РОЗРОБКА СИСТЕМИ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ ПАСИВНОЇ СИСТЕМИ ОПАЛЕННЯ ЗАКРИТОГО ТИПУ

Костянтин Сокол, Оксана Огнєва

Анотація


В умовах постійного зростання цін на енергоресурси, боротьби за поліпшення екології та зменшення
частки використання викопних видів палива, актуальності набувають методи підвищення енергоефективності та
енергозбереження. Одним із таких методів є застосування пасивних систем опалення – енергетичних систем, в яких
процеси приймання, накопичення та використання сонячної енергії для опалення, здійснюються природним шляхом
в архітектурно-будівельних елементах будівлі. Використання даних систем дозволяє зменшувати витрати енергоре-
сурсів на опалення та охолодження будівлі до 80 %.
У статті розглянуто пасивні системи опалення закритого типу, їх особливості, основні параметри, переваги над
звичайними системами опалення, методи їх моделювання та оптимізації, а також, можливість використання систем
комп’ютерного аналізу для створення моделей пасивних систем опалення закритого типу.
Метою даного дослідження є розробка системи комп’ютерного моделювання для оптимізації параметрів пасив-
ної системи опалення закритого типу.
Основні результати дослідження. Запропоновано концептуальну схему оптимізації параметрів пасивної сис-
теми опалення закритого типу з використанням систем комп’ютерного моделювання. Показано принцип роботи
даної схеми, вказано її вхідні та вихідні параметри. Розглянута схема дозволяє отримувати оптимальні значення
основних параметрів системи пасивного опалення, а використання методів комп’ютерного моделювання макси-
мально підвищує точність розрахунків та надає можливість імітації будь-яких умов для детального дослідження
розглянутих систем.
Науковою новизною є запропонована концептуальна схема, а зокрема, використання моделювання за допомо-
гою методу обчислювальної гідродинаміки для подальшого аналізу результатів та оптимізації параметрів


Ключові слова


пасивні системи опалення; моделювання; оптимізація; енергоефективність; теплопередача

Повний текст:

PDF

Посилання


Olenets M., Piotrowski J.Z, Stroj A. Mathematical Description of Heat Transfer and Air Movement Processes in Convectional Elements of

a Building's Passive Solar Heating Systems. Energy Procedia. 2014. 57. Рр. 2070–2079. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.10.172.

Piotrowski J.Z., Story A., Olenets M. Mathematical modelling of the steady state heat transfer processes in the convectional elements of passive

solar heating systems. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2013. Vol. 13, No 3. Pp. 394–400. DOI: 10.1016/j.acme.2013.02.002

Рахимова К.К., Турсунов Ш.С., Ураков К.Х., Дамаев Н.К. Математическая модель расчета температурного поля теплоаккумулирующей

стенки энергоэффективных зданий с альтернативным источником энергии. Энергетика. Секция ІІІ. Каршинский государственный уни-

верситет. Карші, 2019. с. 271–274.

Kostikov S.A., Yiqiang. J., Grinkrug M.S. Mathematical Model of a Trombe Wall in Combined Heat Supply System. IOP Conference Series: Materials

Science and Engineering. 2020. Vol 753, Chap 1. 753:022018. DOI: 0.1088/1757-899x/753/2/022018

Aisya V., Hendrarsakti J. Computational and analytical study of Trombe wall configurations within Bandung weather condition. AIP Conference

Proceedings, 1984, 02 AIP Conference Proceedings 1984. 2018. 020019. DOI: 10.1063/1.5046603

Błotny J. Nemś M. Analysis of the Impact of the Construction of a Trombe Wall on the Thermal Comfort in a Building Located in Wrocław, Poland.

Faculty of Mechanical and Power Engineering, Wroclaw University of Science and Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50–370 Wrocław,

Poland, Atmosphere. 2019. No 10(12), 761. DOI: 10.3390/atmos10120761

Shashikant P., Kishan N. Numerical Analysis of House with Trombe Wall. International Journal of Engineering and Technology. 2016. Vol 3(9).

Основні положення при проектуванні пасивних та активних теплових сонячних систем URL: https://studopedia.com.ua/1_14753_lektsiya-

-osnovni-polozhennya-pri-proektu-vanni-pasivnih-ta-aktivnih-teplovih-sonyachnih-sistem.html (дата звернення: 15.01.2021).

Duffie J.A., Beckman W.A. Solar Engineering of Thermal Processes. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc. 2013. 910 p.

Mohammed U.A., Alibaba H.Z. Application of Bioclimatic Design Strategies to Solve Thermal Discomfort in Maiduguri Residences, Borno State

Nigeria. Imperial Journal of Interdisciplinary Research. 2018. Vol. 4, Issue 1. Pp. 227–233.

Udoewa V., Kumar V. Computational Fluid Dynamics. In book: Applied Computational Fluid Dynamics. 2012. DOI: 10.5772/28614.

Ghani A., Mohammed M.F. Fundamentals Of Computational Fluid Dynamics. In book: Sterilization Of Food In Retort Pouches, Chapter: 4, Project: Food Processing Engineering. 2006. Pp. 33–44. DOI: 10.1007/0-387-31129-7_4.

Milbradt P., Abed W. Generalized stabilization techniques in computational fluid dynamics. URL: https://www.researchgate.net/

publication/266465949_GENERALIZED_STABILIZATION_TECHNIQUES_IN_COMPUTATIONAL_FLUID_DYNAMICS (дата звернення: 15.01.2021).

Chunchula B., Santhosh G. CFD Analysis of Heat Transfer Enhancement by Using Passive Technique in Heat Exchanger. International Journal of

Recent advances in Mechanical Engineering. 2015. No 4. Pp. 99–111. DOI: 10.14810/ijmech.2015.4308. Краще джерело у діапазоні 2016-2021

Okita W., Reno M., Peres A., Resende J. Heat transfer analyses using computational fluid dynamics in the air blast freezing of guava pulp in large containers. Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2013. No 30. Pp. 811–824. DOI: 10.1590/S0104-66322013000400013.

Hosain M.L. Fluid Flow and Heat Transfer Simulations for Complex Industrial Applications: From Reynolds Averaged Navier-Stokes towards

Smoothed Particle Hydrodynamics. Mälardalen University Press Dissertations. Mälardalen University. 2018. Vol 282.

Kocheril R., Elias J. CFD simulation for evaluation of optimum heat transfer rate in a heat exchanger of an internal combustion engine. International Journal for Simulation and Multidisciplinary Design Optimization. Int. J. Simul. Multidisci. Des. Optim. 2020. 11, 6. DOI: 10.1051/smdo/2019017.

What’s The Difference Between FEM, FDM, and FVM? URL: https://www.machinedesign.com/3d-printing-cad/fea-and-simulation/article/

/whats-the-difference-between-fem-fdm-and-fvm. html (дата звернення: 15.01.2021).

Falguni M., Hrishabh J. Finite element method: An overview. JDMS. 2016. 15. Pp. 38–41.




DOI: https://doi.org/10.35546/2313-0687.2020.27.69-77

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.