Влияние теплоаккумулирующей стены с водяным теплообменником на охлаждающую нагрузку в здании. Часть 1

С.С. Дженблат, silvana.jenblat@gmail.com; д­р техн. наук О.В. Волкова, v-­olga.v@mail.ru
Национальный исследовательский университет ИТМО

В статье представлены результаты математического моделирования и экспериментального исследования влияния теплоаккумулирующей стены с водяным теплообменником на охлаждение зданий.

В первой части статьи дано описание математической модели здания. Моделирование осуществлялось с помощью программы TRNSYS, позволяющей производить расчет почасовой нагрузки охлаждения теплоаккумулирующих стен с водяным теплообменником с целью последующего сравнения с нагрузкой охлаждения эталонной комнаты. Приведены схема моделирования здания, модель тепловой сети, методика расчета общего термического сопротивления термоактивного слоя стены.

Ключевые слова: тепловая энергия, пассивное охлаждение, теплоаккумулирующая стена, водяной теплообменник, программа TRNSYS.

Effect of a heat­accumulating wall with a water heat exchanger on the cooling load of a building. Part 1.

S.S. Jenblat, silvana.jenblat@gmail.com; Dr.Sc. O.V. Volkova, v­-olga.v@mail.ru

ITMO National Research University

The paper presents the results of mathematical modeling and experimental research of the effect of a heat­accumulating wall with a water heat exchanger on building cooling.

The first part describes the mathematical model of the building. The modeling was carried out using the TRNSYS program that allowed computing an hourly load of cooling the heat­accumulating walls with a water heat exchanger for the purpose of subsequent comparison with the cooling load of a sample room. The building modeling scheme, the heat network model, and the method of calculating the total thermal resistance of the thermosetting wall layer are given as well.

Keywords: heat energy, passive cooling, heat­accumulating wall, water heat exchanger, TRNSYS program.

Список литературы

1. Carli M., Deckee H. Development of a simplified method for sizing Thermo­Active Building Systems (TABS). – Italia: University of Padua, 2014. – 85 p.

2. George R., Namee W., Kasim T. et al. The reference in solar thermal energy and its applications. –Syria: Al baath university, 2009. – 670 p.

3. Glück B.,  Windisch K. Strahlungsheizung. Theorie und Praxis. – Germany, Karlsruhe: Verlag C. F. Müller, 1982. – 507 p.

4. Ibrahim M., Wurtz E., Biwole P., Achard P. Transferring the south solar energy to the north facade through embedded water pipes // Journal of Energy. 2014. V. 78. P. 834–845.

5. Izquierdo B. et al. A numerical study of external building walls containing phase change materials (PCM) // Journal of Applied Thermal Engineering. 2012. V. 47, P. 73–85.

6. Jin X., Zhang S., XU X., Zhang X. Effects of PCM state on its phase change performance and the thermal performance of building walls // Building and winter of Environment. 2014. V. 81. P. 334–339.

7. Kashif I. et al. Performance evaluation of PV­Trombe wall for sustainable building development //Journal of Procedia CIRP. 2015. V. 26, P. 624–629.

8. Klein S. A. et al. TRNSYS: a transient simulation program/ User Manual. –USA: University of Wisconsim­Madison. 2006, version 16.1.

9. Koschenz M., Lehmann B. EMPA, Abteilung Energiesysteme/Haustechnik, CH­8600 Dübendorf (Switzerland); Stefan Holst, TRANSSOLAR// Energietechnik GmbH, D­70569 Stuttgart (Germany), 2000.

10. Oropeza I., Alberg P. Active and passive cooling methods for dwellings: a review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. V. 82. P. 531–544.

11. Perna et al. Trombe wall management in summer conditions: An experimental study // Journal of Solar Energy. 2012. V. 86. P. 2839 –2851.

12. Shen. J. et al. Numerical study on thermal behavior of classical or composite Trombe solar walls // Journal of Energy and Buildings. 2007. V. 39. P. 962–974.

13. Stevanovic S. Optimization of passive solar design strategies: a review // Renew Sustain Energy Rev. 2013. V. 25. P. 177–196.

14. SUN et al. The applicability of the wall implanted with heat pipes in China // Journal of Energy and Buildings. 2015. V. 104. P. 36–46.

15. Wang R.Z., Xu Z.Y. et al. Advances in Solar Heat and Cooling. 1 edition. – Woodhead Publishing. Series in Energy book (102), 2016. – 596 p.

16. YU et al. A thermo­activated wall for load reduction and supplementary cooling with free to low­cost thermal water // Journal of Energy. 2016. V. 99. P. 250–265.