Wpływ parametrów przegrody z barierą termiczną na sprawność bariery

• Autorzy: Szaflik Władysław

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2023.7-8.3

Warianty tytułu

EN

Influence of partition parameters with a thermal barrier on the efficiency of the barrier

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecnie, ze względu na wyczerpywanie zasobów paliw kopalnych i niekorzystnego wpływu ich spalania na środowisko coraz częściej mówi się o ograniczeniu zużycia energii pierwotnej. Duże ilości energii przeznaczane są do ogrzewania budynków. W przypadku dysponowania znacznie tańszą energią odpadową lub pochodzącą ze źródeł odnawialnych o temperaturze niższej niż wymagana w pomieszczeniach, można w celu ograniczenia strat ciepła przez przenikanie wykorzystać tzw. „barierę termiczną” lokalizowaną w ścianach zewnętrznych budynków. Barierę termiczną stanowi element ściany z zamontowanymi w przegrodzie przewodami z czynnikiem grzejnym o temperaturze niższej od temperatury w pomieszczeniu, lecz wyższej w miejscu przewodu od wynikającej z przenikania ciepła przez przegrodę bez bariery. W artykule, na podstawie przyjętego modelu przegrody z barierą termiczną, dla parametrów charakteryzujących przegrodę i jej otoczenie wyprowadzono wzór na sprawność przegrody. Sprawność bariery termicznej nie zależy od temperatur podstawy bariery a tylko od parametrów geometrycznych i termodynamicznych przegrody i otoczenia. Wykazano też, że sprawność bariery termicznej jest najwyższa, gdy oporność przegrody z obu stron bariery jest taka sama. Znajomość sprawności bariery umożliwi proste określenie średniej temperatury bariery i ilości ciepła oddawanego przez pomieszczenie oraz przez czynnik grzejny płynący w barierze. Należy pamiętać, że całkowita ilość ciepła oddana przez przegrodę z barierą termiczną jest większa niż przez przegrodę bez bariery, przy niskiej cenie energii oddawanej przez barierę koszty ogrzewania pomieszczenia mogą być niższe.

EN

Today, the problem of reducing primary energy consumption is increasingly discussed in the technical literature due to the depletion of fossil fuel resources and the adverse impact of their combustion on the environment. A large amount of energy is spent on heating buildings. In the case of much cheaper waste energy or energy from renewable sources with a temperature lower than required in the rooms, the so-called "thermal barrier" located in the external walls of buildings may be used in order to limit heat losses by transmission. The thermal barrier is an element of the wall with partitions with a heating medium installed in the partition, with a temperature lower than the temperature in the room, but higher in the place of the partition than resulting from heat transfer through the partition without a barrier. In the article, based on the adopted model of a partition with a thermal barrier, a formula for the efficiency of the partition was derived for the parameters characterizing the partition and its surroundings. The efficiency of the thermal barrier does not depend on the temperature of the barrier base, but only on the geometrical and thermodynamic parameters of the partition and the environment. It was also shown that the efficiency of the thermal barrier is the highest when the resistance of the partition on both sides of the barrier is the same. Knowing the efficiency of the barrier will allow you to easily determine the average temperature of the barrier and the amount of heat given off by the room and by the heating medium flowing in the barrier. It should be remembered that the total amount of heat given off through a partition with a thermal barrier is greater than through a partition without a barrier, with a low price of energy given off by the barrier, the costs of heating the room may be lower.

Słowa kluczowe

PL

bariera termiczna; przepływ ciepła przez przegrodę z barierą termiczną; straty ciepła; sprawność bariery termicznej

EN

thermal barrier; heat flow through a partition with a thermal barrier; heat loss; thermal barrier efficiency

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 7/8
• Strony: 24--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Szaflik Władysław

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

• https://orcid.org/0000-0003-3767-8766

Bibliografia

• [1] Barkanyi T.: Patent Nr: P398122, Element of building construction for active insulation of buildings, 2012.
• [2] Barkanyi T., Nagylucskay L.: Building structure with active heat. EP2231952A1 European Patent Office, 11.06.2009.
• [3] Incropera F. P., DeWitt D. P., Bergman T. L., Lavine A. S.: Fundamentals of Heat and Mass Transfer. John Wiley & Sons, 2007.
• [4] Kisilewicz T., Fedorczak-Cisak M., a, Barkanyi T.: Active thermal insulation as an element limiting heat loss through external walls. Energy and Buildings Volume 205, 15 December 2019, 109541,
• [5] Kern D. Q., Kraus A. D.: Extended surfage heat transfer. McGraw Hill Book Company. New York 1972,
• [6] Krzaczek M.: Koncepcja Bariery Termicznej w budynkach o bardzo niskim zapotrzebowaniu na energię, Inżynieria Morska i Geotechnika, vol. 2, pp. 154-162, 2010.
• [7] Krzaczek M., Kowalczuk Z.: Thermal Barrier as a technique of indirect heating and cooling for residential buildings, (in English), Energy and Buildings, Article vol. 43, no. 4, pp. 823-837, Apr 2011, DOI: 10.1016/j.enbuild.2010.12.002.
• [8] Leciej-Pirczewska D., Szaflik W.: Wykorzystanie niskotemperaturowego czynnika w ogrzewaniu ściennym. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, vol. 41, no. 5, pp. 168-172, 2010.
• [9] Leciej-Pirczewska D., W. Szaflik: Wykorzystanie niskotemperaturowego czynnika w ogrzewaniu ściennym. Część II, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, vol. 41, no. 12, pp. 455-459, 2010.
• [10] Leciej-Pirczewska D., Szaflik W.: Wpływ temperatury bariery termicznej w ścianie budynku na straty ciepła. X Forum Ciepłowników Polskich, Międzyzdroje, 2006.
• [11] Małek M.: Wpływ parametrów przegrody aktywowanej termicznie na komfort cieplny i zużycie energii. Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki. Rozprawa doktorska. Promotor: prof. dr hab. inż. Halina Koczyk. Poznań, 2022.
• [12] Szaflik W.: Analiza wymiany ciepła w żebrach dwuwarstwowych. Wydział Budowy Maszyn i Okrętów. Rozprawa Doktorska. Promotor: prof. dr hab. inż. Władysław Nowak. Szczecin,1982.
• [13] Szaflik W.: Sprawność bariery termicznej. Instal nr 6, 2023, str. 15-18, DOI 10.36119/15.2023.6.2.