Русская версия English version

Использование окон с регулируемым сопротивлением теплопередаче для повышения энергетической эффективности систем динамического микроклимата помещений

Н.Н. Смирнов, В.К. Пыжов, В.М. Захаров, Е.Г. Авдюнин, Д.А. Лапатеев

Вестник ИГЭУ, 2016 г. выпуск 6, сс. 26—42

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса: Поддержание параметров внутреннего микроклимата, повышающих производительность труда работников промышленных предприятий, при минимальных затратах энергии является одним из важных инструментов по снижению себестоимости производимой продукции. Известны математические модели динамического микроклимата, позволяющие определить мощность и режим работы системы кондиционирования. Данные математические модели не учитывают применения таких энергосберегающих мероприятий, как использование теплоотражающих экранов в окнах и дополнительного понижения температуры воздуха в нерабочее время с предварительной осушкой воздуха. В связи с этим необходимо провести исследования, связанные с определением степени влияния от использования теплоотражающих экранов в окнах и предварительной осушки воздуха на  энергетическую эффективность работы систем динамического микроклимата.

Материалы и методы: При проведении исследований использованы данные натурных испытаний окон с теплоотражающими экранами в сертифицированной климатической камере, а также данные, полученные с использованием математической модели процесса теплопередачи через окно. Метеорологические параметры наружного воздуха предоставлены Росгидрометом. Обработка данных произведена методами математической статистики.

Результаты: Разработана математическая модель динамического микроклимата промышленного здания с регулируемым сопротивлением теплопередаче окон, учитывающая нелинейную зависимость сопротивления теплопередаче светопрозрачной конструкции от параметров внутреннего и внешнего воздуха и изменяемой в течение суток конструкции окна. Предложены энергосберегающие процессы обработки воздуха в центральном кондиционере для помещений промышленных предприятий с регулируемым сопротивлением теплопередаче окон. Разработанная математическая модель динамического микроклимата реализована в виде программы для ЭВМ. Определена энергетическая эффективность использования теплоотражающих экранов в окнах и дополнительного снижения температуры воздуха в нерабочее время для систем по поддержанию параметров динамического микроклимата производственных помещений промышленного предприятия.

Выводы: Снижение тепловых  трансмиссионных потерь за счет применения экранов в окнах и понижения температуры воздуха в нерабочее время позволяет значительно повысить энергетическую эффективность работы систем по поддержанию динамического микроклимата и на 30–40 % понизить годовые затраты  теплоты и холода.

Ключевые слова: математическая модель динамического микроклимата, окна с регулируемым сопротивлением, обработка воздуха, теплоотражающие экраны, тепловые трансмиссионные потери, динамический микроклимат.

Список литературы на русском языке: 

1. Dudley B. BP statistical review of world energy, June 2012. – London, 2012. – 48 p.

2. Беляев В.С., Есенгабулов С.К. Повышение тепловой эффективности окон и улучшение воздушного режима помещений // Строительная физика в XXI веке: материалы научно-технической конференции. – М.: НИИСФ РААСН, 2006. – С. 88–90.

3. Синилова А.В. Предпосылки и необходимость реструктуризации промышленных комплексов в современных условиях // Российский внешнеэкономический вестник. – 2012. – № 10. – С. 86–93.

4. Слесаренко Г.В. Особенности проведения реструктуризации промышленных предприятий // Вестник Удмуртского университета. – 2010. – № 4. – С. 65–70.

5. Марченко Е.М., Белова Т.Д. Энергосервис как механизм повышения энергоэффективности в легкой промышленности // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2014. – № 4. – С. 82–86.

6. Ловцов В.В., Хомутецкий Ю.Н. Системы кондиционирования динамического микроклимата помещений. – Л.: Стройиздат, 1991. – 150 с.

7. Дударев А.А., Сотников А.Г. Микроклиматический комфорт и воздухораспределение: несколько шагов навстречу // Инженерные системы. АВОК Северо-запад. – 2013. – № 1. – С. 2–9.

8. Дегтярь А.Б., Панферов В.И. Построение алгоритма импульсного отопления зданий и исследование режимов его работы // Вестник ЮУрГУ. Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. – 2008. – № 17. – С. 41–44.

9. Fanger P.O. Human requirements in future air-conditioned environments // International Journal of Refrigeration. – 2001. – Vol. 24, issue 2. – Р. 148–153.

10. Air turbulence and sensation of draught / P.O. Fanger, H. Melikov, H. Hanzawa, J. Ring // Energy and Buildings. – 1988. – № 12. – Р. 21–39.

11. Fang L., Clausen G., Fanger O. Impact of temperature and humidity on the perception of indoor air quality // Indoor Air. – 1998. – Vol. 8, issue 2. – Р. 80–90.

12. Van Hoof J. Forty years of Fanger’s model of thermal comfort: comfort for all? // Indoor Air. – 2008. – Vol. 18, issue 3. – Р. 182–201.

13. De Dear R.J., Brager G.S. (1998) Developing an adaptive model of thermal comfort and preference // ASHRAE Transactions. – 1998. – Issue 104. – Р. 145–167.

14. Гаранин А.В., Пыжов В.К.  Моделирование теплоустойчивости многослойных ограждающих конструкций // Вестник ИГЭУ. – 2004. – Вып. 6. – С. 20–24.

15. Разработка, программная реализация и проверка адекватности математической модели процесса теплопередачи через окно с теплоотражающими экранами / В.М. Захаров, Е.Г. Авдюнин, Н.Н. Смирнов и др. // Вестник ИГЭУ. – 2016. – Вып. 3. – С. 13–26.

16. Свид. 16011 Российская Федерация. Свидетельство на полезную модель. Оконный блок / В.М. Захаров, В.М. Яблоков, Н.М. Ладаев. – М., 2000.

17. Энергосберегающий потенциал от использования теплоотражающих экранов с солнечными батареями в окнах для систем энергоснабжения зданий / Н.Н. Смирнов, Б. Фламан, М. Барба и др. // Вестник ИГЭУ. – 2015. – № 2. – С. 5–14. doi: 10.17588/2072-2672.2015.2.005-014.

18. Гаранин А.В., Пыжов В.К. Моделирование динамического микроклимата // Юбилейный сборник научных трудов к 100-летию со дня рождения профессора Черкасского Владимира Михайловича. – Иваново, 2005. – С. 108–116.

19. Свид. 2016615250 Российская Федерация. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для расчета процесса теплопередачи для двухкамерного стеклопакета с металлическими теплоотражающими экранами / А.А. Яблоков, В.В. Тютиков, Н.Н. Смирнов В.М., Захаров, Д.А. Лапатеев. Заявка № 2016612420. Зарегистрировано 19.05.2016 г.

20. Developing low-conductance window frames: capabilities and limitations of current window heat transfer design tools – State-of-the-art review / A. Gustavsen, D. Arasteh, B.P. Jelle, C. Curcija, C. Kohler // Journal of Building Physics. – 2008. – Vol. 32, no. 2. – Р. 131–153.

21. Эффективность совместного применения теплоотражающих экранов в окнах и технологии предварительной осушки воздуха для систем прерывистого отопления зданий в различных регионах России и Франции / В.М. Захаров, В.К. Пыжов, Н.Н. Смирнов и др. // Вестник ИГЭУ. – 2015. – Вып. 5. – С. 16–26. doi: 10.17588/2072-2672.2015.5.016-025.

Ключевые слова на русском языке: 
математическая модель динамического микроклимата, окна с регулируемым сопротивлением, обработка воздуха, теплоотражающие экраны, тепловые трансмиссионные потери, динамический микроклимат
Ключевые слова на английском языке: 
mathematical model of dynamic indoor microclimate, windows with controlled heat transfer resistance, air processing, heat-reflective screens, heat transmission losses, dynamic microclimate
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2016.6.026-042
Количество скачиваний: 
15