Система пассивного охлаждения с помощью интегрированной солнечной вытяжной трубы и грунто-воздушного теплообменника тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат наук Аль-Зувайни Хашим Махмуд Хашим

• Аль-Зувайни Хашим Махмуд Хашим
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Аль-Зувайни Хашим Махмуд Хашим

Глава 1. Введение

1.1 Введение

1.2 Системы пассивного охлаждения

1.3 Принцип работы ГВТ

1.4 Солнечная вытяжная труба

1.5 Движение воздуха в СВТ

1.6 Климатические условия г. Басра (Республика Ирак)

1.7 Цель исследования

1.8 Проблемы и задачи исследования

1.9 Структура диссертации

1.10 Обзор литературы

1.11 Система пассивного охлаждения

1.12 Пассивная система охлаждения с использованием ГВТ

1.13 Общие методы исследования ГВТ

1.14 Гибридные конструкции для улучшения эффективности работы ГВТ

1.15 СВТ

Глава 2. Теоретический анализ

2.1 Введение

2.2 Моделирование ГВТ

2.2.1 Тепловая модель почвы

2.2.1.1 Допущения, принимаемые при моделировании

2.2.1.2 Граничные условия

2.3 Дискретизация основных уравнений

2.3.1 Алгоритм трехдиагональной матрицы

2.3.2 Метод конечных объемов

2.4 Тепловая модель грунто-воздушного теплообменника

2.4.1 Геометрические допущения

2.4.2 Допущения при моделировании теплообмена

2.4.3 Построение сетки

2.4.4 Соотношения между ячейками

2.4.5 Обобщение полученных результатов

2.4.6. Уравнения, используемые при решении модели

2.4.6.1 Дискретизация

2.4.6.2 Составление уравнений

2.4.6.3 Составление системы уравнений

2.4.6.4 Решение системы уравнений

2.4.6.5 Порядок расчета

2.4.5 Недостатки модели

2.5 Моделирование СВТ

2.6 Принципиальные дифференциальные уравнения

2.7 Стандартная к-е модель

2.8 Граничные и начальные условия

2.9 Дискретизация при использовании метода конечных объемов

2.10 Алгоритм SIMPLE

Глава 3. Проведение натурных испытаний

3.1 Введение

3.2 Технология пассивной системы охлаждения

3.3 Экспериментальная площадка

3.3.1 Натурные испытания работы ГВТ на территории г. Басра (Ирак) (1)

3.3.2 Измерения температуры почвы и окружающего воздуха в течение года

3.4 Натурные испытания работы ГВТ на территории г. Басра (Ирак) (2)

3.5 Натурные испытания работы ГВТ на территории г. Басра (Ирак) (3)

3.5 СВТ

Глава 4. Анализ результатов

4.1 Температура почвы

4.2 Анализ работы ГВТ

4.2.1 Анализ работы ГВТ в зимний период

4.2.2 Анализ работы ГВТ в летний период

4.2.3 Измерения температуры

4.2.4 Натурные испытания ГВТ из ПВХ труб

4.3 Анализ работы СВТ в климатических условиях г. Басры

4.3.1 Распределение температуры по высоте СВТ

4.3.2 Распределение скорости по высоте СВТ

4.3.3 Скорость воздушного потока через СВТ

4.3.4 Скорость воздушного потока через СВТ

4.3.5 Влияние ориентации СВТ

4.3.6 Характеристики СВТ, подключенной к вентилируемому помещению

4.3.6.1 Распределение скорости по высоте СВТ

4.3.6.2 Распределение температуры по высоте СВТ

4.3.6.3 Сравнение качества вентиляции при подключении и отключении СВТ

4.7 Моделирование пассивной системы охлаждения

4.7.1 Сравнение данных, полученных при натурных экспериментах, и при CFD-моделировании

4.7.2 Моделирование ГВТ при помощи ПО FLUENT

4.8 Моделирование СВТ

4.8.1 Моделирование СВТ при помощи ПО FLUENT

4.9 Расширенное исследование пассивной системы охлаждения в климатических условиях г. Басра с применением CFD моделирования

4.9.1 Длина трубы теплообменника

4.9.2 Диаметр труб теплообменника

4.9.3 Скорость воздушного потока

4.9.4 Глубина прокладки труб теплообменника

4.10 Анализ параметров СВТ в климатических условиях г. Басра при использовании математического моделирования

4.10.1 Влияние скорости воздушного потока

4.10.2 Влияние числа используемых СВТ

Глава 5. Выводы и рекомендации

5.1 Выводы

5.1.1 Анализ измерений температуры почвы

5.1.2 Анализ работы ГВТ

5.1.3 Проверка адекватности численной модели

5.1.4 СВТ

5.2 Рекомендации по проведению будущих исследований

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Аннотация

Во многих районах Республики Ирак энергоснабжение промышленных потребителей традиционными энергоресурсами затруднено из-за политических, экономических и экологических причин. При этом высокой потребности в энергии сопутствуют жаркие климатические условия и низкая надежность региональных электроэнергетических систем. Это приводит к существенным дополнительным затратам энергии на обеспечение собственных нужд предприятий. В то же время, в таких местностях присутствуют в достаточном количестве такие энергоресурсы, как ветер и солнце. Применение данных ресурсов возможно даже без промежуточного получения электроэнергии и позволяет обеспечить работу холодильных установок, мельниц, насосов и пассивных систем обеспечения микроклимата в производственных помещениях. Примером подобных систем преобразования энергии могут служить установки пассивного охлаждения состоящие из грунто-воздушного теплообменника (ГВТ) и солнечной вытяжной трубы (СВТ).

Предлагаемые до настоящего времени численные модели систем пассивного охлаждения с помощью интегрированной СВТ и ГВТ имеют малую разработанность в связи со слабой привязкой к конкретной местности применения. Поскольку массив грунта в субтропическом и тропическом климате имеет весьма высокую среднегодовую температуру, необходимо исследовать потенциал его применения в качестве аккумулятора теплоты (холода). Оценить влияние изменения глубины залегания теплообменников и внедрения методов снижения подповерхностной температуры потоков воздуха (путем затенения поверхности грунта, орошением и т.д.).

Поэтому моделирование системы пассивного охлаждения с помощью интегрированной солнечной вытяжной трубы и грунто-воздушного теплообменника в условиях Республики Ирак (г. Басра) является актуальным и

соответствует п.8 паспорта специальности 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика.

Модель представляет собой охлаждающий теплообменник земля-воздух (ЕАНЕ) и солнечную систему дымохода. Теплообменник заглублен под землю и поглощает охлаждение из низкотемпературного грунта на глубине 3-5 м. Наружный воздух проходит через трубу, чтобы принести охлаждение от почвы к зданию и поддерживать комфортную комнатную температуру в течение лета. Солнечный дымоход предназначен для перекачки наружного воздуха через подземную охлаждающую трубу теплообменника земля-воздух с помощью эффекта плавучести в летнее время для охлаждения зданий. Предлагается исследование, показывающее целесообразность использования такой пассивной системы охлаждения в климатических условиях Басры. Теоретический анализ основан на трехмерных уравнениях энергии и импульса для теплообменника земля-воздух в дополнение к энергетическому балансу здания и солнечной дымовой трубы аналитическим методом.

Вычислительная гидродинамическая модель (CFD), используемая для анализа солнечного дымохода. Для решения этого процесса турбулентного течения используется модель турбулентной кинетической энергии (к) со скоростью диссипации (е). Для выявления конкретного случая и получения хороших достоверных результатов учитываются граничные условия солнечного дымохода.

Для решения поставленной задачи проведен теоретический анализ турбулентного течения с использованием декартовых координат. Затем численно анализируются уравнения непрерывности, импульса и энергии с использованием метода конечных объемов (контрольный объем). Процедура CFD демонтирована и широко объяснена.

Эта работа показывает, что солнечная вытяжная труба СВТ может быть полностью использована для управления и улучшения подземной системы

охлаждения в течение дня без электричества. При правильной конструкции, солнечная дымовая труба может обеспечить термически комфортные условия внутри помещения в течение многих часов в жаркое лето. Конечным продуктом этого диссертационного исследования является естественная система вентиляции и методы, которые улучшают качество воздуха и уровень теплового комфорта в одном здании.

В этих трубах было обнаружено значительное снижение температуры в зависимости от сезона года. Результаты показали потенциал теплообменника грунто-воздушный теплообменник (ГВТ) в обеспечении низко энергетического охлаждения на юге Ирака. Параметрический тезис об этом эксперименте был выполнен с использованием программы Fluent Code. Данные программы Fluent Code совпадают с данными работы эксперимента, что подтверждает надежность программы Fluent Code при исследовании грунто-воздушный теплообменник (ГВТ).

Подземная система охлаждения имеет хорошую конструкцию, способную обеспечить термически удобную внутреннюю среду для большого количества часов в жаркое время года. В зависимости от желаемых внутренних тепловых условий, количество желаемых заглубленных труб и солнечных вытяжных труб СВТ исследуется.

Глава 1. Введение

1.1 Введение

Подход, используемый для контроля притока и отвода тепла из здания в жаркое время года для создания комфортного микроклимата при условии минимальных затрат на электроэнергию, называется пассивным охлаждением. В данной работе описывается один из возможных способов осуществления пассивного охлаждения здания - применение грунто-воздушного теплообменника (ГВТ) или в сочетании с солнечной вытяжной трубой (СВТ). Для изучения работы системы вентиляции и охлаждения жилого здания через сопряженную конструкцию ГВТ и СВТ, использование которой позволяет приводить систему вентиляции в действие без подведения электроэнергии, проводился экспериментально-математический анализ. При правильной конструкции данная система может обеспечить комфортную среду в жилом здании в течение многих часов в условиях жаркого климата. Для достижения необходимых параметров микроклимата в здании проводится расчет числа требуемых ГВТ и СВТ с указанием определенных особенностей данной системы [1]. В течение последних лет спрос на энергию в новых зданиях лет снизился, а интерес к системам отопления и кондиционирования, основанным на возобновляемых источниках энергии, наоборот растет. В качестве одного из возобновляемых источников энергии можно использовать тепло грунта. На определенной глубине температура грунта зимой выше, чем на поверхности почвы, летом - наоборот. Этот эффект объясняется высокой тепловой инерции верхних слоев грунта. Основываясь на этом, можно использовать наружный воздух, проходящий по заглубленным трубам ГВТ, для отопления здания зимой и его кондиционирования летом [2].

ГВТ может обеспечивать как отопление дома в зимний период, так и его кондиционирование в летний период. Основными преимуществами системы являются ее простота, высокая возможность охлаждения и нагрева, низкие

эксплуатационные расходы, экономия ископаемого топлива и снижение вредных выбросов. Благодаря рекуперации снижается потребность в отоплении здания в зимний период. В летний период, при условии эффективной теплоизоляции ограждающих поверхностей здания, система ГВТ и СВТ обеспечивает кондиционирование воздуха в помещении и позволяет снизить расход электроэнергии. Исходя из этого можно отметить, что ГВТ - оптимальный вариант для отопления и кондиционирования зданий в условиях жаркого климата. Производительность ГВТ характеризуется теплопроводностью грунта с учетом влажности, теплопередачей между наружным воздухом и грунтом в зависимости от изменения температуры воздуха.

Эти зависимости привели к изучению свойств грунта, влиянию влаги на теплообмен между воздухом и грунтом, влиянию работы нескольких пар труб ГВТ с различными методами изоляции. Результаты всех этих исследований показали, что задача является нетривиальной, так как существует большое количество факторов, влияющих на работу ГВТ, что усложняет составление математической модели и получение решения. Структура почвы неоднородна, ее проводимость меняется в зависимости от температуры, влажности и типа грунта. На поверхность почвы, в свою очередь, оказывают влияние не только суточные и сезонные колебания температуры, но покрывающие материалы - бетон, трава, также учитывается влияние дождя и снега. По мере прохождения трубного пространства температура воздуха также меняется. Построение геометрии ГВТ усложняется при размещении нескольких труб в одном трубном канале. Учитывая данную геометрию, можно рассмотреть несколько схемных решений размещения ГВТ, которые представлены на рис

Составление математической модели ГВТ является важной задачей для оценки его работы и дальнейшего проектирования и монтажа конструкции. При численном моделировании можно оценить возможные потери тепла [3].

a

b

Рис. 1. Структурные схемы системы грунто-воздушного теплообменника (ГВТ) и солнечной вытяжной трубы (СВТ): а) наклонно-расположенная СВТ; Ь) вертикально расположенная

СВТ.

1.2 Системы пассивного охлаждения

Энергосбережение, экологический комфорт и экономичность - основные факторы, которые необходимо учитывать при выборе систем отопления и кондиционирования жилых и промышленных зданий. В основном для данных целей используются централизованные системы отопления и кондиционирования воздуха, причем последние требуют больших затрат на электричество. Учитывая рост цен на полезные ископаемые и тенденцию к переходу на возобновляемые ресурсы энергии для снижения вредных выбросов в атмосферу, в последнее время растет интерес к пассивным системам отопления и кондиционирования [2].

Схемы с использованием пассивных методов охлаждения позволяют снизить потребление электрической энергии, при этом поддерживают благоприятный микроклимат в помещении. Данные системы имеют несколько направлений их применения - охлаждение и кондиционирование воздуха с помощью ГВТ и создание естественной циркуляции воздуха с помощью СВТ. Естественная вентиляция применяется в районах с умеренным климатом, в регионах, где наблюдается небольшой перепад между температурой внутри здания и наружным воздухом.

Поддержание комфортного микроклимата в зданиях при одновременном снижении энергопотребления является приоритетной задачей при строительстве повсеместно, но в ряде регионов с жарким, засушливым климатом представляет собой особую проблему. Средняя температура в летний сезон в таких регионах колеблется в районе 45°С. Согласно санитарным нормам и правилам в зданиях должна поддерживаться температура на уровне 22-27°С и относительная влажность воздуха в пределах 40-60%. На поддержание этих условий в регионах

с жарким климатом затрачивается большая часть электричества, производимого на ТЭЦ. Способы снижения этих затрат могут иметь очевидные экологические и экономические преимущества. Так, в г. Басра (Республика Ирак) кондиционирование осуществляется в периоде с апреля по ноябрь, причем на эти цели затрачивается 75-80% всей производимой электрической энергии. Применение системы ГВТ может помочь уменьшить затраты электроэнергии при одновременном создании комфортных условий, но применение этих систем еще не было изучено в регионах с жарким и засушливым климатом и представляет собой актуальную задачу для исследования. ГВТ обеспечивает передачу низкопотенциальной теплоты грунта к наружному воздуху, поступающему через заборный коллектор, и предварительно охлаждает воздух при снижении электрической нагрузки [4].

Температура грунта на определенной глубине почти постоянна в течение года, что позволяет использовать его либо как теплоотвод в летний сезон, либо как источник тепла в зимний сезон. В летний период в жарких регионах температура почвы на глубине нескольких метров ниже среднесуточной температуры наружного воздуха, а в дневное время-более низкой, чем температура наружного воздуха. Проектирование ГВТ требует глубокого понимания динамики изменения влажности и температуры грунта. Для изучения процессов как режима отопления при помощи ГВТ, так и режима кондиционирования составлены различные численные модели теплообменника [2].

Разработана аналитическая модель ГВТ для прогнозирования температуры воздуха на выходе и возможности охлаждения этим воздухом здания в условиях жаркого климата. ГВТ обладает способностью снижать потребность в охлаждении до 30% в наиболее жаркие дни [2]. Эффективность работы ГВТ в основном зависит от 5 различных факторов, а именно: разности температур между наружным воздухом и глубокими слоями грунта, длины и диаметра трубок теплообменника, глубины залегания и расхода воздуха.

Метод пассивного охлаждения, который изучается в данной диссертации, представляет собой комбинированную систему, состоящую из ГВТ и СВТ. Система позволяет осуществлять как вентиляцию дома при помощи солнечной энергии, так и его отопление и кондиционирование, используя низкопотенциальное тепло грунта.

Система пассивного охлаждения включает в себя ГВТ и СВТ. СВТ, в свою очередь, представляет собой стеклянную поверхность, ориентированной на юг и восток, стенки работают как поглощающая солнечную энергию поверхности. Когда происходит нагрев поверхностей СВТ, создается восходящий поток воздуха, тем самым создавая так называемый всасывающий эффект, который обеспечивает естественную вентиляцию дома в дневное время.

ГВТ состоит из системы горизонтальных проложенных на определенной глубине труб. Эти трубы проложены параллельно друг другу. Расстояние между трубами должно быть больше их толщины, чтобы увеличить теплопередачу между воздухом и почвой.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система пассивного охлаждения с помощью интегрированной солнечной вытяжной трубы и грунто-воздушного теплообменника»

1.3 Принцип работы ГВТ

ГВТ представляет собой змеевик, проложенный на определенной глубине. Через заборный коллектор в змеевик поступает наружный воздух, который проходит через систему труб, постепенно нагреваясь, и далее через выходной коллектор поступает в здание. Низкотемпературное тепло грунта передается воздуху, проходящему по системе труб путем конвективного теплообмена между воздухом, находящимся в трубке теплообменника, и внутренней ее поверхностью; и кондуктивного теплообмена между внутренней поверхностью трубки и грунтом.

При составлении численной модели грунто-воздушного теплообменника принимались следующие допущения:

1. Изотропная теплопроводность для всего слоя грунта вокруг трубы.

2. Тепловое сопротивление стенки трубы незначительно, им можно пренебречь;

3. Температуру на поверхности почвы принимают равной температуре наружного воздуха;

4. Труба теплообменника имеет постоянную площадь поперечного сечения круглого профиля;

5. Слой грунта на расстоянии 'г' от наружной поверхности трубы оказывает незначительное тепловое воздействие [4].

ГВТ может работать в режиме отопления, когда температура окружающего воздуха меньше температуры почвы. Использование ГВТ не исключает включение дополнительных резервных источников тепла. Несмотря на широкое распространение механических систем вентиляции и кондиционирования воздуха в зданиях, наблюдается рост использования пассивных систем кондиционирования, так как их применение возможно в широком температурном диапазоне, с достаточно сильными перепадами температур в дневное и ночное время суток в летний и зимний периоды. В работе приводится не только принцип действия данного теплообменника, но и его устройство, характеристики и особенности работы. Производительность ГВТ зависит от условий его эксплуатации и конструкции. На данный момент ГВТ в основном установлены в зданиях с уже имеющейся механической системой вентиляции и кондиционирования воздуха, требуемый поток воздуха в ГВТ нагнетается воздуходувным вентилятором. В основном, ГВТ представляют из себя змеевик или систему параллельно включенных труб радиусом порядка 5 см, изготовленными из поливинилхлорида, бетона или сборной металлической конструкции. Расстояние между трубами - 1м. Размер ГВТ зависит от требуемой кратности воздухообмена и площади кондиционируемого помещения. Скорость воздуха для небольших помещений с малой кратностью воздухообмена обычно составляет 2 м/с, а для больших помещений она может быть увеличена до 5 м/с.

1.4 Солнечная вытяжная труба

Солнечный дымоход представляет собой вертикально расположенную шахту, использующую солнечную энергию для осуществления естественной вентиляции зданий и помещений. Данная технология не влечет за собой значительных затрат по эксплуатации, и может быть использована как при строительстве новых зданий, так и при реконструкции старых. Устанавливается СВТ на уровне крыши здания либо вплотную прилегает к стене. Теплопередача в СВТ осуществляется конвективного путем. СВТ обычно изготавливается стеклянной, состоящей из двух слоев, один из которых может быть выкрашен в черный цвет для улучшения поглощения солнечной энергии. Также имеется входное отверстие, через которое всасывается воздух. За счет использования СВТ может осуществлять как вентиляцию помещения, так и его кондиционирование. Схожее с СВТ устройство - стена Тромба, представляет собой каменную конструкцию, установленную на южной стороне здания и скрытая остеклением, также может быть выкрашена в черный цвет. Схема данной конструкции представлена на рис. 2. СВТ имеет ряд преимуществ: отсутствие вредных выбросов, практически не требуется техническое обслуживание, не требуется подвод электроэнергии на привод, может быть использована как для кондиционирования, так и для отопления помещений. В качестве недостатков можно отметить затраты на монтаж и возведение конструкции [5].

Рис. 2. Солнечная вытяжная труба (СВТ) Солнечная вытяжная труба - это система пассивного солнечного отопления и охлаждения зданий, которая может работать без привода электроэнергии и за счет создания абсорбции солнечной энергии и создания всасывающего эффекта создает естественную циркуляцию воздуха в помещении [6].

1.4.1 Классификация СВТ

В зависимости от конструкции, расположения и принципа действия можно привести следующую классификацию СВТ:

1. Различают наклонно, вертикально или горизонтально расположенную СВТ;

2. Также СВТ может быть расположена вблизи кровли здания, прилегать к стене (стена Тромба) или иметь комбинированную конструкцию;

3. Производительность СВТ зависит от остекления - оно может быть одинарным, двойным или тройным. Также разделяют СВТ малой, средней и большой высоты;

4. В зависимости от целей использования разделяют СВТ, используемые для охлаждения, отопления, осушения воздуха и выработки электроэнергии;

5. В паре с СВТ может быть включен ГВТ, испарительный охладитель либо система охлаждения воздуха, использующая эффект абсорбции и адсорбции [6].

1.5 Движение воздуха в СВТ

Воздушный канал генерирует движение воздуха за счет нагрева поверхности трубы и создания эффекта всасывания, горячий же воздух поднимается и выходит из верхней части трубы. СВТ - это устройство естественной тяги, которое использует пассивную солнечную энергию для создания давления в трубе и приведения в движение потока воздуха через трубу. Тепловые характеристики СВТ зависят от ширины входного отверстия.

При проведении численных и натурных экспериментов по изучению работы СВТ было показано, что при высоте трубы равной 2м и переменной ее ширины от 0,1 до 1м и малом диаметре, равном 0,2 м, создается восходящий поток. При большом зазоре, равном 0,5 м, воздушные потоки направляются вверх вблизи нагретых стенок вблизи центра трубы создаются нисходящие потоки воздуха. Это явление наблюдалось в численном исследовании, показывающем, что существует оптимальная ширина дымохода, при которой может быть достигнут максимальный расход вентиляционного потока [7].

1.6 Климатические условия г. Басра (Республика Ирак)

В г. Басра наблюдается преимущественно жаркий засушливый климат с максимальной температурой воздуха равной 45°С (период с июля по август). Летний сезон начинается в апреле, и продолжается до конца октября, средняя

максимальная температура воздуха составляет 37°С [4]. В зимний период температура ниже, а среднемесячная температура воздуха составляет 10°С, реже - ниже 2°С. Распространены пыльные бури, а количество осадков невелико.

1.7 Цель исследования

Разработка и верификация численной модели системы пассивного охлаждения с помощью интегрированной солнечной вытяжной трубы и грунто-воздушного теплообменника в условиях Республики Ирак (г. Басра).

Для достижения поставленной цели исследования были решены задачи:

1. Оценка современного уровня исследований в области систем пассивного охлаждения с помощью интегрированной СВТ и ГВТ;

2. Разработка модели турбулентного течения воздуха и теплообмена в СВТ и трехмерной модели грунта и ГВТ, учитывающих расход воздуха и диаметр труб теплообменника;

3. Проведение экспериментального исследования системы на натурном макете в окрестностях г. Басра (Республика Ирак);

4. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований с целью выработки рекомендаций по проектированию и конструированию системы пассивного охлаждения с помощью интегрированной СВТ и ГВТ в условиях Республики Ирак (г. Басра).

1.8 Проблемы и задачи исследования

Актуальность работы состоит в том, что данная технология пассивного охлаждения не находила своего применения в климатических условиях г. Басра. В работе предложена пассивная система отопления и кондиционирования воздуха в условиях жаркого климата, для оценки ее эффективности составлена численная модель теплообменника и солнечной вытяжной трубы. Полученные в

ходе моделирования данные были использованы для проведения натурного эксперимента.

Сложность также состояла в отсутствии данных о температуре почвы на различных глубинах ее залегания в окрестностях г. Басры. Для решения этой задачи была также составлена математическая модель почвы с возможным получением ее температуры на заданной глубине, адекватность модели подтверждена натурными экспериментами.

1.9 Структура диссертации

Диссертация состоит из восьми глав, первая из которых - это введение, предоставлении основной информации об устройстве и принципе работы ГВТ и СВТ. Вторая глава представляет собой обзор исследований и статей, опубликованных по данной тематике.

В третьей главе проводится аналитическое исследование ГВТ, разрабатывается численная модель с применением метода конечных объемов, затем разрабатывается модель системы с применением ПО ANSYS FLUENT.

В четвертой главе приводится описание натурных экспериментов по монтажу и монтированию ГВТ и СВТ. В ходе работ было проведено измерение температур почвы, окружающего воздуха, а также воздуха, нагретого либо охлажденного при помощи пассивной системы отопления и кондиционирования. Все испытания проводились в окрестности г. Басра (Республика Ирак).

В пятой главе проводится анализ результатов, полученных при проведении натурных испытаний, а также при моделировании системы в ПО ANSYS FLUENT. Натурные испытания проводились в три этапа: в холодный период года, жаркий период, и в течение года. Оценивалось влияние различных параметров на эффективность работы ГВТ, в частности оценивались температура воздуха на выходе из ГВТ и скорость воздушного потока в трубках теплообменника.

В шестой главе приводятся основные выводы по проделанной работе.

1.10 Обзор литературы

В этой главе проводится литературный обзор исследований, касающихся моделированию хода потока воздуха в ГВТ и СВТ, а также факторов, оказывающих воздействие на работу данной системы. Кроме того, в главе также представлен анализ различного программного обеспечения, позволяющего построить модель теплопередачи и расхода воздуха в ГВТ и СВТ. Так, для моделирования данных процессов, анализа и возможной оптимизации работы системы используется СБО-моделирование.

В частности, особое внимание уделяется получению корректных результатов моделирования течения потока воздуха в ГВТ и СВТ, так как трехмерные расчеты требуют высоких вычислительных ресурсов, особенно при моделировании течения воздуха в СВТ. При использовании различных методов моделирования наблюдаются некоторые различия в полученных результатах, влияние также оказывает геометрия рассматриваемой области и используемая расчетная сетка для получения сходимости.

1.11 Система пассивного охлаждения

Грунт обладает достаточно высокой теплопроводностью, а также аккумулирующей способностью, что делает его выгодным источником тепла для отопления здания, а также его кондиционирования. Суточные колебания почвы, имеющие место на поверхности земли, достаточно медленно распространяются вглубь, соответственно, температура в глубоких слоях почвы изменяется с большим отставанием. Постоянная температура почвы обычно приблизительно равна среднегодовой температуре воздуха. Зимой температура почвы повышается с увеличением глубины до определенной глубины и, следовательно, делает возможным использование грунта в качестве источника тепла. Летом температура почвы снижается с увеличением глубины, что позволяет использовать тепло грунта для кондиционирования здания [52].

В своей работе Сануси и Замри [9] показали, что теплоемкость грунта может быть полезно использована для отопления или охлаждения здания. Талиб и Раджа [10] провели аналитическое исследование факторов, влияющих на разницу температур почвы относительно глубины и времени. Для исследования изменения годовой температуры почвы была использована одномерная математическая модель. Далее в решение, полученное с помощью математической модели, были внесены поправки с учетом реальных измерений температуры почвы в районе г. Кербелы (Ирак). Полученная модель с поправками в дальнейшем использовалась для составления характеристик почвы (ее температуры относительно глубины залегания и времени) в г. Кербела. Результаты показывают, что на глубине 6 м температура почвы была постоянной.

В данном исследовании тепло грунта используется для охлаждения здания, нежели для его отопления, беря во внимание жаркий климат. Существует «прямое» и «непрямое» использование низкопотенциальной теплоты грунта. В качестве прямого использования тепла грунта можно рассматривать так называемые экологические подземные дома, «непрямое» использование низкопотенциального тепла грунта включает в себя систему заглубленных труб ГВТ с коллекторами [9].

Подземные дома имеют ряд преимуществ, а именно: энергосбережение, высокая звукоизоляция и низкие капитальные затраты. Подобные подземные жилища строят в Испании и Южном Тунисе, где наблюдается жаркий, засушливый климат, или в Северном Китае, где наоборот суровые зимы. Подземные дома невыгодно возводить в пустынных и полупустынных районах из-за качества почвы. Технология использования низкопотенциального тепла грунта для охлаждения здания была представлена в Иране в 1978 году и включала в себя систему заглубленных труб и бадгир (или ветряную башню), служащую для вентиляции здания. Было показано, что данные энергоемкие

системы будут общедоступными особенно после нефтяного кризиса 1973 года [10].

В работе Госвами и Бисели [11] рассматриваются теплообменники типа земля-воздух открытого и закрытого контура. При использовании теплообменника закрытого контура осуществляется рециркуляция воздуха, что позволяет уменьшить длину трубы теплообменника. Также была изучена работа теплообменника открытого контура, так как применение данной системы ново в Малайзии. В систему такого теплообменника открытого контура также включен тепловой насос, позволяющий увеличить общую холодопроизводительность и КПД системы.

1.12 Пассивная система охлаждения с использованием ГВТ

Система ГВТ имеет два коллектора - заборный коллектор, для забора наружного воздуха, и выходной коллектор, для поступления уже нагретого/охлажденного воздуха в здание. Заглубленные трубы ГВТ находится на определенной глубине, где температуры почвы постоянна. Теплообмен между грунтом и воздухом осуществляется конвективным путем, и при режиме кондиционирования избыточное тепло воздуха передается почве. Также для поддержания нужного микроклимата необходимо задаваться оптимальной скоростью воздушного потока.

1.12.1 Факторы, оказывающие влияние на работу ГВТ

Основываясь на различных исследованиях ГВТ можно сделать вывод, что на его работу оказывают влияние следующие факторы: диаметр и дина труб ГВТ, глубина, на которой они проложены, и расход воздуха.

В исследованиях Сантамурис [12], а также Госал и Тивари [13] показано, что результирующая температура на выходе из ГВТ снижается с уменьшением

диаметра трубы, увеличением ее длины, уменьшением расхода воздуха в трубе и увеличением глубины прокладки труб до 4 м.

а) Длина трубок теплообменника

Результаты различных исследований показали, что системы ГВТ с различной длиной труб имеют отличия в своей работе. Доказано, что ГВТ с трубами большей длины обеспечивает более низкую температуру воздуха на выходе.

Михалакаку и др. [14] изучили работу ГВТ со змеевиком длиной 30м, 50м и 70м и показали, что температура выхода трубы снижается при увеличении длины трубы. Сантамурис и соавт. [12] провели исследование работы ГВТ для охлаждения здания площадью 1000 м2, предназначенного для сельскохозяйственных целей и расположенного в Греции. ГВТ имел систему труб длиной 10м и 50м. Результаты исследования показали, что температура воздуха на выходе из 50м трубы на 2°С меньше, чем на выходе из 10м трубы. Схожие результаты получили Госал и Тивари [13], Дели, Индия. Увеличение длины змеевика увеличивает время теплообмена между грунтом и наружным воздухом, что, в свою очередь, ведет к повышению производительности ГВТ. Однако, существует оптимальная длина труб ГВТ, дальнейшее ее увеличения роста производительности не дает.

Хэнби и др. [15] провели исследование для выявления наиболее оптимальной длины трубы ГВТ относительно его производительности и срока окупаемости. достигли исследования теплообменника земля - воздух в несколько ином типе. В данном исследовании была объединена производительность системы с затратами путем определения времени окупаемости для нахождения экономической эффективности. В данном исследовании в условии жаркого климата Кувейта было установлено, что оптимальная длина трубы составляет 56,97м с диаметрром трубы 0,35м и глубиной пролегания 5,47м, при сроке окупаемости 7,24 года для покрытия затрат на монтаж и строительство системы ГВТ.

Ь) Диаметр трубок теплообменника

Один из параметров, оказывающий влияние на производительность ГВТ, — это радиус трубы. Михалакаку и др. [14] провели сравнительный анализ эффективности работы ГВТ с трубами различного радиуса: 0,125 м, 0,180 м и 0,250 м. В результате было установлено, что увеличение радиуса трубы приводит к более высокому температурному градиенту на выходе ГВТ. Автор пришел к выводу, что причина этого заключается в том, что больший радиус трубы снижает коэффициент конвективной теплоотдачи и, следовательно, приводит к увеличению температуры на выходе из ГВТ.

Сантамурис и соавт. [12] показали повышение эффективности работы ГВТ при уменьшении диаметра труб змеевика. По его мнению, основанному на результатах испытаний, увеличение диаметра трубы ведет к снижению конвективного теплообмена, Госал и Тивари [13], пришли к тем же выводам, подтверждая, что режиме кондиционирования воздуха уменьшение диаметра трубы ведет к снижению температуры воздуха на выходе из ГВТ. В опубликованной работе Крарти и Крейдера [52] приведено уравнение, показывающее зависимость коэффициента теплопередачи Ц от радиуса труб ГВТ Го:

К = Л/Га (2.1)

где - удельная теплопроводность грунта;

го - радиус трубы.

Из уравнения они пришли к выводу, что при малом диаметре труб ГВТ коэффициент теплопередачи увеличивается. Поэтому, согласно разработанному уравнению (2.1), меньшая по размеру конструкция легче переносит тепло в грунт. С помощью разработанной числовой модели, которая была сопоставлена с экспериментальным набором данных, было проведено исследование о влиянии диаметра трубы на температуру на выходе из теплообменника.

^ Глубина прокладки труб теплообменника

Глубинные слои почвы менее подвержены влиянию суточных колебаний температуры наружного воздуха, температура грунта в течение суток меняется незначительно. Глубина прокладки труб оказывает влияние на температуру воздуха на выходе из ГВТ.

В работе Михалакаку и др. [14] проводился анализ работы ГВТ с различными глубинами залегания труб: 1,2м, 2м и 3м и показано, что труба, заглубленная на 3 м, обеспечивает самый оптимальный температурный градиент на выходе из змеевика. Также было проведено еще одно исследование ГВТ при работе на глубине 2,5м, 4м и глубже 4м. На глубине 4м и больше температура почвы практически не менялась.

d) Течение воздушного потока по трубкам теплообменника

Наряду с другими параметрами на работу ГВТ оказывает влияние скорость воздушного потока в трубах. Михалакаку и др. [14] в своей работе сравнили три скорости воздуха, а именно: 5 м/с, 10 м/с и 20 м/с. Полученные результаты показали, что увеличение скорости воздуха приводит к повышению температуры воздуха на выходе ГВТ, так как возрос массовый расход воздуха.

Талиб и Раджа [10] исследовали влияние расхода воздуха в трубах ГВТ на температуру воздуха на выходе из ГВТ с помощью численной модели теплообменника. Они сравнили четыре различных скорости воздуха: 3,5 м/с, 14 м/с, 31,5 м/с и 56 м/с. Чем выше скорость воздуха, тем больше снижается время конвективного теплообмена.

Бансал и др., [16] исследовали влияние воздушного потока на производительность системы ГВТ. Рассматривались скорости воздушного потока в диапазоне 2-5 м/с. Результаты схожи с результатами, описанными выше, при увеличении скорости потока температура воздуха в летний период

повышается. Это приводит к уменьшению разности температур между входом и выходом трубы, что затем снижает КПД.

е) Параллельное включение труб ГВТ

В нескольких исследованиях рассматривалось расположение труб ГВТ для увеличения эффективности работы системы. Михалакаку и др. [14] исследовали работу труб ГВТ при их параллельном включении. Рассмотрено расположение труб на расстоянии 0,5м, 1,5м, 2,5м и 5м. Из полученных результатов видно, что температура на выходе ГВТ уменьшается при удалении друг от друга.

Паепе и Янссенс [17] провели узконаправленное исследование для определения оптимальных размеров ГВТ, при наиболее эффективной его работы и наименьших потерь давления. Исследование содержит параметрическое исследование диаметра труб, количества труб, их длины и взаимного расположения, будь то змеевик или параллельная прокладка труб. Первоначально, сравнивались 3 параллельно включенных ГВТ с диаметром труб 200мм и длиной 25м, при скорости воздушного потока 2,2 м/с, потери давления составили 8 Па. Между тем, для ГВТ, представляющего собой змеевик длиной 38м и диаметром труб 250 мм, при условии, что скорость потока воздуха составляет 4,2 м/с, потери давления составляют 32 Па. Показано, что при незначительном уменьшении диаметра трубы и увеличения количества ГВТ потери давления могут быть уменьшены в 4 раза.

Однако, при уменьшении диаметра труб вдвое - 100 мм и наличии 4 - х параллельно включенных ГВТ, каждый из которых имел длину 14 м и скорость воздуха поддерживалась равной 6,6 м/с, потери давления увеличивались до 77 Па. Таким образом, при значительном уменьшении диаметра трубы увеличиваются потери давления. Чтобы уменьшить потери давления, возможно включение нескольких ГВТ.

Фишер и Риз [18] проводили исследование влияния числа скважин на производительность теплового насоса типа «вода-вода» от грунтового источника, при использовании ПО Епег§уР1ш. В программе они сравнили температуру стенок трех теплообменников с различным количеством скважин: 16, 32 и 120. Данные за 20 лет были сведены в таблицу на графике. Было установлено, что на протяжении 20 лет температура стенки скважины повышается. Однако теплообменник со 120 скважинами имел наименьший прирост температуры стенки скважины за 20-летний период. Таким образом, многоконтурный теплообменник может минимизировать приращение температуры на выходе ГВТ в течение определенного периода времени.

Бадеску и Ишворану [19] изучали производительность ГВТ с системой параллельно включенных труб с помощью численного СБО-моделирования, в результате чего полученный данные были подтверждены натурными экспериментами. Помимо снижения отопительной нагрузки и затрат электроэнергии на кондиционирование здания, целью исследования было также минимизировать потери давления воздуха внутри труб ГВТ, что позволило бы снизить потребление энергии тягодутьевым вентилятором. Поскольку применение одной трубы требует большого расхода воздуха, что приводит к большому перепаду давления, в исследовании было рекомендовано использовать параллельное включение нескольких пучков труб ГВТ. Однако существуют два типа параллельного включения труб теплообменника - 7- и п-методы включения, причем нужно отметить, что в первом варианте потери давления меньше, чем во втором. воздуха во вход трубы. В результате п-путь имеет меньшие потери давления воздуха, чем -путь.

Состояние почвы, материал труб ГВТ

Еще одним важным параметром, который может повлиять на производительность подземной системы труб, является состояние поверхности

грунта. Земляной почва подвергается большему воздействию солнечной радиации, нежели грунт, покрытый слоем дерна, особенно в жарком климате.

Михалакаку и др. [14], используя численное моделирование, изучили работу одного и нескольких пучков труб ГВТ. На основе полученных в результате эксперимента данных проводились натурные испытания, которые показали адекватность построенной модели. На основе полученных результатов было показано, что ГВТ, пучки труб которого находились под слоем грунта, покрытого дерном, обеспечивает более высокое охлаждение температуры внутри здания нежели ГВТ с пучками труб, проложенных под насыпным земляным грунтом.

Друлия и соавторы [20] провели схожий эксперимент, сравнивая температуру незатененного земляного грунта и грунта, покрытого слоем дерна, в Греции. Полученные результаты были подвергнуты анализу Фурье. Для насыпного земляного грунта максимальная среднемесячная температура составляла 38°C, а минимальная 9°C. С другой стороны, максимальная среднемесячная температура для грунта, покрытого слоем дерна, составила 31°C, а минимальная температура была равной 8°C. Результат показал, что в зимний период разница в температуре почвы между двумя различными почвами составляет всего 1°C. Однако летом между двумя почвами наблюдалась значительная разница в температуре почвы - 7°C.

Гивони [21] сравнил температуры затененной почвы и слоя почвы, покрытой дерном. Температура полностью затененной почвы оказалась незначительно ниже температуры слоя почвы, покрытой дерном. Также проводился эксперимент по измерению температуры воздуха на выходе из труб ГВТ, проложенных прямо под кондиционируемым зданием. В данном случае наблюдалась наиболее низкая температура воздуха, так как воздействие солнечной радиации на поверхность почвы было полностью исключено. Сануси и Замри [9] получили сведения о температуре почвы на различных глубинах под

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аль-Зувайни Хашим Махмуд Хашим, 2021 год

Список литературы

1. Maerefat M. and Haghighi A.P., " Passive cooling of buildings by using integrated earth to air heat exchanger and solar chimney", Renewable Energy vol. 35, p 2316 -2324, (2010).

2. Pfafferott J., "Enhancing the design and operation of passive cooling concepts, monitoring and data analysis in four low energy office buildings with night ventilation", PhD thesis, University of Karlsruhe, (2004).

3. Lee E., "Development, verification and implementation of a horizontal buried pipe ground heat transfer model in energy plus", M.Sc. Thesis, Oklahoma State University, (2008). .

4. AL-Ajmi F. F., Loveday D.L. and Hanby V.I., " The cooling potential of earth -air heat exchangers for domestic buildings in desert climate", Building and Environment, Vol.41, p 235-244, (2006).

5. Shiv Lal, Kaushik S.C. and Bhargav P.K., "Solar chimney: A sustainable approach for ventilation and building space conditioning", International Journal of Development and Sustainability, Vol.2, No.1, (2013).

6. Karima E. Amori and Saif Watheq Mohammed, "Experimental and numerical studies of solar chimney for natural ventilation in Iraq", Energy and Buildings Vol.47, p 450-457, (2012).

7. Shafik M.," Feasibility study of Solar Driven Underground Cooling System", M.Sc. thesis, University of Nebraska - Lincoln., (2010).

8. Banks D., "An Introduction to Thermogeology: Ground Source Heating and Cooling", A John Wiley & Sons, Ltd., Publication, Second Edition (2008).

9. Sanusi A. N. and Zamri A. A., "Achieving Cooler Soil as an Effective Heat Sink for Earth-to-Air Heat Exchanger (EAHE) Cooling Technology in Malaysia Tropical Climate", Natural Resources, Vol.5, p 804-809, (2014).

10.Talib R. A. and Rajaa R. A. " Variation of Soil Temperature with Time and Depth in Karbala Region". Journal of Kerbala University, Vol. 7, No.3 Scientific, (2009).

11.Goswami D.Y. and Biseli K. M., "Use of Underground Air Tunnels for Heating and Cooling Agricultural and Residential Buildings", Fact Sheet EES 78, Florida Energy Extension Service, University of Florida, p 1-4, (1993).

12.Santamouris M., Mihalakakou G., Balaras C. A., Argiriou A., Asimakopoulos D. and Vallindras M. "Use of Buried Pipes for Energy Conservation in Cooling of Agricultural Greenhouses", Solar Energy,Vol.55, No.2, p 111-124, (1995).

13.Ghosal M. K. , Tiwari G. N., Das D.K. and Pandey K.P. "Modeling and comparative thermal performance of ground air collector and earth air heat exchanger for heating of greenhouse" Energy and buildings, Vol. 37, p 613-621, (2005).

14.Mihalakakou G., Santamouris M. and Asimakopoulos D., "Use of the Ground for Heat Dissipation", Energy, Vol. 19, No.1, p 17-25, (1994).

15.Hanby V.I., Loveday D.L. and Al-Ajmi L., "The optimal design for aground cooling tube in a hot, arid climate", Building Service Engineering Research and Technology, Vol.26, No.1, p 1-10, (2005).

16.Bansal V., Misra R., Agrawal G.D. and Mathur J., "Performance Analysis of Earth-Pipe-Air Heat Exchanger for Summer Cooling" Energy and Building, Vol. 42, p 645-648, (2010).

17.Paepe M.D. and Janssens A., "Thermo-hydraulic Design of Earth-Air Heat Exchangers", Energy and Buildings, Vol. 35, p 389-397, (2003).

18.Fisher D. E. and Rees S. J. "Modelling Ground Source Heat Pump Systems in a Building Energy Simulation Program (EnergyPlus)", In: Proceedings of Ninth International IBPSA Conference, Montreal, Canada, p 311-318, (2005).

19.Badescu V. and Isvoranu D., "Pneumatic and Thermal Design Procedure and Analysis of Earth-to-Air Heat Exchangers of Registry Type", Applied Energy 88, pp1266-1280, (2011).

20.Droulia F., Lykoudis S.,Tsiros I., Alvertos N., Akylas E. and Garofalakis I. "Ground temperature estimations using simplified analytical and semi -empirical approaches", Solar Energy Vol. 83, p 211-219 (2009).

21.Givoni B., "Cooled soil as a cooling source for buildings" Solar Energy Vol. 81, p.316-328, (2007).

22.Pfafferott J., "Evaluation of Earth-to-air Heat Exchangers with a Standardized Method to Calculate Energy Efficiency", Energy and Buildings, Vol.35, p 971983, (2003).

23.Sodha M.S., Sharma A.K., Singh S.P., Bansal N.K. and Kumar A. "Evaluation of an Earth-Air-Tunnel System for Cooling/Heating of a Hospital Complex", Building and Environment, Vol. 20, No.2, p 115-122, (1985).

24.Bisoniya T. S., Kumar A., and Baredar P., "Study on Calculation Models of Earth-Air Heat Exchanger Systems", Journal of Energy, Volume 2014, Article ID 859286 (2014).

25.Mihalakakou G., Santamouris M., Asimakopoulos D. and Papa Nikolaou N. "Impact of Ground Cover on the Efficiencies of Earth-to-Air Heat Exchangers", Applied Energy, Vol. 48, p 19-32,(1994).

26.Kumar R., Ramesh S. and Kaushik S.C., "Performance evaluation and energy conservation potential of earth-air-tunnel system coupled with non-air-conditioned building", Building and Environment, Vol. 38, p 807-813, (2003).

27.Thanu N. M., Sawhney R. L., Khare R. N. and Buddhi D. ,"An Experimental Study of the Thermal Performance of an Earth-air-pipe System in Single Pass Mode", Solar Energy, Vol. 71, No. 6, p 353-364, (2001).

28.Dhaliwal A.S and Goswami D.Y. Heat Transfer Analysis in Environmental Control Using an Underground Air Tunnel. J. Sol. Energy Eng. 107(2), 141-145 (May 01, 1985) (5 pages)doi: 10.1115/1.3267667

29.Mihalakakou G., Santamouris M., Asimakopoulos D. and Argiriou A., "On the Ground Temperature Below Buildings" Solar Energy, Vol. 55, pp 355-362, (1995).

30.Lee K. H. and Strand R. K., "Implementation of an earth tube system into EnergyPlus Program. In: Proceedings of the SimBuild 2006 Conference", Boston MA, USA, (2006).

31.Crawley D. B., Hand J. W. Kummert M. and Griffith B. T., "Contrasting the Capabilities of Building Energy Performance Simulation Programs", Building and Environment, Vol. 43, p 661-673, (2008).

32.Al-Ajmi F., "The potential for ground-sourced cooling of domestic buildings in desert", . PhD thesis, Loughborough, UK: Loughborough University, (2003).

33.[33] Lee K. H. and Strand R. K., "The cooling and heating potential of an earth tube system in buildings", Energy and Buildings Vol. 40, p 486-494, (2008) .

34.Khedari J., Permchart W., Pratinthong N., Thepa S., Hirunlabh J., "Field Study Using the Ground as a Heat Sink for the Condensing Unit of an Air Conditioner in Thailand" Energy 26 pp 797-810, (2001).

35.Bansal V., Misra R., Agrawal G. D., Mathur J. "Performance evaluation and economic analysis of integrated earth-air-tunnel heat exchanger-evaporative cooling system". Energy and Building, Vol. 55, p 102-108, (2012).

36.Li S., Yang W. and Zhang X., "Soil Temperature Distribution Around a U-Tube Heat Exchanger in a Multi-Function Ground Source Heat Pump System", Applied Thermal Engineering, Vol. 29, p 3679-3686, (2009).

37.Chel A. and Tiwari G.N., "Stand-alone Photovoltaic (PV) Integrated with Earth to Air Heat Exchanger for Space Heating/Cooling of Adobe House in New Delhi (India)", Energy Conversion and Management, Vol. 51, p 393-409,(2010).

38.Barozzi G., Imbabi M., Nobile E. and Sousa A., "Physical and numerical modeling of a solar chimney-based ventilation system for buildings", Building and Environment, Vol. 27 No. 4, p 433-445, (1992).

39.Hirunlabh J., "New configurations of roof solar collector maximizing natural ventilation", Building and Environment,Vol.36,No.3, p 383-391, .(2001).

40.Bansal N.K., Mathur J .and Bhandari M.S "Solar chimney for enhanced stack ventilation", Building and Environment, Vol. 28No. 3,pp.373-377, (1993).

41.Ong K. S.,"A mathematical model of a solar chimney", Renewable Energy, Vol. 28, No. 7, p 1047-1060, (2003) .

42.Bassiouny, R. and Korah, N.S.A. ,"Effect of solar chimney inclination angle on space flow pattern and ventilation rate", Energy and Buildings, Vol. 41 No. 2, p 190-196, (2009).

43.Gan G.,"A parametric study of Trombe wall for passive cooling of buildings", Energy and Buildings, Vol. 27, p 37-43,(1998).

44.Wei D., Qirong Y. and Jincui Z.,"A study of the ventilation performance of a series of connected solar chimneys integrated with building", Renewable Energy, Vol. 36, No. 1, p 265-271, (2011).

45.Zamora B. and Kaiser A., "Optimum wall-to-wall spacing in solar chimney shaped channels in natural convection by numerical investigation", Applied Thermal Engineering, Vol. 29, No. 4, p 762-769, (2009).

46.Gan G., "General expressions for the calculation of air flow and heat transfer rates in tall ventilation cavities", Building and Environment, Vol. 46, No. 10, p 2069-2080, (2011).

47.Mathur J. and Mathur S., "Summer-performance of inclined roof solar chimney for natural ventilation", Energy and Buildings, Vol. 38, No. 10, p 1156-1163, (2006).

48.Gontikaki M., Trcka M., Hensen J. and Hoes P. J.," Optimization of a solar chimney design to enhance natural ventilation in a multi-storey office building ", Energy and Buildings, Vol. 41, No. 6, p 615 621, (2010).

49.Lal Sh. ," CFD simulation for the feasibility study of a modified solar chimney applied for building space heating", World Journal of Modelling and Simulation, Vol. 10 (2014) No. 4, p 293-307, (2014).

50.Raman, P., Mande, S. and Kishore, V. V. N.,"A passive solar system for thermal comfort conditioning of buildings in composite climates", Solar Energy, Vol. 70, No. 4, pp. 319-329, (2001).

51.Kumar A. and Krishnaveni, U., "Analysis of solar chimney with evaporative cooling cavity to improve indoor air quality",Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences, ISSN: 0974-2115, (2014).

52.Krarti M., Lopez-Alonzo C., Claridge D. E., Kreider J. F.. Analytical model to predict annual soil surface temperature variation. Journal of Solar Energy Engineering, Vol. 117, p 91-99, (1995).

53.Launder B.E. and Spalding D.B. , "The numerical computation of turbulent flows", Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering Vol. 3, No.2, p 269-289, (1974).

WATAN AL-AJDAD

AabSI QJag àhyxÙ

^^li^Liaj

TRADING QOMPArrV ^ ¿h'T^ ijjjud* u^jliUJ

1o.ot* zeil

ACT

On the implementation of the results PhD thesis

AL-ZUWAINI HASMIM MAHMOOD HASHIM on the topic

"Passive Cooling System with Assistance oflniegrated Solar Chimney and Earth-

Air Heat Exchanger "

The results of the dissertation of Hashim Al-Zuwaini for the degree of PhD were implemented by our company in 2019 during the design and installation of the passive cooling system of the residential compicx "Al-Ammal", located on the territory of Karbala. Republic of Iraq.

During the project implementation, the results of the work of Hashim Al-Zuwaini were worked with us and used for drawing up the technical specification for the development of the air conditioning system, for selecting the technical characteristics and depth of the heat exchanger, as well its for preparing the technical and economic assessment and project estimates.

Senior executive

to of- 1*2/

Signature/ Name/ Surname/ Data

Nob: 078010351361 Tali : 3243021 Emii fari^alhlsnaw 1

Scanned with CamScanner