Model of transient heat exchange in heated building

• Autorzy: Chmielnicki W.

Warianty tytułu

PL

Model nieustalonej wymiany ciepła w ogrzewanym budynku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Numerical model of transient heat exchange in heated buildings is presented in the paper. It contains the processes occurring in single- and multilayer partitions, additional internal and external, heating installations in buildings and internal control systems in rooms. Due to large thermal inertia of buildings, processes occurring there are characteristic by their large inertia. When examining the entire building variations can be determined in time intervals expressed in hours, while analysing interaction of control systems, time intervals should be expressed in seconds. The developed model allows the computations to be made using variable time step, the length of which depends on the state of the system. If the process is transient, the computations are carried out at one second steps. As the steady stale is approached, the step of numerical computations is increased, which is reducing in great measure the time of investigations. The evolved model is aimed mainly at analysing transient heat processes in heated buildings, fitted with thermal installations automatically controlled. It can also be applied to investigate ventilation and air conditioning processes.

PL

Opracowano numeryczny model nieustalonej wymiany ciepła w ogrzewanym budynku. Obejmuje on procesy zachodzące w przegrodach jedno i wielowarstwowych, dodatkowe zakłócenia wewnętrzne i zewnętrzne, instalacje cieplne w budynkach oraz układy regulacji wewnętrznej w pomieszczeniach. Na skutek dużej bezwładności cieplnej budynku, procesy które tam zachodzą charakteryzują się dużą bezwładnością. Rozpatrując cały budynek, można określać zmiany w przedziale czasowym określonym w godzinach, podczas gdy analizując oddziaływanie układów regulacji, należy uwzględniać okresy wyrażone w sekundach. Opracowany model pozwala na dokonywanie obliczeń ze zmiennym krokiem czasowym, przy czym długość tego kroku zależna jest od stanu układu. Jeśli proces jest nieustalony, obliczenia są przeprowadzane w odstępach jednosekundowych, w miarę dochodzenia do stanu ustalonego zwiększany jest krok obliczeń numerycznych, co w znacznej mierze skraca okres badań. Opracowany model przeznaczony jest głównie do analizowania nieustalonych procesów cieplnych w ogrzewanym budynku wyposażonym w instalacje cieplne sterowane automatycznie, może on również znaleźć zastosowanie do badań procesów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Słowa kluczowe

PL

wymiana ciepła; budynek ogrzewany; wymiana nieustalona; model numeryczny

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 48, nr 2
• Strony: 273--294
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il.

Twórcy

autor

Chmielnicki W.

• Warsaw University of Technology, Institute of Heating and Ventilations, Warsaw

Bibliografia

• 1. W.F. AMES, Numerical methods for partial differential equations, J. Wiley & Sons, New York, San Francisco 1977.
• 2. Applied numerical methods, J. Wiley & Sons, New York, London, Sydney, Toronto 1969.
• 3. ASHRAE 2000 Handbook. FundamentaIs, American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc.
• 4. ASHRAE 2000 Handbook. HVAC Systems and Applications, American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc.
• 5. D.E. BUFFINGTON, Heat gain by conduction through exterior walls and roofs - Transmission Matrix Method, ASHRAE Transactions, 2, 81, 1975.
• 6. B. CARNAHAN, Digital computing and numerical methods, John Wiley & Sons, New York 1973.
• 7. H.S. CARSLOW, J.C. JAEGER, Conduction of heat in solids, Oxford University Press, Oxford 1959.
• 8. D.B. CRAWLEY, L.K. LAWRIE, L.K. PEDERSEN, Energy Plus: Energy Simulation Program, ASHRAE Journal, 42. 4, 2000.
• 9. J.P. HOLMAN, Heat Transfer, MacGrawHill, New York 1990.
• 10. K. KIMURA, D.G. STEPHENSON, Theoretical study of cooling loads caused by lights. ASHRAE Transactions, 74(11), 189, 1968.
• 11. T. KUSUDA,Thermal response factors for multi-layer structures of various heat condition systems, ASHRAE Transactions, 75, 246, 1969.
• 12. F.C. MCQUISTON, J.D. PARKER, Heating, ventilating and conditioning. Analysis and design. J. Wiley & Sons, New York, Chichester Toronto, Singapure 1988.
• 13. D.P. METHA, J.E. WOODS, An experimental validation of a rational model for dynamic responses of building. ASHRAE Transactions, 86, 1980.
• 14. T.C. MIN, E.F. PETERS, Winter infiltration through swinging-door entrances in multistory buldings. ASHRAE Transactions, 64, 421, 1958.
• 15. W.J. MINKOWYCZ, E.M. SPARROW, G.E. SCHENIDER, R.H. PLETCHER, Handbook of numerical heat transfer. John Wiley & Sons, New York 1988.
• 16. G.P. MITALAS, Calculating cooling load caused by lights, ASHRAE Journal, 15, 6, 7,1973.
• 17. G.P. MITALAS, K. KIMURA, A calorimeter to determine cooling load caused by lights, ASHRAE Transactions 77(2), 65, 1971.
• 18. G.P. MITALAS, D.G. STEPHENSON, Room thermal response factors, ASHRAE Transactions, 13, III-2.1, 1967.
• 19. L.W. NEBON, The Analog Computer as a product design tool, ASHRAE Journal, 3, 1954.
• 20. A.K. PERSILY,G.T. LINTERIS, A comparison of measured and predicted infiltration rates, ASHRAE Transactions 8920, 183, 1983.
• 21. Institute of Meteorology and Water Management [Ed.], Sun radiation [in Polish], WKiŁ, Warszawa 1983.
• 22. RIETSCHEL, RAISS, Heiz- und Klimatechnik. Springer, Berlin 1968 [tłum. polskie Arkady 1972].
• 23. B. STANISZEWSKI, Heat exchange. Theoretical foundations [in Polish]. PWN, Warszawa 1980.
• 24. D.G. STEPHENSON, G.P. MITALAS, Calculation of heat condition transfer functions for multi-layer slabs, ASHRAE Transactions, 11, 130, 1971.
• 25. Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, R. Oldenbourg, München 1990.
• 26. G.N. WALTON, A computer algorithm for predicting infiltration and inter room airflows, ASHRAE Transactions, 90 (18), 601, 1984.
• 27. S. WISNIEWSKI, Heat exchange [in Polish], Scientific Editions PWN, Warszawa 1979.