Вдосконалення систем теплолокалізаціі на засадах енергозбереження

Abstract

З метою досягнення енергозберігаючого ефекту запропоновано перекриття повітровипускного отвору по вертикалі в перемежованому порядку, зменшуючи тим самим живий перетин для проходу повітря, знижуючи кількість необхідного повітря, значно скорочуючи витрати теплової енергії на систему теплопостачання. При перекривання повітровипускного отвору неізотермічний повітряний потік, що витікає розбивається на плоскі струмені, які зливаються в результуючий повітряний потік на певній відстані, що попереджує проникання холодного повітря в приміщення. Для підтвердження запропонованого рішення теоретичні та експериментальні дослідження аеродинамічних та теплових параметрів струменів виконані на пілотній установці, що дозволило встановити температурні і швидкісні поля потоків повітря в теплолокалізуючому пристрої. Підтверджено, що впливовими чинниками ефективності запропонованого рішення є геометричні розміри, швидкість і температура струменів, які зливаються, що визначає далекобійність результуючого повітряного потоку. На підставі результатів математичного моделювання і експериментальних досліджень встановлено зміни аеродинамічних та теплових параметрів струменів в просторі і часі, а також характер розподілу швидкості результуючого повітряного потоку, утвореного злиттям пласких неізотермічних струменів, на вході в опалювальне приміщення. В результаті досліджень виявлено, що зі збільшенням швидкості витікання струменя, збільшується далекобійність повітряного потоку і відповідно підвищується ефективність роботи системи теплолокалізаціі.

One of the important directions of development of the energy sector is the development of energy-efficient systems and equipment, the application of which can reduce significantly the consumption of fuel and energy resources. In the cold period of the year the huge mass of outdoor air after the thermal trapping system enters the heated premises of public and industrial buildings. To prevent this, it’s necessary to improve the thermal trapping systems installed in open external openings of buildings, in accordance the principles of energy saving technologies. In order to achieve an energy-saving effect it’s proposed to overlap the air outlet vertically in interleaved order, that reduces the free cross-section for the passage of air, reduces the amount of required air and accordingly significantly reduces the heat consumption of heating system. When the air outlet is interleaved closed, the escaping nonisothermal air flow is broken into flat jets, which merge at a certain distance into resulting air flow, which prevents the penetration of cold air into the building. For confirmation of proposed solution, the theoretical and experimental studies of the aerodynamic and thermal parameters of the jets were carried out on a pilot plant, which made it possible to establish the fields of temperatures and air flow rates in the heat-trapping system. It is found that the factors influencing the efficiency of the proposed solutions are geometric dimensions, speed and temperature of merging jets, which determines the range of the resulting air flow. Based on the results of mathematical modeling and experimental studies, changes of aerodynamic and thermal parameters of jets in space and time, as well as the character of distribution of speed in the resulting air flow formed by the merger of flat non-isothermal jets at the entrance to heated room, are established. The merging of the jets into the resulting air flow takes place in the initial section, while the general direction of the flow remains parallel to the initial direction of the interacting jets. As a result of research, it is revealed that with increase of jet speed, the range of airs flow increases and, accordingly, the efficiency of the thermal trapping system increases.