2008

Кушніров О.С. Енергоефективні системи панельного підлогового опалення з використанням легких бетонів . Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.03 Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання. Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2007.
Робота присвячена вирішенню актуальної проблеми удосконалення електричних підлогових систем опалення із застосуванням легкого бетону.
В результаті експериментальних і теоретичних досліджень автором продемонстрована доцільність застосування керамзитобетону в якості матеріалу масиву опалювальної панелі для будинків із приміщеннями періодичного використання.
На базі проведених досліджень запропонована адекватна спрощена фізична та математична моделі процесів теплообміну в приміщенні, обладнаному панельною системою підлогового опалення, проаналізована й аналітично описана картина температурного розподілу в об’ємі повітря приміщення.
Розроблено інженерну методику розрахунку параметрів теплового режиму приміщення, що дозволяє підібрати оптимальні геометричні параметри опалювальної панелі з урахуванням особливостей опалення приміщення верхнього і нижнього поверху.
Проведені експериментальні дослідження дозволили встановити, за рахунок введення емпіричного коефіцієнта, зв'язок між середнім значенням температури масиву на рівні закладання джерел теплоти і локальним значенням температури на їхніх поверхнях і на відстані півкроку закладання (s/2). На основі отриманих даних створена методика розрахунку температурного поля, в інтервалі значень числа Біо, Ві = 0,8...1,6, у масиві нагрівальної панелі.

1. Розроблена адекватна спрощена фізична модель та на її основі побудована математична модель процесів теплообміну в приміщенні з підлоговою системою опалення, що працює в стаціонарному режимі.
2. На основі експериментальних та теоретичних досліджень проаналізовано та аналітично описано картину температурного розподілу в об’ємі повітря приміщення з підлоговою системою опалення, що працює в стаціонарному режимі.
3. Отримано залежності, що встановлюють зв'язок між температурою поверхні опалювальної панелі та температурним розподілом у повітрі приміщення, його геометричними характеристиками та температурою огороджувальних конструкцій.
4. На базі експериментальних досліджень теплового режиму в приміщенні з підлоговою системою опалення підтверджено справедливість гіпотези про подібність реального режиму руху конвективних потоків повітря над джерелом теплоти (опалювальною панеллю) до таких, що можуть бути описані рівнянням, справедливим для плоских потоків вільної конвекції над джерелом теплоти.
5. На основі аналітичних та експериментальних досліджень встановлено зв’язок між середнім значенням температури масиву опалювальної панелі на рівні закладання джерел теплоти (кабелів) та локальним значенням температури на їх поверхнях і на відстані півкроку між ними. На основі отриманих даних створено методику розрахунку температурних полів в масиві нагрівальної панелі, в інтервалі значень числа Біо, Ві = 0,8...1,6.
6. На основі порівняння результатів експериментального дослідження температурного поля в опалювальній панелі з даними, отриманими іншими авторами, встановлено, що наявність гранул керамзиту в масиві бетону опалювальної панелі суттєво не впливає на рівномірність температурного розподілу на її поверхні.
7. Досліджено питання забезпечення умов теплового комфорту в приміщенні з підлоговою системою опалення в залежності від параметрів теплового режиму (радіаційної температури, температури повітря). Побудовані діаграми, що встановлюють залежність температури огороджень від температури повітря за умов забезпечення комфортної температури приміщення при променистому та конвективному опаленні. Отримані залежності дозволили показати переваги променистого опалення перед конвективним.
8. На основі експериментальних та теоретичних досліджень, а також техніко-економічного аналізу продемонстровано доцільність застосування керамзитобетону в якості матеріалу масиву опалювальної панелі для будинків громадського призначення з приміщеннями періодичного використання. Було продемонстровано, що граничне значення температури поверхні для масиву панелі з керамзитобетону може бути підвищене на 2-3оС в порівнянні із панелями, виготовленими з важкого бетону.
9. На базі створених фізичної та математичної моделей розроблено спрощену методику інженерного розрахунку електричних систем підлогового опалення безперервної дії та параметрів теплового режиму в приміщеннях з даними системами.
10. Проведено апробацію запропонованих методів розрахунку з використанням дослідних даних, одержаних при проведенні експериментальних досліджень. Результати розрахунків з достатнім ступенем точності збігаються з дослідними даними. Виконано впровадження методів розрахунку на реальних об’єктах сільсько-господарського сектору та об’єктах цивільного будівництва.