Transient heat exchange in heated buildings. Simulation and experimental investigation

• Autorzy: Chmielnicki W.

Warianty tytułu

PL

Nieustalona wymiana ciepła w ogrzewanym budynku. Badania symulacyjne i doświadczalne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The model of transient heat exchange in a heated building is presented and verified. It includes the processes occurring in single- and multilayer partitions, additional internal or external interferences, described in, heating installations in buildings and systems of internal control in the rooms. Because of appreciable thermal inertia of buildings, the dynamics of processes taking place there differ much from the effects occurring in heating appliances and control system elements. Examining the whole building the variations can be determined at time intervals defined in hours, while when analysing the reaction of control systems, the time intervals should be measured in seconds. The formulated model allows the computations to be made using variable time step. If the examined process is transient, the computations are carried out at 1 sec. intervals. As the process becomes steadier, the step of numerical computations is increased, reducing investigation time appreciably. Taking advantage of the developed model, various solutions can be analysed concerning transient thermal processes in a heated building, comprising both building partitions and installation with automatic control systems. Heating costs of buildings constitute the major part of costs connected with their maintenance. The detailed analysis of these problems is therefore very important.

PL

Opracowano i zweryfikowano doświadczalnie model nieustalonej wymiany ciepła w ogrzewanym budynku. Obejmuje on procesy zachodzące w przegrodach jedno i wielowarstwowych, dodatkowe zakłócenia wewnętrzne i zewnętrzne opisane w pracy, instalacje cieplne w budynkach oraz układy regulacji wewnętrznej w pomieszczeniach. Na skutek dużej bezwładności cieplnej budynku, dynamika procesów które tam zachodzą znacznie różni się od zjawisk występujących w urządzeniach cieplnych oraz w elementach układów regulacji. 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. Jeśli proces jest nieustalony, obliczenia są przeprowadzane w odstępach jednosekundowych, w miarę ustalania się procesu, zwiększany jest krok obliczeń numerycznych, co w znacznej mierze skraca okres badań. Wykorzystując opracowany model można analizować różne rozwiązania dotyczące nieustalonych procesów cieplnych w ogrzewanym budynku, obejmujące zarówno przegrody budowlane, jak również instalacje z układami regulacji automatycznej. Koszty ponoszone na ogrzewanie budynku stanowią zasadniczą część ponoszonych wydatków związanych z eksploatacją domów, dlatego też szczegółowa analiza tych zagadnień jest bardzo ważna, a opracowany model umożliwia takie badania.

Słowa kluczowe

PL

wymiana ciepła; wymiana nieustalona; budynek ogrzewany

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 48, nr 3
• Strony: 313--330
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 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. Fundamentals, 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. B. CARNAHAN, Digital computing and numerical methods, John Wiley & Sons, New York 1973.
• 6. H.S. CARSLOW, J.C. JAEGER, Conduction of heat in solids, Oxford University Press, Oxford 1959.
• 7. W.J. CHMIELNICKI, Power control in buildings supplied from central heat source [in Polish], Studia z Zakresu Inżynierii, 41, 1996.
• 8. W.J. CHMIELNICKI, Model of transient heat exchange in a heated building, Arch. Civ. Eng., 48, 2, Warszawa 2002.
• 9. International vocabulary of basic and general terms in metrology, Second edition, Switzerland 1993.
• 10. D.P. METHA, J.E. WOODS, An experimental validation of a rational model for dynamic responses of building, ASHRAE Transactions, 86, 2, 1980.
• 11. J.S. MIELNICKI,Central water heating. Control and operation [in Polish], Arkady, Warszawa 1985.
• 12. L.W. NEBON, The Analog Computer as a Product Design Tool, ASHRAE Journal, 3, 1954.
• 13. P. OKOŃ, Cooling down problems in buildings [in Polish], Scientific Papers on Building No. 48, Warsaw University of Technology, Warszawa 1976.
• 14. R. RABJASZ, Static and dynamic thermal properties of unit heaters, Scientific Papers on Building No 76, Warsaw University of Technology Ed., Warszawa 1981.
• 15. RIETSCHEL, RAISS, Heitz- und Klimatechnik, Springer, Berlin 1968 [in Polish: Arkady, Warszawa 1972].
• 16. Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, R. Oldenbourg, München 1990.
• 17. A.P. WEBER, Die Warmwasserheizung. Beiträge zur Berechnung und Konstruktion, Oldenbourg R., München, Wien 1970 [in Polish: Arkady, Warszawa 1970].