Moc niskotemperaturowych systemów chłodzenia sufitowego w zależności od właściwości czynnika chłodzącego i parametrów cieplnych pomieszczenia

• Autorzy: Orzechowski Tadeusz , Majewska Monika

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2021.7-8.4

Warianty tytułu

EN

The Power of Low-Temperature Ceiling Cooling Systems Depending on the Properties of the Coolant and the Thermal Parameters of the Room

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedsięwzięcia zmierzające do zahamowania niekorzystnych zmian klimatu związane są m.in z ograniczeniem zużycia paliw nieodnawialnych, przy czym ich zastąpienie odnawialnymi źródłami energii jest procesem długotrwałym. Ponadto energia pozyskiwana z OZE jest obecnie droższa, a jej podaż nieprzewidywalna. Dobrym sposobem na zmniejszenie zużycia paliw nieodnawialnych jest szersze stosowanie energooszczędnych rozwiązań instalacji, które są wprawdzie mniej efektywne i nie zawsze pokrywają całkowicie potrzeby cieplne, ale zawsze mogą efektywnie pracować przy niepełnym obciążeniu systemu. Rozwiązania te mogą być eksploatowane w warunkach obciążenia szczytowego jako układy hybrydowe. Przykładem takich układów są systemy pasywne, do których należą ogrzewanie i chłodzenie płaszczyznowe. W artykule, na przykładzie sufitów chłodzących, uzasadniono celowość stosowania układów płaszczyznowych. Podano prosty algorytm obliczeniowy, za pomocą którego można obliczyć rozkłady temperatury na powierzchni panelu oraz przepływającego czynnika chłodzącego. Przykładowe wyniki obliczeń zilustrowano na wykresach. Na podstawie wyników przeprowadzonej analizy można wyznaczyć wartości strumienia przepływu czynnika chłodzącego zapewniającego uzyskanie żądanej mocy chłodniczej. Podane zależności są funkcją parametrów geometrycznych i dlatego mogą być również pomocne przy projektowaniu sufitowych paneli chłodzących.

EN

The undertaken struggle with unfavorable weather changes is associated with the reduction of the consumption of nonrenewable fuels. Their preferred replacement with renewable energy sources is a long-term process. Moreover, energy obtained in this way is more expensive. A good solution is a wider return to the abandoned energy-saving methods, which, although they are less effective and do not always cover all the designed needs, can work efficiently with an incomplete load on the system. They are suitable for hybrid solutions at peak loads. An example of such systems are passive, which include surface heating and cooling systems. The paper, based on the example of cooling ceilings, demonstrated the legitimacy of their use. A simple calculation algorithm is given, on the basis of which it is possible to calculate the local temperature distributions on the panel surface and the flowing coolant. Exemplary results are illustrated in the diagrams. From the analysis performed, the flow values can be determined to provide the currently required cooling capacity. The given relationships are a function of geometric parameters and therefore may also be helpful in the design of ceiling cooling panels.

Słowa kluczowe

PL

panel chłodzący; moc chłodnicza; rozkład temperatury powierzchni; bilans cieplny; nośnik chłodu; temperatura operacyjna

EN

cooling panel; cooling capacity; surface temperature distribution; coolant heat balance; operating temperature

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 52, nr 7-8
• Strony: 28--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Orzechowski Tadeusz

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach

• https://orcid.org/0000-0002-1727-8186

autor

Majewska Monika

• PŚk SKN EcoClimatica

Bibliografia

• 1] Bean R., Olesen B.W., Kim K.W. 2010. “History of radiant heating & cooling systems: part 1”. ASHRAE J. (52): 40-41.
• [2] EN 15377-1, Heating Systems in Buildings – Design of Embedded Water Based Surface Heating and Cooling Systems – Part 1: Determination of the Design Heating and Cooling Capacity, 2008.
• [3] https://zamek.malbork.pl/wystawy-i-wnetrza/sredniowiecznysystem-grzewczy-zamku-malborskiego-48 dostęp: 21.05.2021 r.
• [4] Jeong J.-W., Mumma S.A. 2003. “Ceiling radiant cooling panel capacity enhanced by mixed convection in mechanically ventilated spaces”. Applied Thermal Engineering (23): 2293-2306.
• [5] Jin W., Ma J., Jia L., Wan Z. 2020. “Dynamic variation of surface temperatures on the radiant ceiling cooling panel based on the different supply water temperature adjustments”. Sustainable Cities and Society (52) 101805.
• [6] John Wiley & Sons. 2011. Theodore L. Bergman T.L., Lavine A.S., Incropera F.P., Dewitt D.P. Fundamentals of Heat and Mass Transfer.
• [7] Kim J., Tzempelikos A., Braun J.E. 2015. “Review of modelling approaches for passive ceiling cooling systems”. Journal of Building Performance Simulation (8)3: 145-172. http://dx.doi.org.00002b7q017b.han.uwm.edu.pl/10.1080/19401493.2014.899394
• [8] Kotrys-Działak D., Machnicki J., Orzechowski T., Stokowiec K. 2019. „System wietrzenia Domu Wychowania Fizycznego i Przysposobienia Wojskowego im. Marszałka Józefa Piłsudskiego (obecnie Wojewódzki Dom Kultury im. J. Piłsudskiego w Kielcach)”. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja (50)9: 349-353. DOI: 10.15199/9.2019.9.5
• [9] Moustafa Anwar Moustafa: “Evaporative Cooling”.
• [10] Orzechowski T. 2021. “Peculiarities in Leidenfrost water droplet evaporation”. Heat and Mass Transfer (57): 529-541.
• [11] Orzechowski T., Orzechowski M. 2017. “Optimal thickness of various insulation materials for different temperature conditions and heat sources in terms of economic aspect”. Journal of Building Physics (41)4: 1–17.
• [12] Orzechowski T., Skrobacki Z. 2016. “Evaluation of thermal conditions inside a vehicle cabin”. EPJ Webof Conferences (114)02085: 1-5. DOI: http://dx.doi.org.00002b7q017b.han.uwm.edu.pl/10.1051/epjconf/201611402085
• [13] Oxizidis S., Papadopoulos A.M. 2013. “Performance of radiant cooling surfaces with respect to energy consumption and thermal comfort”. Energy and Buildings (57): 199-209.
• [14] Pluta Z. 2008. „Prosty model matematyczny natryskowo-wyparnej chłodnicy powietrza”. Chłodnictwo (XLIII)8: 8-13.
• [15] Rhee K.N., Kim K.W. 2015. “A 50 year review of basic and applied research in radiant heating and cooling systems for the built environment”. Building and Environment (91): 166-190.
• [16] Shariaty-Niassar M., Gilani N. 2009. “An Investigation of Indirect Evaporative Coolers, IEC With Respect to Thermal Comfort Criteria”. Iranian Journal of Chemical Engineering (6) 2.
• [17] Shin M.S., Rhee K.N., Park S.H., Yeo M.S., Ki K.W. 2019. “Enhancement of cooling capacity through open-type installation of cooling radiant ceiling panel systems”. Building and Environment (148): 417-432.
• [18] Tang H., Liu X-H, Li H., Zhou Y., Jiang Y. 2016. “Study on the reduction of condensation risks on the radiant cooling ceiling with superhydrophobic treatment”. Building and Environment (100): 135-144.
• [19] Tian Z., Yang L., Wu X., Guan Z. 2020. “A field study of occupant thermal comfort with radiant ceiling cooling and overhead air distribution system”. Energy and Buildings (223) 109949.
• [20] Zmrhal V., Barták M. 2020. “Applicability of high-temperature cooling systems in different European countries from the view of the condensation risk”. Building Simulation https://doi.org/10.1007/s12273-020-0753-8