Analiza numeryczna wpływu przyjętych założeń projektowych w zakresie parametrów działania nagrzewnic elektrycznych na warunki panujące w hali produkcyjnej

• Autorzy: Babul Konrad , Babul Krystiana

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2023.12.6

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of the design assumptions according to the operating parameters of fan heaters and their influence on the conditions in production hall

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Numeryczne symulacje przepływu, odwzorowujące modelowo rzeczywiste warunki pracy instalacji obiektów w dużej skali przemysłowej, umożliwiają jeszcze na etapie fazy projektowania na wykonanie analizy ryzyka i przeprowadzenie wielowariantowej parametrycznej optymalizacji ekonomiczno-technologicznej, celem dokonania wyboru najkorzystniejszego wariantu inwestycyjnego. W artykule przedstawiono przygotowany projekt koncepcyjny instalacji HVAC dla hali produkcyjnej o powierzchni 25 m x 10 m. W oparciu o przyjęte założenia projektowe wykonany został model 3D hali wraz z rozmieszczeniem przewodów nawiewno-wywiewnych oraz nagrzewnic elektrycznych, których praca miała zapewnić odpowiedni komfort cieplny w pomieszczeniu. Aby sprawdzić wpływ zmiany mocy cieplnej nagrzewnic elektrycznych na kształtowanie profilu prędkości i temperatury w hali produkcyjnej, stworzony został model matematyczny i model numeryczny CFD. Uzyskane rezultaty umożliwiły wyznaczenie pełnego rozkładu temperatur i prędkości w strefie przebywania ludzi, a przyjęta metodyka badawcza pozwoliła na przeprowadzenie analizy wpływu pracy nagrzewnic elektrycznych na warunki panujące w hali produkcyjnej.

EN

Fluid flow numerical simulations, which allow to modeling the real operating conditions of large-scale industrial installations, make possible to conduct risk analysis and multi-variant parametrical economic and technological optimization, to select the most favorable variant for investment at the design stage. The article presents the prepared conceptual design of the HVAC installation for a production hall with an area of 25 m x 10 m. Based on the set design assumptions, a 3D model of the hall was created along with the arrangement of supply and exhaust ducts and fan heaters, whose operation should ensure proper thermal comfort in the indoors. Mathematical model and numerical CFD model were created to verify the influence of power of fan heaters on the velocity and temperature contours in the production hall. The obtained results made it possible to determine temperature and velocity profiles in the people’s zone, and the adopted research methodology allowed to analyze the impact of the operation of fan heaters on the conditions in the production hall.

Słowa kluczowe

PL

HVAC; modelowanie numeryczne; wentylacja; nagrzewnica elektryczna; CFD

EN

HVAC; numerical modelling; ventilation; fan heater; CFD

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 12
• Strony: 37--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Babul Konrad

• Katedra Inżynierii Konwersji Energii, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0003-2719-3247

autor

Babul Krystiana

• https://orcid.org/0009-0008-3964-4686

Bibliografia

• [1] Benabed A., Boulbair A., Numerical analysis of thermal comfort and air freshness generated by a multi-cone diffuser with and without lobed inserts, Journal of Building Engineering, 2022, Vol. 54, pp. 1-16, DOI: 10.1016/j.jobe.2022.104632
• [2] Calautit J.K., Tien P.W., Wei Sh., Calautit K., Hughes B., Numerical and experimental investigation of the indoor air quality and thermal comfort performance of a low energy cooling windcatcher with heat pipes and extended surfaces, Renewable Energy, 2020, Vol. 145, pp. 7544-756, DOI: 10.1016/j.renene.2019.06.040
• [3] Khan M.A.H., Bennia A., Lateb M., Fellouah H., Numerical investigation of thermal comfort using the mixing and displacement ventilation systems within a fitting room, International Journal of Heat and Mass Transfer, 2022, Vol. 198, pp. 1-21, DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.123379
• [4] Ganesh G.A., Sinha Sh.L., Verma T.N., Dewangan S.K., Numerical simulation for energy consumption and thermal comfort in a naturally ventilated indoor environment under different orientations of inlet diffuser, Building and Environment, 2022, Vol. 217, pp. 1-21, DOI: 10.1016/j.buildenv.2022.109071
• [5] Li Ch., Wang H., Wang Ch., Meng D., Numerical simulation of thermal comfort in microgravity-confined space, Case Studies in Thermal Engineering, 2023, Vol. 41, pp. 1-13, DOI: 10.1016/j.csite.2022.102572
• [6] Cheng Y., Niu J., Gao N., Thermal comfort models: A review and numerical investigation, Building and Environment, 2012, pp. 13-22, DOI: 10.1016/j.buildenv.2011.05.011
• [7] Sevilgen G., Kilic M., Numerical analysis of air flow, heat transfer, moisture transport and thermal comfort in a room heated by two-panel radiators, Energy and Buildings, 2011, Vol. 43, pp. 137-146, DOI: 10.1016/j.enbuild.2010.08.034
• [8] Popovici C.G., HVAC system functionality simulation using ANSYS-Fluent, Energy Procedia, 2017, Vol. 112, pp. 360-365, DOI: 10.1016/j.egypro.2017.03.1067
• [9] Zhang J., Poon K.H., Kwok H.H.L., Hou F., Cheng J.C.P., Predictive control of HVAC by multiple output GRU-CFD integration approach to manage multiple IAQ for commercial heritage building preservation, Building and Environment, 2023, Vol. 245, pp. 1-19, DOI: 10.1016/j.buildenv.2023.110802
• [10] Jazizadeh F., Joshi V., Battaglia F., Adaptive and distributed operation of HVAC systems: Energy and comfort implications of active diffusers as new adaptation capacities, Building and Environment, 2020, Vol. 186, pp. 1-14, DOI: 10.1016/j.buildenv.2020.107089
• [11] Amini R., Ghaffarianhoseini A., Ghaffarianhoseini A., Berardi U., Numerical investigation of indoor thermal comfort and air quality for a multi-purpose hall with various shading and glazing ratios, Thermal Science and Engineering Progress, 2021, Vol. 22, pp. 1-16, DOI: 10.1016/j.tsep.2020.100812

Uwagi

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