Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Detection of wastewater treatment process disturbances in bioreactors using the e-nose technology

Łagód G., Guz Ł., Sabba F., Sobczuk H.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2018

|

Vol. 25, nr 3

405--418

EN

Wastewater treatment processes are subject to numerous disturbances during biological treatment of wastewater. In order to achieve and sustain suitable conditions of the process, basic wastewater parameters should be frequently monitored. While great improvements have been made in the automatization of treatment process, little is known about automatic measuring systems that can detect unusual process conditions in a bioreactor. Tracking these parameters can be difficult and the time required for the determination might vary from several minutes to few days. The objective of this study is to evaluate the use of an electronic nose in-house device (based on a non-selective gas sensor array) for the detection of process disturbances in a lab-scale sequencing batch reactor (SBR) during biological treatment of wastewater with activated sludge. Measurements were performed during a 12-hours working cycle. Continuous analyses of the headspace were performed using a sensor array based on the resistive Metal Oxide Semiconductor type (MOS) gas sensor. Based on the data obtained and the PCA analysis, this study showed that the e-nose technology can be used to predict or retrieve information about potential disruptions during wastewater processes using the e-nose technology.

2

Traffic-related particle emissions and exposure on an urban road

Połednik B., Piotrowicz A., Pawłowski L., Guz Ł.

Archives of Environmental Protection

|

2018

|

Vol. 44, no. 2

83--93

EN

Extensive aerosol particle concentrations are one of the factors contributing to poor air quality in cities. The aim of this study is to assess particle number and mass concentrations on a road in Lublin, Poland, in peak and off-peak traffic hours and its impact on the particle exposure for commuters and pedestrians. Mobile monitoring and fixed-site measurements on the sidewalk along the established 2.1 km long route were conducted with the use of Mobile Air Pollution Analytic Laboratory equipped, among other things, with instruments measuring the real-time number and mass concentrations of particles with size range from 10 nm to 32 μm. The highest average concentrations of ultrafine particle number PN0.1 (25.4 ±11×103 pt/cm3; mean ± standard deviation), total particle number PN (29.2 ±12×103 pt/cm3) as well as mass concentrations of PM2.5 (29.1 ±7.6 μg/m3) and PM10 (45.4 ±10.3 μg/m3) were obtained in peak traffic hours for the part of the route with the most intensive traffic. The average particle number concentrations for the entire route and the part of route with the most intensive traffic in peak times were found to be about 3 to 4 times higher than in off-peak times. The average particle mass concentrations were about twice as high. Furthermore, the average values of the examined particle number and mass concentrations were higher for the on-road measurements than for fixed-site measurements. Moreover, a greater percentage of ultrafine particles was observed during mobile monitoring than in the fixed-site measurement points. It was established that a greater number and mass of particles, irrespectively of their size range, is deposited in the respiratory tract of commuters and pedestrians in peak hours than in off-peak hours. In peak times the average particle doses received by commuters and pedestrians equaled 4.8 ±2.4×109 pt/h or 29.6 ±10.7 μg/h (PM10) and 4.2 ±2.3×109 pt/h or 29.6 ±8.6 μg/h (PM10), respectively. Additionally, in both peak and off-peak hours greater particle doses were determined in the considered part of the route with the most intensive traffic; however, in off-peak traffic times pedestrians are more exposed to traffic-related pollutants than commuters. Overall, the obtained results reflect the importance of traffic-related particle emission measurements for exposure evaluations and the need of taking the actions aimed at decreasing it.

PL

Celem pracy było określenie stężenia liczbowego i masowego cząstek na wybranych ulicach Lublina w godzinach szczytu oraz poza szczytem, a także ocena narażenia kierowców i pieszych na ich oddziaływanie. W ramach badań przeprowadzono zarówno pomiary mobilne, jak i stacjonarne w określonych punktach pomiarowych na trasie o długości 2,1 km. Mierzono w czasie rzeczywistym między innymi stężenia liczbowe i masowe cząstek o rozmiarach w zakresie od 10 nm do 32 μm. Najwyższe średnie koncentracje ultradrobnych cząstek PN0.1 (25,4 ±11×103 #/cm3) oraz koncentracje całkowitej liczby cząstek PN (29,2 ±12×103 #/cm3), a także stężenia masowe PM2.5 (29,1 ±7,6 μg/m3) oraz PM10 (45,4 ±10,3 μg/m3) rejestrowano w godzinach szczytu na wydzielonym odcinku trasy o największej intensywności ruchu. Średnie koncentracje cząstek mierzone w godzinach szczytu dla całej trasy oraz dla wydzielonego odcinka były, w zależności od wielkości cząstek, ok. 3-4 razy większe w porównaniu do wyników pomiarów dla godzin pozaszczytowych. Z kolei średnie stężenia masowe cząstek były około dwa razy większe. Ponadto, większe średnie stężenia liczbowe i masowe cząstek odnotowano dla pomiarów mobilnych niż dla stacjonarnych. Wyznaczone dawki dotyczące liczby i masy cząstek deponowanych w drogach oddechowych kierowców w godzinach szczytu wynosiły odpowiednio 4,8 ±2,4×109 #/h i 29,6 ±10,7 μg/h (PM10). Zarówno dla godzin szczytu, jak i poza szczytem, większe dawki deponowanych cząstek uzyskano dla wydzielonego odcinka trasy o największej intensywności ruchu. Podsumowując, otrzymane wyniki wskazują na istotność pomiarów cząstek emitowanych ze źródeł komunikacyjnych, szczególnie w kontekście narażenia uczestników ruchu drogowego na te cząstki.

3

Application of Gas Sensor Array to Preliminary Food Quality Assessment

Guz Ł., Sobczuk H., Wasąg H., Guz E.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

964--973

PL

W publikacji przedstawiono metodę badania jakości artykułów spożywczych za pomocą matrycy wieloczujnikowej opartej na rezystancyjnych czujnikach gazu. Urządzenie pomiarowe składające się z 8 czujników typu MOS określa profile zapachowe próbek. Przebadane zostało 5 gatunków żółtego sera w różnych stanach świeżości, poddane przechowywaniu w niewłaściwych warunkach. Do analiz wstępnych została wykorzystana statystyczna analiza głównych składowych (PCA). Analiza PCA wykazała skuteczność opisywanej metody oceny jakości jedynie w obrębie jednego gatunku danego produktu. Niemożliwe jest opracowanie ogólnego algorytmu określającego jakość dowolnej liczby gatunków danego produktu.

4

Próba oceny wpływu rur wodociągowych z tworzyw sztucznych na wybrane właściwości organoleptyczne wody

Kowalska B., Guz Ł., Musz-Pomorska A., Widomski M. K.

Ochrona Środowiska

|

2016

|

Vol. 38, nr 1

53--56

PL

Migracja substancji organicznych ze ścianek przewodu polimerowego do wody wodociągowej może prowadzić do pogorszenia jej właściwości organoleptycznych, a zwłaszcza zapachu i smaku. Zaprezentowane badania miały na celu wyznaczenie wartości progowej liczby zapachu (TON) oraz progowej liczby smaku (TFN) w przypadku wody mającej kontakt z przewodami wodociągowymi wykonanymi z tworzyw sztucznych. Do badań wybrano rury wykonane z nieplastyfikowanego polichlorku winylu (PVC-U) (33,4 mm × 2,2 mm), polietylenu dużej gęstości (PE-HD) (32 mm × 2,4 mm) oraz polietylenu sieciowanego (PEX-b) (28,6 mm × 3,2 mm). Zastosowana procedura badawcza obejmowała przemywanie próbek przewodów wodą ultraczystą przez 1 h, przetrzymywanie próbek w wodzie ultraczystej przez 24 h w temperaturze 23°C, test na migrację zanieczyszczeń w czasie 72 h (wg EN 1420-1:1999), rozcieńczanie oraz ocenę wartości TON i TFN metodą pełną, parzystą, wyboru niewymuszonego (wg EN 1622:2006). W skład zespołu oceniającego smak i zapach wody wchodziło 5 osób, badania przeprowadzono w trzech powtórzeniach. Obliczona średnia wartość TON zawierała się w przedziale 3÷5, zaś TFN – 3÷6, przy czym największą wartość zaobserwowano w przypadku kontaktu wody z PE-HD, zaś najmniejszą – PVC-U. Wykazano, że spośród analizowanych materiałów polimerowych największy wpływ na właściwości organoleptyczne wody miał polietylen dużej gęstości, zaś najmniejszy – poli(chlorek winylu).

EN

Migration of organic substrates from polymer pipelines to tap water may result in deterioration of organoleptic water properties, especially its odor and flavor. The aim of the presented studies was to determine the threshold odor number (TON) and threshold flavor number (TFN) for water after its contact with plastic water supply pipelines. Unplasticized polyvinyl chloride PVC-U (33.4 mm×2.2 mm), high density polyethylene PE-HD (32 mm×2.4 mm) and cross-linked polyethylene PEX-b (28.6 mm×3.2 mm) were selected for studies. The analysis procedure covered pipe sample flushing with ultra pure water for 1 hour, sample storage in ultra pure water for 24 hours at 23°C, test for contaminant migration within 72 h (according to EN 1420-1:1999), dilution, and TON and TFN assessment by the complete and even method of the unforced choice (according to EN 1622:2006). The odor and flavor testing team consisted of 5 individuals, the measurements were repeated 3 times. The average calculated TON was in the range of 3–5 while TFN – 3–6. The highest value was observed for PE-HD and the lowest for PVC-U. Our studies demonstrated that PE-HD had the highest influence on organoleptic properties of water among the analyzed polymer materials, while the lowest influence was observed for PVC-U.

5

Zastosowanie matrycy półprzewodnikowych czujników gazu do ciągłego monitoringu poprawności procesu oczyszczania ścieków

Guz Ł.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2015

|

nr 4

85--91

PL

Urządzenia z matrycą złożoną z różnych czujników gazu, nazywane również elektronicznym nosem, umożliwiają wyznaczenie dla badanego gazu unikalnego wzoru sygnałów (ang. gas fingerprint). W ściśle określonych warunkach można go skorelować z wieloma parametrami fizykochemicznymi badanych próbek gazowych, jak również cieczy z fazą nadpowierzchniową. Matrycę złożoną z ośmiu półprzewodnikowych rezystancyjnych czujników gazu typu MOS wykorzystano do kontroli poprawności procesu oczyszczania ścieków, prowadzonego w półautomatycznym laboratoryjnym reaktorze SBR. Próbki powietrza pobierane były nad zwierciadłem ścieków z zamkniętej komory reaktora a następnie pozbawiane wilgoci za pomocą osuszacza z rurką nafionową. Do analizy wielowymiarowych wyników pomiarów zastosowano sztuczne sieci neuronowe (SSN), klasyfikujące stany procesu. Wyniki badań wykazały wysoką przydatność matrycy czujników MOS oraz SSN do ciągłej kontroli poprawności prowadzonego procesu. W przypadku podłączenia urządzenia do sieci komputerowej możliwy jest wgląd w stan procesu z dowolnego miejsca.

UK

Пристрої з матрицею, яка складається з різних газових датчиків, звані також електронічний ніс, дозволяють визначити для досліджуваного газу унікальний зразок сигналів (анг. gas fingerprint). У конкретних умовах можна його співвіднести з низкою фізико-хімічних параметрів досліджуваних зразків газу, а також з рідиною із фазою вільного простору. Матриця складається з вісьми напівпровідникових резистивних газових датчиків типу MOS, використовуються для контролю точності процесу очищення стічних вод, який проводиться в напівавтоматичному лабораторному реакторі SBR. Проби повітря були зібрані над поверхнею стічних вод з закритої камери реактора, а потім позбавлені вологи за допомогою осушувача з трубкою nafion. Для аналізу багатовимірних оцінок вимірів використовуються штучні нейронні мережі (ШНМ), які класифікують стан процесу та оцінюють значення постійно вибираних параметрів якості стічних вод. Результати досліджень показали високу користь матриці MOS і ШНМ для безперервного моніторингу правильності проведеного процесу. При підключенні пристрою до комп'ютерної мережі можна побачити стан процесу з довільного місця.

EN

Devices with a array composed of various gas sensors, also called electronic noses, allow to determine the unique pattern of signals (gas fingerprint) for the analyzed gas samples. When the strict measurement conditions are obeyed, signals can be correlated with several physico-chemical parameters of the gas samples, as well as liquids with a headspace phase. The array composed of eight MOS type resistive semiconductor gas sensors was used to control wastewater treatment process regularity, conducted in semi-automated laboratory SBR reactor. Gaseous phase was sampled above the wastewater surface in closed reactor chamber and afterward dehumidified using a nafion tube dryer. For the analysis of multidimensional data there were used artificial neural networks (ANN) which evaluated the status of the process. The research results revealed high usefulness of MOS sensors and SSN for continuous monitoring of wastewater treatment process regularity. In case of the devices connected to world wide web, there is a possibility of remote viewing of the process status.

6

Wykrywanie zakłóceń procesu oczyszczania ścieków w bioreaktorze porcjowym z wykorzystaniem e-nosa

Guz Ł., Łagód G., Jaromin-Gleń K., Sobczuk H.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 1

148--153

PL

Celem pracy jest określenie możliwości wykrywania zakłóceń w przebiegu procesu oczyszczania ścieków prowadzonych za pomocą reaktora typu SBR przy zastosowaniu elektronicznego nosa skonstruowanego z wykorzystaniem matrycy nieselektywnych rezystancyjnych czujników gazu. Pomiarów dokonywano podczas procesu oczyszczania ścieków miejskich, który przeprowadzano w cyklu 12-godzinnym w bioreaktorze laboratoryjnym. Wykonano ciągłe pomiary powietrza pobieranego ponad zwierciadłem ścieków w reaktorze SBR za pomocą matrycy czujnikowej opartej na rezystancyjnych czujnikach gazu typu MOS podczas stabilnej pracy systemu oraz symulacji awarii procesu napowietrzania. Do interpretacji wyników wykorzystano analizę PCA. Przeprowadzone badania laboratoryjne wskazują, że, wykorzystując matrycę czujnikową, można wnioskować o przebiegu procesu oczyszczania ścieków w reaktorze i natychmiast uzyskiwać informację o stanach odbiegających od normy.

EN

The objective of this article is to determine the possibility of biological process disturbances detect in SBR reactor using developed electronic nose device with application of non-selective gas sensor array. The SBR reactor allows to reduce organic carbon and nutrients concentration level. Measurements were performed during wastewater treatment, which was conducted in 12 hours working cycle. Continuous headspace analysis using the sensor array based on a resistive gas sensors MOS type was performed. To interpret the results, the PCA analysis was applied. Conducted studies have shown that using a sensor array it is possible to inform about abnormal conditions meaning disturbances of the process.

7

Zastosowanie wybranych modeli matematycznych do szacowania zasięgu szkodliwego oddziaływania instalacji przemysłu chemicznego w przypadku awarii

Sówka I., Skrętowicz M., Zwoździak P., Guz Ł., Zwoździak J., Sobczuk H.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 2

73--76

EN

Odor emission from terrain is usually of an incidental character and depends in general on local meteorology. Therefore, for prognosis of propagation of chemical compound emission in the odor generating event of plant failure an appropriate mathematical model should be applied. In this paper, an emergency situation involving styrene storage tank failure was examined. Analysis of styrene propagation was performed using Polish reference model based on Pasquill’s formula and CALPUFF model. The studies haves shown that odor concentrations in the vicinity of the plant calculated using the reference model were about 10 times lower than in case of CALPUFF model. Analysis of the results showed that outside the plant boundary styrene concentrations exceeding the value of 0.43 mg/m3 (1000 times above the threshold) occurred within a distance of up to 1000 m. The reference values for styrene (D1h=0.02 mg/m3) and odors (1 ouE/m3) were shown to be exceeded 100 times within the area of modeling. It was concluded that the increased odor concentration may be an indicator of a possible chemical installation failure or of an uncontrolled harmful chemical substance emission.

PL

Występowanie zapachu w terenie ma zazwyczaj charakter chwilowy i zależy głównie od sytuacji meteorologicznej, dlatego w przypadku prognozowania propagacji związków chemicznych emitowanych podczas awarii o charakterze odorotwórczym istotne jest zastosowanie odpowiedniego modelu matematycznego. W pracy przeanalizowano sytuację awaryjną polegającą na uszkodzeniu zbiornika magazynującego styren. Do analizy rozprzestrzeniania styrenu zastosowano polski model referencyjny oparty na formule Pasquilla oraz model CALPUFF. Badania wykazały, że obliczone za pomocą modelu referencyjnego stężenia zapachowe w najbliższym otoczeniu źródła emisji były około 10-krotnie mniejsze niż w przypadku modelu CALPUFF. Analiza wyników pokazała, że poza terenem zakładu chemicznego stężenia przekraczające wartość 0,43 mg/m3 (1000-krotne przekroczenie progu wyczuwalności) wystąpiły w odległości nawet do 1000 m. Wykazano, że na całym obszarze modelowania 100-krotnie przekroczona została wartość odniesienia w przypadku styrenu (D1h=0,02 mg/m3) oraz odorów (1 ouE/m3). Stwierdzono, że wystąpienie podwyższonego stężenia odorów w powietrzu może być wskaźnikiem ostrzegającym o możliwości wystąpienia awarii instalacji przemysłowej oraz niekontrolowanej emisji szkodliwych substancji chemicznych.

8

Korekcja pomiarów termoparowej sondy psychrometrycznej za pomocą współczynnika temperaturowego

Guz Ł., Targosińska E.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 2

714--718

PL

Termoparowe sondy psychrometryczne służą do pomiaru potencjału wody. Często wykorzystywane są w agrotechnice. Znajduję też inne zastosowanie, np. w szczególnych przypadkach mogą zostać zastosowane do oceny wilgotności porowatych materiałów budowlanych. Zastosowanie w budownictwie drastycznie ogranicza ich wąski zakres pomiarowy, który mieści się w granicach 94÷99% wilgotności względnej powietrza. Odczyt z sondy psychrometrycznej jest dodatkowo funkcją zależną od temperatury. Dlatego podczas analizy wyników pomiarów przeprowadzonych w odmiennych warunkach środowiskowych należy dokonać korekcji wyników ze względu na temperaturę pomiaru. Celem niniejszej pracy jest przeanalizowanie sposobu wykorzystania korekcji temperaturowej dla termoparowych sond psychrometrycznych PST-55 Wescor. Kalibracja sond została przeprowadzona w laboratoryjnym piecu Memmert VO500 w temperaturach 20÷35°C. Wzrost temperatury o 1°C następował w ciągu 10 minut, a następnie temperatura utrzymywana była przez 2 godziny. Jako roztwór kalibrujący został użyty wodny roztwór NaCl o stężeniach: 0,4 M, 0,7 M, 1,1 M oraz 1,4 M. Zaproponowany został uogólniony wzór Ψ = f(U,T), wyznaczający potencjał wody w funkcji napięcia sondy i temperatury.

EN

Thermocouple psychrometer probes are used to water potential measurement. They are often used in agricultural applications. Psychrometric probes can be also used in other domains, such as moisture estimation in the porous building materials. Their application in building physics is strongly limited by narrow sensitivity range of the sensors, which, varies between 94÷99% of relative humidity of air in the porous material. Also, readouts of the thermocouple probes are function of the temperature during measurement. Therefore, in order to analyze of the results of measurements performed in the different environmental conditions it is necessary to correct the results regarding to temperature. The aim of this article is to assessment of the temperature correction method for the thermocouple psychrometer probes Wescor PST-55. Calibration of the probe was carried out in a laboratory oven Memmert VO500 at a temperature range between 20 and 35°C. Temperature increase of 1°C appeared during 10 min period and afterwards the temperature was maintained for 2 hours. For calibration there were used NaCl solutions at molar concentrations 0.4 M, 0.7 M, 1.1 M and 1.4 M. The general Ψ=f(U,T) equation was proposed, which allow to calculate water potential as a function depending on voltage and temperature.

9

Pomiary zanieczyszczeń odorowych wieloczujnikowym urządzeniem z tlenkowymi czujnikami gazu

Sobczuk H., Guz Ł.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2011

|

Tom 13

1531-1542

PL

Pomiary zapachowej jakości powietrza za pomocą urządzeń elektronicznych opartych na czujnikach gazów realizowane są już wielu gałęziach przemysłu. Stosuje się je w medycynie [1], w przemyśle spożywczym [6]. Znajdują też coraz szersze zastosowanie do monitoringu jakości powietrza w środowisku [10]. I tak np. zastosowane są na składowiskach odpadów, spalarniach, kompostowniach itp. [3÷5, 14]. Analiza zapachowa jest zadaniem wymagającym wcześniejszej kalibracji urządzeń i porównania ich wskazań z odczuciem zapachowym grupy osób testujących. Często stosowane czujniki TGS służą do detekcji zanieczyszczeń powietrza. Jest to możliwe dzięki zjawisku zmiany przewodnictwa elektrycznego półprzewodnikowego elementu pomiarowego w zależności od stężenia zanieczyszczenia, na które czujnik jest uczulony [8]. W czujnikach gazu TGS elementem pomiarowym jest elektroda wykonana z półprzewodnikowego dwutlenku cyny SnO2, wykazującego duże zmiany przewodnictwa pod wpływem redukujących zanieczyszczeń atmosfery. W zależności od przeznaczenia czujnika sensor zawiera różne domieszki, najczęściej metale szlachetne, powodujące jego uczulenie na specyficzny związek lub grupę związków chemicznych.

EN

Measurement of odour quality of air with electronic devices is a task that requires calibration of the apparatus in advance. Calibration uses olfactory measurement results performed with the group of trained people. TGS sensors are often applied to detect the pollution of air with various pollutants. It is possible due to variation of electrical resistivity of the semiconducting sensor in response to the concentration of pollutants. Produced sensors are sensitized to specific pollutants but normally are not very specific. In a paper the measurement stand for measurement of odor pollutants concentration with multisensory device is presented and tested. Calibration measurements with the application of n-butanol is shown. Applied set of eight sensors allows to measure n-butanol samples with good accuracy. The setup allows measurements of both static, with a fixed concentration or dynamic by tracking changes in sensor response due to changes in odour pulse concentration change. Dynamic response of sensors makes it possible, in accordance with the literature, to measure with application of gas samples of a small volume. For the analysis of measurement results and comparison of different odours PCA method was used, which allows reduction of dimensionality of signal from multi-sensor devices.

10

Modification of the measurement method of relative moisture determination using Peltier probe

Guz Ł., Suchorab Z., Sobczuk H.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 1

51--56

EN

Psychrometric probes are used for porous materials potential determination which can be easily recalculated into the relative moisture. They can be also applied for building materials moisture parameters determination. They enable relative moisture readout in the narrow range between 94 and 99.9%. Water film evaporating from the thermocouple causes temperature decrease and generation of a voltage in a range of microvolts. Due to external heat flux influence on the applied sensors (Wescor PST-55 probes) the measurement must be conducted in the stabilized conditions. Non-stable heat flows and thus the decrease of measurement results repeatability. This is especially important during measurement of porous material samples with small dimensions. To increase the measurement accuracy the probes were equipped with metal sleeves having the external diameter of 12 mm and wall thickness 1 mm. The aim of the sleeve is to stabilize the instantaneous temperature variations and bridge the heat flow around the psychrometric Peltier probe.

PL

Sondy psychrometryczne służą do pomiaru potencjału wody materiałów porowatych, którą można przeliczyć na wilgotność względną. Stosowane są od lat w agrotechnice i mogą również być zastosowane do pomiarów parametrów wilgotnościowych materiałów budowlanych. Umożliwiają odczyt wilgotności względnej w wąskim zakresie około 94÷99,9%. Jest to możliwe dzięki zjawisku Seebecka, odparowujący film wody z termopary powoduje obniżenie jej temperatury i wygenerowanie mikrowoltowego napięcia. Z uwagi na niską wartość mikrowoltowego napięcia generowanego na sondach Wescor PST-55, użytych podczas badań, pomiary muszą odbywać się w ustabilizowanych warunkach. Nieustabilizowane przepływy strumienia ciepła lub skoki temperatury powodują zmniejszenie powtarzalności wyników pomiarów. Ma to szczególne znaczenie podczas pomiarów próbek materiałów porowatych o niewielkich wymiarach geometrycznych. W celu zwiększenia dokładności pomiarów sondy zostały osłonięte metalowymi tulejami o średnicy 10 mm i grubości ścianki 1 mm. Zadaniem takiej tulei jest stabilizowanie nagłych wahań temperatury i regulowanie przepływów strumienia ciepła wokół sondy psychrometrycznej Peltiera.

11

Analiza porównawcza potrzeb energetycznych jednorodzinnych budynków mieszkalnych o różnym standardzie wykonania

Siuta-Olcha A., Cholewa T., Guz Ł.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 1

287--292

PL

Ograniczenie zużycia energii oraz wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych w sektorze budynków mieszkalnych jest działaniem priorytetowym w krajach członkowskich Unii Europejskiej. Działania te pozwalają na efektywne i zrównoważone wykorzystanie potencjału paliw kopalnych oraz na zmniejszenie emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych, powstających w procesie energetycznego spalania paliwa. Stale rosnące ceny nośników energii również wymuszają konieczność poprawy charakterystyki energetycznej danego budynku, w szczególności budynku nowo wznoszonego. Celem pracy jest porównanie potrzeb energetycznych budynku mieszkalnego jednorodzinnego o określonej kubaturze i powierzchni ogrzewalnej, który (a) spełnia aktualne wymagania ochrony cieplnej, (b) jest budynkiem niskoenergetycznym, (c) spełnia standardy budynku pasywnego. Energochłonność budynku nie tylko zależy od izolacyjności cieplnej przegród budowlanych, ale również od sprawności systemów technicznych budynku. Dlatego też w obliczeniach wprowadzono kilka wariantów systemów grzewczych, w tym wspomaganych energią ze źródeł odnawialnych. Do obliczeń wskaźnika zapotrzebowania na energię pierwotną oraz zapotrzebowania na energię końcową budynków wykorzystano pakiet do projektowania budynków pasywnych (PHPP). Dla rozważanych przypadków oszacowano całkowite koszty dostarczanej energii do budynku, to jest koszt ogrzewania, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz koszt energii elektrycznej.

EN

The limitation of energy consumption and the renewable energy utilization in residential sector is a preference activity in the member countries of the European Union. These activities let on the effective and balanced utilization of the fossil fuels potential and on the diminution of gaseous and dust emission, which are associated with the process of the fuel combustion. Constantly growing prices of energy carriers force also the necessity of improvement of the building energy-characteristics, particularly in the new buildings. An aim of this work is the comparison of energy needs of the one-family building (with determined cubature and heating area), which (a) fulfils current requirements of the thermal protection, (b) is a low-energy building, (c) fulfils standards of the passive building. Energy consumption of the building depends not only on the thermal insulation of building partitions, but also on the efficiency of building technical systems. That is why in calculations, there are introduced several variants of heating systems, also this supported by renewable energy sources. To calculations of the primary power requirement indicator and final power requirements of buildings the software (PHPP) to the designing of passive buildings, was used. For considered cases total costs of the delivered energy to the building, particularly the heating, hot water preparation and the electrical energy costs, were estimated.

12

Odour pollution of air

Sobczuk H., Guz Ł.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2011

|

R. 108, z. 1-Ch

163-172

EN

The human sense of smell is certainly the most versatile apparatus to analyze smells, but measurements take a lot of time and require employing a group of trained people [1]. Other techniques, like gas chromatography, allow to obtain accurate data of the chemical composition of examined gas, but do not inform about the real nature of smell. To identify the odour, devices comparing and determining its nuisance are used; in scientific literature they are called "electronic noses". In conveyed measurements a device was used with an array of eight resistive TGS Figaro gas sensors of 2600 series, each of which reacted to another class of a chemical compound [2]. Response of gas sensor array was collected for a mixture of air with odour-active compounds like dimethylamine, acetic acid, benzaldehyde of different concentrations. For the analysis of odour profiles there were used artificial neural networks with one hidden layer, containing from several to tens of neurons.

PL

Ludzki zmysł powonienia jest najlepszym aparatem do analizy odorów, ale pomiary są czasochłonne i wymagają zaangażowania do zespołu oceniającego przeszkolone osoby [1]. Inne techniki, jak chromatografia gazowa, która pozwala uzyskać dokładne informacje o składzie chemicznym badanej próbki powietrza, nie informują o rzeczywistej naturze zapachu odczuwanej przez ludzi. Do identyfikacji zanieczyszczeń odorowych oraz określania ich uciążliwości są wykorzystywane w ostatnich latach wieloczujnikowe urządzenia, nazywane w literaturze naukowej mianem "elektroniczny nos". Podczas przeprowadzonych badań użyto matrycy złożonej z ośmiu rezystancyjnych czujników gazu TGS Figaro serii 2600 uczulonych na różne klasy związków chemicznych [2]. Odpowiedzi matrycy czujników zostały zebrane dla substancji zapachowo-czynnych, takich jak dimetyloamina, kwas octowy i aldehyd benzoesowy o różnych stężeniach w powietrzu. Do analizy profilów zapachowych wykorzystano sztuczne sieci neuronowe z jedna ukrytą warstwą zawierającą od kilku do kilkudziesięciu neuronów.

13

Zastosowanie metody PCA do klasyfikacji odorów mierzonych urządzeniem wieloczujnikowym

Guz Ł., Sobczuk H., Wasąg H.

Przemysł Chemiczny

|

2010

|

T. 89, nr 4

382-385

14

Pomiar odorów za pomocą przenośnego miernika z matrycą półprzewodnikowych czujników gazu

Guz Ł., Sobczuk H., Suchorab Z.

Przemysł Chemiczny

|

2010

|

T. 89, nr 4

378-381

15

Wyznaczanie krzywej retencji wody materiałów porowatych za pomocą sond psychometrycznych i TDR

Guz Ł., Suchorab Z., Alcobia B., Sobczuk H.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 2

371--375

PL

Woda jest bardzo ważnym składnikiem produkcji materiałów budowlanych. Jest również jednym z najbardziej destruktywnych czynników podczas późniejszej eksploatacji obiektów z nich zbudowanych. Z tego względu niezbędna jest znajomość właściwości wilgotnościowych materiałów, takich jak: podsiąkanie kapilarne, opór dyfuzyjny czy nasiąkliwość. Właściwości materiałów porowatych związanych z wilgotnością bardzo dobrze opisuje krzywa retencji wody. Określa ona, jaką ilość wody materiał porowaty jest w stanie wchłonąć oraz z jaką siłą utrzymuje wodę w przestrzeniach porowatych. Jest to zależność pomiędzy ciśnieniem ssącym wodę a zawartością wody. W niniejszej pracy przedstawiono krzywe retencji wody wyznaczone dla gazobetonu o gęstości 450; 550 i 650 kg/m3. Krzywa została wyznaczona poprzez sprzężenie dwóch technik pomiarowych: psychrometrycznej i reflektometrycznej TDR. Ciśnienie ssące było zmierzone za pomocą sond psychrometrycznych Peltiera, a wilgotność objętościowa poprzez sondy TDR. Krzywa retencji opisana w publikacji została wyznaczona tylko w wąskim zakresie, determinowanym czułością sond psychrometrycznych, który mieścił się w granicach od 0,03 do 0,12 m3/m3 wilgotności objętościowej materiału porowatego.

EN

Water is an important compound of building materials production technology. On the other hand it is one of the most destructive factor during exploitation of building objects. That is why it is necessary to know the moisture parameters of the materials like porosity, maximum water content, capillary rise and water conductivity. Water parameters of the porous materials can be described by water retention curve, which valuates what amount of water can be absorbed by the material and what force remains water in air gaps. It is dependence between water potential and moisture. In this work there are presented water retention curves determined for aerated concrete with the apparent density of 450, 550 and 650 kg/m3. Determination of water retention curve was achieved by combination of two measuring techniques: Peltier psychrometric probes for water potential and TDR for water content. Water retention curve described in the paper was established only in a small range of moisture which is mainly caused by the sensitivity of the psychrometric probes, which value was varying in the frames of material moisture between 0.03 and 0.12 m3/m3.

16

Ocena jakości energetycznej budynków użyteczności publicznej na przykładzie biurowca zlokalizowanego w Lublinie

Siuta-Olcha A., Cholewa T., Guz Ł., Rój A.

Proceedings of ECOpole

|

2010

|

Vol. 4, No. 1

199--204

PL

Sektor budownictwa w Polsce należy do jednych z najbardziej energochłonnych w Unii Europejskiej. Dlatego też zachodzi potrzeba podjęcia działań, mających na celu zmniejszenie zużycia energii i redukcję kosztów ogrzewania czy przygotowania ciepłej wody użytkowej. Obecnie dla budynków użyteczności publicznej zostały zaostrzone wymagania ochrony cieplnej. Do oceny izolacyjności termicznej przegród budowlanych budynków istniejących coraz częściej są stosowane badania termowizyjne. Na podstawie bilansów energetycznych określa się wskaźniki rocznego zapotrzebowania na energię, a tym samym energochłonność budynku. Dla jednego z budynków użyteczności publicznej, zlokalizowanego w Lublinie, przeprowadzono pomiary termograficzne, na podstawie których zostały zidentyfikowane miejsca wzmożonych strat ciepła. Zaprezentowano przykładowe termogramy, pozwalające na zbadanie stanu elewacji budynku, na wykrycie mostków cieplnych oraz na ocenę izolacyjności okien. Wyznaczono współczynniki przenikania ciepła przegród budowlanych budynku. Określono zapotrzebowanie energii cieplnej na cele centralnego ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Wyznaczono jednostkowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną oraz zapotrzebowanie na energię końcową dla budynku. Na podstawie diagnostyki termowizyjnej oraz przeprowadzonych obliczeń stwierdzono, że budynek wymaga termomodernizacji struktury budynku oraz modernizacji instalacji ciepłej wody użytkowej. Podano propozycje takich usprawnień.

EN

The building sector in Poland belongs to one of most energy-consuming in the European Union. That is why, it is necessary to take actions, which will reduce energy consumption, costs of the heating or hot water preparations. Nowadays, for public buildings requirements of the thermal protection were increased. More and more often to determine the thermal insulation of partitions of existing buildings, thermographic researches are applied. On the basis of the energy balances, coefficients of the yearly power requirement, and consequently energy-consumption of the building, are defined. For one of public buildings, located in Lublin, the thermographic measurements were carried out, which enable to identified places of intensive heat losses in building construction. Example thermographs are presented, which let examine condition of the building elevation, detect heat leakage bridges and estimate the insulating power of windows. Heat transfer coefficients of the building partitions were calculated. Heat demand on the central heating and the hot water preparation was defined. Individual demand on the unrenewable primary energy and the final power requirement for the building were calculated. On the basis of thermographic diagnostics and calculations authors ascertained, that the building demanded thermo-modernization of the building structure and also the modernization of the hot water installation. Suggestions of such improvements were given.

17

Application of the Alternative Energy Sources in Heating and Air-Conditioning Installations

Cholewa T., Guz Ł., Siuta-Olcha A.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 11

1473-1481

EN

One of the most important problems of last years is the development of society, which is not compatible with environment protection. Total consumption of energy does not reflect already the degree of economic development. The index of scientifical and technical progress is nowadays the minimization of the energy consumption and its ecological cleanness. Additionally growing prices of energy carriers, the environmental degradation and climate changes make alternative energy sources interesting. Alternative energy sources can be used not only for room heating but also for its cooling. The connection these both functions by means of 4 different ideas of the heating and air-conditioning installation for the existing auditorium is presented. In the first idea main devices are solar collectors, air-compressor heat pump, the underground heat magazine filled with stones and a water, and ground probes. The second solution introduces the connection into one system of solar collectors, the air-compressor heat pump, the triple hydraulical coupling and ground probes. Into the third solution entered ground probes, solar collectors, absorptive heat pump and the gas boiler. The main elements of the fourth solution are compact heating and cooling devices and solar collectors, which work with warm water tank. The technological schema with well-chosen devices are presented and the special attention on advantages and disadvantages of each solutions is paid. Besides for solution III and IV capital costs, the annual conventional fuel consumption on needs of the heatings, emissions of pollutions to the atmosphere and savings resulting from the use of alternative sources energy were calculated.

PL

Jednym z ważniejszych problemów ostatnich lat jest pogodzenie rozwoju cywilizacyjnego społeczeństwa ze środowiskiem naturalnym. Globalne zużycie energii nie odzwierciedla już dziś stopnia rozwoju gospodarczego, a wręcz odwrotnie. Wyznacznikiem postępu naukowo-technicznego danego kraju jest obecnie minimalizacja zużycia energii i jej ekologiczna czystość. Dodatkowo ciągle rosnące ceny nośników energii, degradacja środowiska naturalnego oraz zmiany globalne klimatu doprowadziły do wzrostu zainteresowania alternatywnymi źródłami energii. Alternatywne źródła energii można wykorzystywać zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia pomieszczeń. Połączenie tych obu funkcji zaprezentowano za pomocą 4 różnych koncepcji instalacji grzewczo-klimatyzacyjnych dla sali wykładowej. W pierwszej koncepcji głównymi urządzeniami są kolektory słoneczne, sprężarkowa pompa ciepła, podziemny magazyn ciepła wypełniony kamieniami i wodą oraz sondy gruntowe. Drugie rozwiązanie przedstawia połączenie w jeden układ kolektorów słonecznych, sprężarkowej pompy ciepła, trójdzielnego sprzęgła hydraulicznego oraz sond gruntowych. W skład trzeciego rozwiązania weszły sondy gruntowe, kolektory słoneczne, absorpcyjna pompa ciepła oraz kocioł gazowy. Natomiast głównymi elementami czwartego rozwiązania są kompaktowe urządzenia grzewczo-chłodzące, kolektory słoneczne współpracujące z biwalentnym podgrzewaczem wody. Zaprezentowano schematy technologiczne z dobranymi urządzeniami oraz zwrócono uwagę na wady i zalety poszczególnych rozwiązań. Ponadto dla rozwiązania III oraz IV obliczono koszty inwestycyjne, roczne zużycie paliwa konwencjonalnego, emisje zanieczyszczeń do atmosfery oraz oszczędności, które wynikają z wykorzystania odnawialnych źródeł energii.

18

Urządzenie do oznaczania zawartości zapachowych substancji chemicznych w powietrzu

Guz Ł., Sobczuk H., Wasąg H.

Przemysł Chemiczny

|

2009

|

T. 88, nr 5

446-449

19

Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii w instalacjach grzewczo-klimatyzacyjnych

Cholewa T., Guz Ł., Siuta-Olcha A.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 1

127--132

PL

Jednym z ważniejszych problemów ostatnich lat jest pogodzenie rozwoju cywilizacyjnego społeczeństwa ze środowiskiem naturalnym. Globalne zużycie energii nie odzwierciedla już dziś stopnia rozwoju gospodarczego, a wręcz odwrotnie. Wyznacznikiem postępu naukowo-technicznego danego kraju jest obecnie minimalizacja zużycia energii i jej ekologiczna czystość. Dodatkowo ciągle rosnące ceny nośników energii, degradacja środowiska przyrodniczego oraz zmiany globalne klimatu doprowadziły do wzrostu zainteresowania alternatywnymi źródłami energii. Alternatywne źródła energii można wykorzystywać zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia pomieszczeń. Połączenie tych obu funkcji zaprezentowano za pomocą 4 różnych koncepcji instalacji grzewczo-klimatyzacyjnych dla sali wykładowej. W pierwszej koncepcji głównymi urządzeniami są kolektory słoneczne, sprężarkowa pompa ciepła, podziemny magazyn ciepła wypełniony kamieniami i wodą oraz sondy gruntowe. Drugie rozwiązanie przedstawia połączenie w jeden układ kolektorów słonecznych, sprężarkowej pompy ciepła, trójdzielnego sprzęgła hydraulicznego oraz sond gruntowych. W skład trzeciego rozwiązania weszły sondy gruntowe, kolektory słoneczne, absorpcyjna pompa ciepła oraz kocioł gazowy. Natomiast głównymi elementami czwartego rozwiązania są kompaktowe urządzenia grzewczo-chłodzące, kolektory słoneczne współpracujące z biwalentnym podgrzewaczem wody. Zaprezentowano schematy technologiczne z dobranymi urządzeniami oraz zwrócono uwagę na wady i zalety poszczególnych rozwiązań.

EN

One of the most important problems of last years is the development of society, which is not compatible with environment protection. Total consumption of energy does not reflect already to the degree of economic development. The index of scientifical and technical progress is nowadays the minimization of the energy consumption and its ecological cleanness. Additionally growing prices of energy carriers, the environmental degradation and climate changes make alternative energy sources interesting. Alternative energy sources can be used not only for room heating but also for its cooling. The connection these both functions by means of 4 different ideas of the heating and air-conditioning installation for the existing auditorium is presented. In the first idea main devices are solar collectors, air-compressor heat pump, the underground heat magazine filled with stones and water, and ground probes. The second solution introduces the connection into one system of solar collectors, the air-compressor heat pump, the triple hydraulical coupling and ground probes. Into the third solution entered ground probes, solar collectors, absorptive heat pump and the gas boiler. The main elements of the fourth solution are compact heating and cooling devices and solar collectors, which work with warm water tank. The technological schemas with well-chosen devices are presented and the special attention on advantages and disadvantages of each solution is paid.

20

Kalibracja sond psychrometrycznych

Guz Ł., Suchorab Z., Sobczuk H.

Proceedings of ECOpole

|

2009

|

Vol. 3, No. 1

133--138

PL

Potencjał wody jest wyznacznikiem zdolności przemieszczania się wody w materiałach porowatych, jakimi są materiały budowlane. Gdy potencjał wody jest bliski zeru, para wodna zawarta w przegrodzie jest praktycznie w stanie nasycenia i istnieje ryzyko wykroplenia się wody wewnątrz konstrukcji. Zmierzony przez sondę psychrometryczną potencjał wody może być w prosty sposób przeliczony na wilgotność względną materiału porowatego. Aby możliwy był pomiar potencjału wody, należy każdą sondę skalibrować, tzn. określić zależność pomiędzy potencjałem wody i napięciem generowanym na termozłączu. W wyniku zapisu zmieniającego się napięcia na sondzie otrzymuje się krzywą psychrometryczną, której kształt odzwierciedla fizyczne zjawiska przemian fazowych wody zachodzących podczas pomiarów. Przy wilgotności względnej poniżej ok. 92% kształt krzywej psychrometrycznej jednak nie pozwala na jednoznaczne określenie etapu parowania wykroplonej na termozłączu wody, gdyż niewielka ilość wykroplonej wody, odparowując, nie powoduje ustabilizowania się temperatury termozłącza w punkcie rosy. Zmierzone wówczas napięcie generowane wskutek zjawiska Seebecka nie będzie dokładnie odzwierciedlać wilgotności względnej materiału porowatego, dlatego metody wykorzystujące do analizy napięcie na sondzie są wtedy obarczone pewnym błędem. Metoda analizy, wykorzystująca powierzchnię pola pod krzywą psychrometryczną, która jest proporcjonalna do czasu chłodzenia termozłącza, umożliwia w tych warunkach pomiar. Dzięki krzywej kalibracyjnej wiążącej powierzchnię pod krzywą psychrometryczną z potencjałem wody (lub też z wilgotnością względną) można określić stan wilgotności, pomimo iż kształt krzywej psychrometrycznej na to nie pozwala. Powyższa metoda może również obniżyć dolną granicę pomiarową wilgotności względnej dla sond psychrometrycznych.

EN

Water potential determines the ability of water migration in porous materials like buildings materials. When water potential is close to zero, water vapor contained in buildings materials is almost saturated and the risk of water vapor condensation in the wall construction appears. Water potential measured with psychrometric probe can be easily recalculated into moisture of the porous material. To enable the water potential measurements, each probe must be previously calibrated which means finding a correlation between water potential and voltage generated on thermocouple. As a result of voltage changes, the trace on thermocouple junction is forming calibration curve which shape reflects the physical phenomena of water phase transition during measurement. However at the low value of water potential, below 92%, the shape of psychrometric curve does not allow to determine the evaporation phase of condensed water on thermocouple. Evaporation of a small amount of water does not cause the temperature stabilization of the thermocouple at dew point temperature. Measured voltage generated through Seebeck effect would not precisely represent the relative moisture of the porous material, that is why the methods using this voltage on probe will be embarked with some error. In these circumstances very helpful can be the analysis method used field under psychrometric probe, that in some range is proportional to thermocouple cooling time. With calibration curve correlating field under psychrometric curve to water potential (or with relative humidity) it can be determined the water potential even when shape of psychrometric curve not allow to this. This method allows to decrease the lower boundary of measurements with psychrometric probe.