Исследование эффективности систем панельно-лучистого охлаждения помещений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.03, кандидат технических наук Зинченко, Денис Николаевич

• Зинченко, Денис Николаевич
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зинченко, Денис Николаевич

Глава 1. Обзор литературы в области систем панельно-лучистого обеспечения микроклимата. Задачи исследования.

Раздел 1.1. Исторический очерк развития панелъно-лучистых систем.

Раздел 1.2. Существующие системы и технологии панельно-лучистого охлаждения (отопления).

Раздел 1.3. Оценка теплотехнических и режимных характеристик СПЛО.

Раздел 1.4. Особенности микроклимата при лучистом охлаждении (отоплении).

Раздел 1.5. Краткие экономическая и энергетическая характеристики

СПЛО.

Раздел 1.6. Анализ состояния научно-методического обеспечения СПЛО, цель и задачи исследования.

Глава 2. Исследование теплообмена в помещении при панельно-лучистом охлаждении.

Раздел 2.1. Особенности лучисто-конвективного теплообмена в помещении при панельно-лучистом охлаждении.

Раздел 2.2. Определение показателей эффективности СПЛО.

Раздел 2.3. Тепловая мощность СПЛО.

Глава 3. Режим работы СПЛО.

Раздел 3.1. Постановка задачи расчета при совместной работе лучистой и конвективной систем.

Раздел 3.2. Режим работы СПЛО и СКВ в течение года.

Раздел 3.3. Моделирование режима совместной работы систем в помещениях различного назначения.

Глава 4. Экспериментальное исследование СПЛО.

Раздел 4.1. Общие данные.

Раздел 4.2. Описание экспериментальной установки.

Раздел 4.3. Средства и методика экспериментальных исследований.

Раздел 4.4. Обработка и анализ результатов экспериментального исследования.

Глава 5. Технико-экономическая оценка эффективности СПЛО.

Раздел 5.1. Постановка технико-экономической задачи.

Раздел 5.2. Составляющие капиталовложений.

Раздел 5.3. Оценка энергетических затрат систем.

Раздел 5.4. Выбор целесообразного варианта обеспечения заданного микроклимата при совместной работе СПЛО и СКВ.

Заключение диссертации по теме «Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение», Зинченко, Денис Николаевич

Основные выводы

7. Данные по комфортности тепловой обстановки при ПЛО на основе специальных исследований отсутствуют или ограничены. Как правило, исследователи рекомендуют пользоваться в этом случае общими данными о тепловом комфорте, выделяя значения температуры в верхней части предлагаемого общего диапазона температуры воздуха, радиационной температуры и температуры помещения.

2. Рекомендации по выбору области комфортного сочетания температуры дополнены рекомендациями по выбору граничных температурных условий, основанных на российских нормах и исследованиях. Для обычных при ПЛО параметров системы дополнительные ограничения по температуре поверхности, налагаемые в связи с образованием ниспадающей конвективной струи, не существенны.

3. Рекомендуется обеспечивать температурные условия в помещении совместным действием двух систем:

- системой панельно-лучистого охлаждения, действующей круглосуточно (фоновая система);

- системой кондиционирования воздуха (приточной вентиляции), действующей в течение рабочего времени.

4. В качестве условия определения мощности фоновой СПЛО предложено исходить из известной мощности параллельно работающей СКВ, определенной по санитарной норме расхода воздуха. При круглосуточной работе фоновой СПЛО и пониженной мощности параллельно действующей СКВ суммарная холодильная, в том числе и установочная, мощность двух систем снижается по сравнению с работой одной СКВ.

5. Результаты расчетов показали, что величина удельной холодоотдачи в существенной степени зависит от доли конвективной составляющей тепловой нагрузки. Влияние соотношения размеров, температуры охлажденной поверхности на рассматриваемую величину оказывается значительно меньше. Наибольшее значение удельной холодоотдачи соответствует варианту расположения поверхности в потолке, самое низкое - расположению панели в полу.

6. В качестве показателя эффективности вариантов расположения холодной поверхности - принято отношение теплового баланса в объеме рабочей зоны помещения к холодоотдаче поверхности СПЛО. Результаты расчета показали, что наибольшее значение показателя эффективности соответствует расположению поверхности в боковых стенах помещения у потолка, наименьшее значение показателя приходится на расположение панели у пола.

7. Для оценки эффективности вариантов совместной работы СКВ и СПЛО введен коэффициент /л, показывающий долю мощности СПЛО в общей холодильной мощности системы кондиционирования воздуха

8. При анализе режимов совместной работы систем установлено: с уменьшением величины ju имеет место нелинейное возрастание Оскв, при этом возрастает суммарная холодильная установочная мощность охлаждающих систем; с уменьшением /л от 1 до 0.5 годовой расход холода уменьшается, а затем остается неизменным, несколько уменьшаясь или увеличиваясь; наличие оптимума в середине шкалы /л\ внешние климатические условия оказывают существенное влияние на годовое потребление холода.

9. Анализ полученных опытных показателей эффективности СПЛО показал хорошую сходимость с теоретическими результатами, что подтверждает достоверность теоретических результатов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зинченко, Денис Николаевич, 2009 год

1. Fanger P.O. "Thermal Comfort". McGrow Hill 1970.

2. Masuch J. "Genanigkeit von Energieverbrauchsberehnung fur raumlufttechnische Anlagen bei reduzierter Wetterdatenmenge", HLH 33(1982) №11, Nov.

3. McNall P.E., Biddison, R.E. "Thermal and Comfort Sensations of Sedentary Persons Exposed to Asymmetric Radiant Fields". ASHRAE Transactions, 1970г., Vol.76

4. Viega "Потолочная система Fonteira Top 12", Акватерм №5, Москва, 2008г.

5. REHAU "REHAU для обогрева и охлаждения поверхностей", Коммунальный комплекс России №4, Москва, 2008г.

6. REHAU "В любое время года оптимальная температура: комплексная система REHAU для обогрева и охлаждения поверхностей", ОВВ №6, Новосибирск, 2008г.

7. REHAU "Технологии REHAU для панельно-лучистого отопления и охлаждения", Сантехника №5, Москва, 2008г.

8. REHAU "Технологии REHAU для панельно-лучистого отопления и охлаждения", Строительство и городское хозяйство Сибири №7, Новосибирск, 2008г.

9. В.Н. Адрианов "Основы радиационного и сложного теплообмена", Москва, Энергия, 1972г.

10. В.Н. Адрианов "Дифференциальные методы расчета теплообмена излучением", сб. Теплообмен, гидродинамика и теплофизические свойства вещества. Москва, Наука, 1968г.

11. В.Н. Адрианов, С.Н. Шорин "Конвективный и лучистый теплообмен", Москва, изд-во АН СССР, 1960г.

12. А.К. Андриевский "Исследование вопросов теплообмена и расчета нагревательных поверхностей в помещениях, оборудованных системами лучистого отопления", Кандидатская диссертация, 1948г.

13. А.К. Андреевский "Исследование процессов теплообмена при обогреве помещений массивными плоскими панелями", Москва, 1958г.

14. С.К. Баланцев "Системы панельного отопления и охлаждения", С.O.K. №4, Москва, 2007г.

15. В.Н. Балашов "Подобно солнцу (настенное и потолочное отопление)", Идеи вашего дома №9, Москва, 2008г.

16. В.В. Батурин "Основы промышленной вентиляции", Москва, Профиздат, 1965г.

17. Л. Банхиди "Тепловой микроклимат помещений". М.Стройиздат,1981

18. А.С. Бенусович "Исследование и разработка методов расчета теплового режима трубопроводов в массиве", Новосибирск 1981г.

19. Е.М. Беркович "Энергетический обмен в норме и патология", М., Медицина, 1964г.

20. А.Г. Блох "Основы теплообмена излучением", Москва, Профиздат, 1964г.

21. К.Л. Бобров "Лучистое отопление", ЦБРИЗ. Волгостроя НКВД СССР, 1941г.

22. Богословский В.Н. "Тепловой режим здания", Москва, Стройиздат, 1979г.

23. Л.Д. Богуславский "Снижение расхода энергии при работе систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха", Москва, Стройиздат, 1982г.

24. Л.Д. Богуславский "Экономика систем отопления и вентиляции", Москва, Стройиздат, 1962г.

25. Л.Д. Богуславский "Экономика теплозащиты здания", Москва, Стройиздат, 1971г.

26. М.И. Будыко "Климат и жизнь", Л., Гидрометеоиздат, 1971г.

27. С.Д. Бунимович "Санитарно-гигиеническая оценка отопления системы инж. В.А. Яхимовича", Гигиена и санитария №5, 1937г.

28. Н.Ф, Галанин "Лучистая энергия и ее гигиеническое значение", Л., Медицина, 1969г.

29. М.В. Горомосов, Ципер Н.А. "К вопросу о гигиенической оценке систем лучистого отопления", Гигиена и санитария №6, 1957г.

30. С.М. Гришечко-Климов "Стеноблочное отопление", НКХ РСФСР, 1942г.

31. Г.И. Дарчия "Расчет теплоотдачи отопительных панелей", Сб. №3, ЦНИПС, 1956г.

32. А.Н. Дмитриев, Ю.А. Табунщиков, И.Н. Ковалев, Н.В. Шилкин "Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия", АВОК-ПРЕСС, 2005г.

33. А .Я Добромыслов, Н.В. Санкова "Пластмассовые трубы и современные технологии для ремонта трубопроводов", Москва, 2007г.

34. Рат Дьердь "Лучисто-конвективный теплообмен в помещении при панельном отоплении", Москва 1969г.

35. Ершов А.В., Минчук В.И. "Расчетные комфортные условия в жилых зданиях с потолочной системой радиационного отопления-охлаждения". «Строительство и архитектура Узбекистана», №5, 1970г.

36. А.З. Ивянскйй "Разработка и исследование новых малометалльных нагревательных приборов (стеклобетонных отопительных панелей)", Москва 1960г.

37. А.А. Калмаков, Ю.Я. Кувшинов "Автоматика и автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции", М.,Стройиздат, 1986г.41. "Краткий справочник по космической биологии и медицине", Под общей редакцией A.M. Бурназя

38. Киевский научно-исследовательский институт • гигиены труда и профзаболеваний. -Местное лучистое отопление на отдельных рабочих местах. Госмедиздат УССР, 1953г.N

39. М.И. Киссин "Расчет нагревательных панелей при лучистом отоплении", Сб №1, ЦНИПС, 1951г.

40. М.И. Киссин, Г.И. Дарчия "Исследование работы системы панельного отопления с перегородочными приборами в корпусе №9 поселка Новые Черемушки", Отчет по теме №4551, ЦНИПС, 1955г.

41. М.И. Киссин, В.Н. Зусманович "Экспериментальная проверка принятых конструкций подпольного и стенового лучистого отопления для здания МГУ", Отчет по теме №405, ЦНИПС, 1951г.

42. М.И. Киссин, И.Ф. Ливчак "Системы отопления для жилых домов из крупных строительных элементов", изд. Московский Рабочий, 1952г.

43. Л.С. Клячко "Теплопередача плоских плит в свободном потоке", "Отопление и вентиляция" №5, 1934г.

44. Г.В. Колпаков "Вопросы лучистого отопления", Москва, 1951г.

45. Г.В. Колпаков "Лучистое отопление", кандидатская диссертация, 1945г.

46. В.В. Косов, В.Н. Лившиц, А.Г. Шахназаров "Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов", М-во экономики РФ, М-во финансов РФ, ГК по строительство, архитектуре и жилищной политике. 2-е издание, Москва, Экономика, 2001г.

47. Г. Крафт "Системы низко-температурного отопления", Москва, Стройиздат 1983г.

48. Е.В. Кубышкин "Теплотехнический расчет панелей подпольного лучистого отопления Кубышкина Е.В", Кандидатская диссертация, Ленинградская военно-воздушная академия, 1950г.

49. Ю.Я. Кувшинов "Круглогодичный тепловой режим зданий и расход энергии системами кондиционирования микроклимата", Москва 1973г.

50. Ю.Я. Кувшинов, С.Г. Булкин, Д.Н. Зинченко "Панельно-лучистое охлаждение помещений", материалы Второй Международной научно-технической конференции "Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции", Москва, МГСУ, 2007г.

51. Г.Г. Кумсишвили "Исследование теплоотдачи при постоянном тепловом потоке для систем электро лучистого отопления", Тбилиси 1973г.

52. В.А. Левицкий "Проблема лучисто-конвективной теплоты", Гигиена труда и техника безопасности №6, 1934г.

53. А.А. Летовет, А.Е. Малышева "Исследование по радиационному теплообмену с окружающей средой", "Гигиена и здоровье", №4, 1941г.

54. Т.Н. Лиопо, Г.В. Циценко "Климатические условия и тепловое состояние человека", Л., Гидрометеоиздат, 1971г.

55. И.Ф. Ливчак "Отопление панельно-бетонными нагревательными приборами", Строительство, №5, 1952г.

56. И.Ф. Ливчак "Применение панельно-бетонных отопительных приборов в современном жилищно-гражданском строительстве", Бюллетень строительной техники, №12, 1953г.

57. И.Ф. Ливчак "Системы отопления с бетонными отопительными панелями", М., 1956г.

58. И.Ф. Ливчак "Квартирное отопление", Москва, Стройиздат,1982г.

59. И.Ф. Ливчак, А.Л. Наумов "Вентиляция многоэтажных жилых зданий", Москва, АВОК-ПРЕСС, 2005г.

60. A.M. Листов "Некоторые вопросы лучистого воздушно-гравитацонного отопления", Кандидатская диссертация, МИИТ им. Сталина, 1949г.

61. A.M. Листов "Моделирование отопительно-вентиляционных процессов", Москва, тип. ЦНИИС №124, 1958г.

62. Б.Н. Лобаев "Отопление жилых и общественных зданий перегретой водой и паром", Академия Архитектуры УССР, Киев, 1955г.

63. Мак-Адаме "Теплопередача", ОНТИ, М-Л, 1936г.

64. А. Мачкаши, Л. Банхиди "Лучистое отопление", Москва, Стройиздат 1981г.

65. МГСН 2.01-99. "Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению", Москва, ГУП "НИАЦ",2000г.

66. В.В. Мелюшев "Исследование лучистого теплообмена в помещениях жилых и общественных зданий", Москва, 1975г.

67. Методические указания "Расчет тепловой нагрузки на систему кондиционирования воздуха", Москва, 1983г.

68. Методические указания "Кондиционирование воздуха в гражданских зданиях", Москва, 1983г.

69. Методические указания "Отопление гражданского здания", Москва, 2000г.

70. В.И. Минчук "Исследование теплового режима жилых зданий, оборудованных системой радиационного охлаждения и отопления", Москва 1970г.

71. Ф.А. Миссенар "Лучистое отопление и охлаждение", 1961г.

72. М.А. Михеев "Основы теплопередачи", Москва, Госэнергоиздат, 1956г.

73. Е.А. Насонов "Радиационный режим в помещениях крупнопанельных зданий при различных отопительных устройствах", Водоснабжение и санитарная техника №11, 1964г.

74. А.Л. Наумов "Расчет радиационно-конвективного охлаждения кабин постов управления, подвергающихся периодическому воздействию лучистого тепла". Труды ЦНИИпромзданий, вып.56, М., 1977г.

75. А.Л. Наумов "Инженерные системы энергоэффективного жилого дома", АВОК №8, 2003г.

76. Научно-прикладной справочник по климату СССР ч. 1-6 вып. 1-34, С-Петербург, Гидрометеоиздат, 1989-1998гг.

77. Д. Оппл, М. Иокл "Методика измерения микроклиматических условий в гигиенической практике", Москва, Медгиз, 1962г.

78. С.А. Оцеп "Лучистое отопление", Москва, 1949г.

79. Отчет по теме: "Панельно-лучистое охлаждение помещений", Москва, 1961г.

80. Д.И. Панченко, Ю.А. Исаков "Медико-биологическое значение биотрона и его физико-технические ресурсы", Здровье, Киев, 1964г.

81. Н.А. Паушкин "Лучистое отопление малоэтажных зданий, нагретых воздухом", Кандидатская диссертация, 1952г.

82. М.Я. Поз, Э.М. Литинский "Руководство по теплотехническому расчету и методам тепло-аэродинамических испытаний крупноразмерных остекленных ограждающих конструкций", МНИИТЭП, М., 1977г.

83. Н.К. Пономарева "Основные гигиенические параметры систем лучистого отопления", Гигиена и санитария №8, 1957г.

84. Н.К. Пономарева "Основные гигиенические параметры систем лучистого отопления", кандидатская диссертация. Ленинградский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт, 1954г.

85. И.Н. Ральчук "Исследования теплотехнических, гидравлических и эксплуатационных показателей отопительных панелей с греющими элементами из радиационно-модифицированного полиэтилена", Минск 1981г.

86. Н.Т. Ральчук "Паровые системы отопления с греющими бетонными панелями", Госстройиздат УССР, Киев 1955г.

87. А.К. Родин "Газовое лучистое отопление", Недра 1987г.

88. О.А. Сергеев "Метрологические основы теплофизических измерений", Москва, Изд-во стандартов, 1972г.

89. A.M. Сизов "Комплексно-временная форма представления наружного климата в расчетах систем кондиционирования микроклимата ", Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Рига, 1975г.

90. П.Н. Смухнин "Деятельность военных инженеров в области отопления и вентиляции", сборник статей "Современные вопросы отопления и вентиляции", 1949г.

91. СНиП 2.04.05-91* "Отопление вентиляция и кондиционирование", Москва, 2000г.

92. СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика", Москва, 1999г.

93. СНиП 23-01-99 "Строительная климатология", Москва, 2000г.

94. А.Г. Сотников "Системы кондиционирования и вентиляции с переменным расходом воздуха", Л., Стройиздат, 1984г.

95. Справочник "Полимерные трубы", Москва, 2006г.

96. Справочник "Энергосбережение в жилищном фонде: проблемы, практика и перспективы", Москва 2004г.

97. Евроклимат (группа авторов) "Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика", Москва, 2000г.

98. Е.Я. Соколов, В.М. Бродянский "Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения"

99. Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач, Н.В. Шилкин "Энергоэффективные здания", АВОК-ПРЕСС, 2003г.

100. Ю.А. Табунщиков "Оценка экономической эффективности инвестиционных средств в энергосберегающие здания", АВОК, 2004г.

101. Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач "Математическая модель и оптимизация тепловой эффективности зданий", Москва, АВОК-ПРЕСС, 2002.

102. Ю.А. Табунщиков, Д.Ю. Хромец, Ю.А. Матросов "Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений", Москва, Стройиздат, 1986г.

103. JI.A. Тилин "Лучистое отопление нагретым воздухом", Москва, 1955г.

104. Л.Б. Успенская "Математическая статистика в вентиляционной технике", Москва, Стройиздат, 1980г.

105. Ю.Ч. Хачикян "Панельно-лучистое охлаждение помещений", Москва 1966г.

106. А.А. Худенко "Высокотемпературное лучистое отопление", ЖКХ №7, 1961г.

107. А. А. Худенко "Лучистое отопление помещений большого объема", Строительство и архитектура №7 1961г.

108. А.А. Худенко "Исследование проблемы кондиционирования воздуха с применением систем лучистого нагрева и охлаждения", Москва, ЦИНИС Госстроя СССР №2, 1975г.

109. А.А. Худенко "Теоретическое обоснование классификации тепловых режимов здания", Москва, ЦИНИС Госстроя СССР вып. 6, 1975г.

110. А.Б. Сулин "Развитие теории проектирования систем охлаждения и термостатирования на базе термоэлектрических преобразователей", С-Петербург 2000г.

111. Г.В. Циценко, Лиопо Т.Н. "Климатические условия и тепловое состояние человека", Л., Гидрометеоиздат, 1971г.

112. М.Н. Федоров "Напольное отопление помещений большого объема", Москва 1970г.

113. В.И. Шаповалов "Панельно-плинтусное отопление", Москва 1962г.

114. A.JI. Чижевский "Аэроионификация в народном хозяйстве", Москва, Госпланиздат, 1960г.

115. А.Л. Чижевский "Руководство по применению ионизированного воздуха в промышленности, сельском хозяйстве и медицине", Москва, Медгиз, 1959г.

116. И.С. Шаповалов "Проектирование панельно-лучистого отопления", Изд. литературы по строительству, Москва 1966г.

117. Н.С. Шарафадинов "Панельно-лучистая система отопления и охлаждения с применением металлополимерных труб", материалы Второй Международной научно-технической конференции "Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции", Москва, МГСУ, 2007г.

118. Г.Х. Шахбазян "Гигиеническое нормирование микроклимата производственных помещений", Киев, Госмедиздат УССР, 1952г.

119. С.Н. Шорин "Теплопередача", М-Л, 1952г.

120. С.Н. Шорин "Теплопередача излучением при лучистом отоплении", сб. статей "Современные вопросы отопления и вентиляции", М-Л, 1949г.

121. П.И. Шафир, И.С. Либер, Н.М. Паншинская, М.К. Федоров "Компактные аэрационные и отопительно-аэрационные устройства", Архитектура и строительства Ленинграда №2.170