Określanie konwekcyjnych strat ciepła z pionowych powierzchni budynków za pomocą nowej metody

Denda, H.; Lewandowski, W. M.; Ryms, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Określanie konwekcyjnych strat ciepła z pionowych powierzchni budynków za pomocą nowej metody

Autorzy

Denda H. , Lewandowski W. M. , Ryms M.

Identyfikatory

Warianty tytułu

A new, simple method for determining heat losses in building engineering

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono nową metodę pomiaru strumieni strat ciepła za pomocą kamery termowizyjnej wykorzystywanej dotychczas jedynie do badań jakościowych, zwłaszcza do wskazywania miejsc występowania strat ciepła (wewnętrzne ubytki izolacji, mostki cieplne, nieszczelności stolarki budowlanej itd.). Zaproponowana metoda, powstała na podstawie analizy pól temperatur w powietrzu w oparciu o równanie Fouriera, pozwala nie tylko wskazać miejsca, ale również z gradientu temperatury ∂t/∂y|y=0 wyznaczyć wartości strumieni strat ciepła oraz ich rozkład na powierzchni.

The paper presents a new, simple and rapid method of determining the presence, distribution and values of heat losses from buildings using a thermal imaging camera (IR camera). The method significantly extends the range of application of IR cameras in energy audits of buildings. According to Fourier’s equation, the value of this heat loss is proportional to the temperature gradient ∂t/∂y|y=0 in the air in the y direction perpendicular to the heated surface. Unfortunately, the air temperature cannot be measured by the IR camera, as gases do not emit thermal radiation. It is therefore suggested that a grid, placed vertically in the air and perpendicular to the heated surface, should be used as a detector. Warmed by convective air flows, such a grid becomes a source of infrared radiation. The temperature field reproduced on the grid, which is made from thin strands of a low thermal conductivity material, is sufficiently distinct and sharp that it can be photographed with an IR camera.

Słowa kluczowe

pomiary termowizyjne termowizja termografia w podczerwieni energia

thermal measurements thermovision infrared thermography energy

Wydawca

Grupa MEDIUM Sp. z o.o. Sp.k.a.

Czasopismo

Rynek Instalacyjny

Rocznik

2015

Tom

Nr 9

Strony

34--40

Opis fizyczny

Bibliogr. 33 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Denda H.

Katedra Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska

autor

Lewandowski W. M.

Katedra Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska

autor

Ryms M.

Katedra Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska

Bibliografia

1. Lewandowski W.M., Kubski P., Effect of the use of the balance and gradient methods as a result of experimental investigations of natural convection action with regard to the conception and construction of measuring apparatus, „Wärme und Stoffübertragung” Vol. 18, No. 4, 1984.
2. Kylili A., Fokaides P.A., Christou P., Kalogirou S.A., Infrared thermography (IRT) applications for building diagnostics: A review, „Applied Energy” Vol. 134, 2014.
3. Sarosiek W., Sadowska B., Zastosowanie termowizji w diagnostyce wad budynków oraz przy odbiorach prac termomodernizacyjnych, „Materiały Budowlane” nr 1/2008.
4. Misztal G., Staszczuk A., Ziembicki P., Diagnostyka termowizyjna budynków – problemy wrażliwości i interpretacji wyników pomiarów, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 8/2013.
5. Balaras C.A., Argiriou A.A., Infrared Thermography for Building Diagnostics, „Energy and Buildings” Vol. 34, No. 2, 2002.
6. Chludzińska M., Bogdan A., Ocena przepływu powietrza z nawiewnika wentylacji indywidualnej za pomocą termowizji, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 2/2010.
7. Chorzelski M., Dąbrowski M., Wojdyga A., Badanie szczelności systemów ciepłowniczych, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 12/2013.
8. Życzyńska A., Oleksy G., Wykorzystanie termowizji do oceny stanu technicznego izolacji sieci ciepłowniczej, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 7-8/2010.
9. Fokaides P.A., Kalogirou S.A., Application of infrared thermography for the determination of the overall heat transfer coefficient (U-Value) in building envelopes, „Applied Energy” Vol. 88, 2011.
10. Ohlsson K.E., Olofsson T., Quantitative infrared thermography imaging of the density of heat flow rate through a building element surface, „Applied Energy“ Vol. 34, 2014.
11. Albatici RT.M., Tonelli T.M., Chiogna M., A comprehensive experimental approach for the validation of quantitative infrared thermography in the evaluation of building thermal transmittance, „Applied Energy“ Vol. 141, 2015.
12. Ryms M., Lewandowski W.M., Klugmann-Radziemska E., Denda H., Wcisło P., The use of lightweight aggregate saturated with PCM as a temperature stabilizing material for road surfaces, „Applied Thermal Engineering“ Vol. 81, 2015.
13. Lossy K., Oleśkowicz-Popiel C., Konwekcja swobodna ciepła na pionowych, płaskich powierzchniach izotermicznych w powietrzu. Przegląd danych, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 9/2011.
14. Oleśkowicz-Popiel C., Konwekcja ciepła na płaskich powierzchniach w powietrzu atmosferycznym, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja” nr 2/2009.
15. Dascalaki E., Santamouris M., Balaras C.A., Asimakopoulos D.N., Natural convection heat transfer coefficients from vertical and horizontal surfaces for building applications, „Energy and Buildings” Vol. 20, 1994.
16. Mohamed K.-E., Hassan S.A., Natural convection from isothermal flat surfaces, „Int. J. Heat Mass Transfer“ Vol. 13, 1970.
17. Gile J., Interferometric measurement of temperature gradient reversal in a layer of convecting air, „J. Fluid Mech.“ Vol. 30, No. 2, 1967.
18. Lewandowski W.M., Ryms M., Denda H., Klugmann-Radziemska E., Possibility of thermal imaging use in studies of natural convection heat transfer on the example of an isothermal vertical plate, „Int. J. Heat Mass Transfer“ Vol. 78, 2014.
19. Lewandowski W.M., Denda H., Ryms M., Klugmann-Radziemska E., Metoda i urządzenie do pomiaru strumieni wymiany ciepła pomiędzy powietrzem a dowolnym obiektem z wykorzystaniem kamery termowizyjnej, zgłoszenie patentowe 27.06.2014.
20. Schmidt E., Beckmann W., Das temperatur und geschwindigkeitsfeld vor einer wärme abgebenden senkrechten platte bei natürlicher konvektion, „Technische Mechanik und Thermodynamik“ Vol. 1, No. 11, 1930.
21. Micheeyew M., Zasady wymiany ciepła, PWN, Warszawa 1953.
22. Bayley F.J., An analysis of turbulent free convection heat transfer, „Proc. Inst. Mech. Eng.“ Vol. 169, 1955.
23. Warner C., Arapci V., An experimental investigation of turbulent natural convection in air at low pressure along a vertical heated flat plate, „Int. J. Heat Mass Transfer“ Vol. 11, No. 3, 1967.
24. Vilet G.C., Liu C.K., An Experimental Study of Turbulent Natural Convection Boundary Layers, „J. Heat Transfer“ Vol. 91, 1969.
25. Gryzagoridis J., Natural convection from a vertical fiat plate in the low G rashof number range, „Int. J. Heat Mass Transfer“ Vol. 14, 1971.
26. Giagnou A., Regime varié dans les échanges thermiques, „Promoclim E“, 1973.
27. Churchill S.W., Chu H.H., Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate, „J. Heat Mass Transfer“ Vol. 18, 1975.
28. Mitalas G.P., Calculation of transient flow through wall and roofs, proc. ASHRAE Annual Meeting, Lake Placid, 1976.
29. Ferries B., Contribution a l‘étude des enveloppes climatiques et aide a leur conception par microordinateur, 1973.
30. Atlanta: American Society of Heating, Refrigeration and Airconditioning Engineers, 1981.
31. Lewandowski W.M., Radziemska E., Heat transfer by free convection from an isothermal vertical round plate in unlimited space, „Appllied Energy“ Vol. 68, 2001.
32. lmadojemu H.E., Johnson R.R., Heat Transfer Characteristics of a Constant Heat Flux Vertical Plate in Water, „Experimental Thermal and Fluid Science“ Vol. 9, no. 1, 1994.
33. Yang S.M., Tao W,Q., Heat transfer M., 3rd ed. Beijing: Higher Education Press, 1999.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-dd5e2bd2-3f77-4c69-824b-9884850d1a62