Influence of environmental conditions on the temperature distribution in a pipe-embedded wall (with a thermally activated element) - analysis of the measurement results

• Autorzy: Małek Maria Teresa , Koczyk Halina

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2023.10.2

Warianty tytułu

PL

Wpływ warunków zewnętrznych na rozkład temperatury w ścianie z wbudowanymi przewodami (z elementem aktywowanym termicznie) - analiza wyników pomiarów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the influence of environmental conditions on the temperature distribution in a pipe-embedded wall. For this purpose, measurements were taken on a test stand, a concrete wall with thermoplastic pipes (with a thermally activated element) embedded inside it in its symmetry axis. The wall is insulated with polystyrene on both sides. Additionally, as a result of its closure in an insulated casing made of oriented strand board (OSB), 2 air zones were created on both sides of the wall. The concreted loop was connected to a cooling bath thermostat used to set the supply temperature in the pipes. In the case of air, its supply to the air zones was provided by ventilation ducts mounted to the housing. The tests consisted of two stages: stabilization of the temperature on the surface of the partition between the concrete and polystyrene layer and the reaction of the structure to a variable outside temperature when fresh outside air was supplied to one of the air zones. All measurements were performed for the following settings: 16°C, 18°C, 20°C and 22°C. It was noted that in order to achieve an even temperature on the wall surface, 24 hours were required from the moment the cooling bath thermostat was turned on. When outside air is supplied to one of the air zones, this partition is resistant to temperature fluctuations, and only after about 6 hours a temperature change of 0.1°C takes place for sensors located at the extreme measurement points and in the other air zone (without air inflow).

PL

W artykule przedstawiono wpływ warunków otoczenia na rozkład temperatury w ścianie z wbudowanymi przewodami. W tym celu wykonano pomiary na stanowisku badawczym, betonowej ścianie z przewodami tworzywowymi (z elementem aktywowanym termicznie) wbudowanymi wewnątrz niej w jej osi symetrii. Ściana ta została z obu stron zaizolowana styropianem. Dodatkowo w wyniku zamknięcia jej w zaizolowanej obudowie wykonanej z płyt OSB powstały dwie strefy powietrzne z obu stron ściany. Zabetonowana pętla została podłączona do ultratermostatu, służącego do nastawienia temperatury zasilania w przewodach. W przypadku powietrza jego dostarczenie do stref powietrznych zapewniały zamontowane do obudowy przewody wentylacyjne. Badania składały się z dwóch etapów: stabilizacji temperatury na powierzchni przegrody między warstwą betonu a styropianu oraz reakcji konstrukcji na zmienną temperaturę zewnętrzną podczas dostarczania do jednej ze stref powietrznych świeżego powietrza zewnętrznego. Wszystkie pomiary odbywały się dla nastaw: 16°C, 18°C, 20°C i 22°C. Zauważono, że w celu osiągnięcia wyrównanej temperatury na powierzchni ściany potrzeba 24 godzin od momentu włączenia ultratermostatu. W przypadku dostarczania powietrza zewnętrznego do jednej ze stref powietrznych, przegroda ta jest odporna na wahania temperatury i dopiero po około 6 godzinach następuje zmiana temperatury o 0,1°C dla czujników zlokalizowanych w skrajnych punktach pomiarowych oraz w drugiej strefie powietrznej (bez napływu powietrza).

Słowa kluczowe

EN

pipe-embedded wall; thermally activated element; temperature distribution; temperature measurement; Pt100 temperature sensors

PL

ściana z wbudowanymi przewodami; element aktywowany termicznie; rozkład temperatury; pomiar temperatury; czujniki temperatury Pt100

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 10
• Strony: 9--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Małek Maria Teresa

• Institute of Environmental Engineering and Building Installations, Faculty of Environmental Engineering and Energy, Poznan University of Technology, Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6731-1183

autor

Koczyk Halina

• Institute of Environmental Engineering and Building Installations, Faculty of Environmental Engineering and Energy, Poznan University of Technology, Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3818-658X

Bibliografia

• [1] Zhou L., Li C. Study on thermal and energy-saving performances of pipe-embedded wall utilizing low-grade energy. Applied Thermal Engineering. 2020;176:115477. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2020.115477.
• [2] Krzaczek M., Florczuk J., Tejchman J. Improved energy management technique in pipe-embedded wall heating/cooling system in residential buildings. Applied Energy. 2019;254:113711. DOI: 10.1016/j.apenergy.2019.113711.
• [3] Dharmasastha K., Samuel D.G.L., Nagendra S.M.S., Maiya M.P. Experimental investigation of thermally activated glass fibre reinforced gypsum roof. Energy & Buildings. 2020;228:110424. DOI: 10.1016/j.enbuild.2020.110424.
• [4] Kisilewicz T., Fedorczak-Cisak M., Barkanyi T. Active thermal insulation as an element limiting heat loss through external walls. Energy & Buildings. 2019;205:109541. DOI: 10.1016/j.enbuild.2019.109541.
• [5] Krzaczek M., Kowalczuk Z. Thermal Barrier as a technique of indirect heating and cooling for residential buildings. Energy and Buildings. 2011;43:823-837. DOI: 10.1016/j.enbuild.2010.12.002.
• [6] Šimko M., Krajčík M., Šikula O., Šimko P., Kalús D. Insulation panels for active control of heat transfer in walls operated as space heating or as a thermal barrier: Numerical simulations and experiments. Energy and Buildings. 2018;158:135-146. DOI: 10.1016/j.enbuild.2017.10.019.
• [7] Krajčík M., Šikula O. The possibilities and limitations of using radiant wall cooling in new and retrofitted existing buildings. Applied Thermal Engineering. 2020;164:114490. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.114490.
• [8] Szaflik W. Sprawność bariery termicznej. Instal. 2023; 6: 15-18. DOI: 10.36119/15.2023.6.2.
• [9] Leciej-Pirczewska D., Szaflik W. Wykorzystanie niskotemperaturowego czynnika w ogrzewaniu ściennym. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja. 2010; 41/5: 168-172.
• [10] Leciej-Pirczewska D., Szaflik W. Wykorzystanie niskotemperaturowego czynnika w ogrzewaniu ściennym. Część II. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja. 2010; 41/12: 455-459.
• [11] Małek M. T. Wpływ parametrów przegrody aktywowanej termicznie na komfort cieplny i zużycie energii. Rozprawa doktorska. Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki Politechniki Poznańskiej. Poznań. 2022.

Uwagi

1. The publication of this article was funded by a grant number 0713/SBAD/0980, awarded by Poznan University of Technology.

2. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).