Введение

sibadi

Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"

The Russian Automobile and Highway Industry Journal

2071-72962658-5626

The Siberian State Automobile and Highway University

10.26518/2071-7296-2017-6(58)-78-84

sibadi-511

Research Article

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ С ТЕПЛОВЫМ ПОБУЖДЕНИЕМ

THE PECULIARITIES OF THERMAL INDUCEMENT VENTILATION SYSTEMS

Абрамкина

Д. В.

Abramkina

D. V.

аспирант, ResearcherID: V-5307-2017, ассистент кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция», Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)

129337, Ярославское шоссе, д. 26, тел.: +7 (499) 188-36-07

PhD student, ResearcherID: V-5307-2017, Lecturer, Department of Ventilation and Heat and Gas Supply

129337, 26, Yaroslavskoe shosse, Russia, Moscow

dabramkina@ya.ru

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университетРоссияUnivercity of civil engineering (NRU MGSU)Russian Federation

2017

13012018

06(58)7884

2018

Абрамкина Д.В.

Abramkina D.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/511

Введение

Введение. Для увеличения эффективности работы систем естественной вентиляции возможно использование теплового побуждения – дополнительного подогрева вытяжного вентиляционного канала, который позволяет увеличить разницу температур между наружным и удаляемым воздухом из помещения, тем самым повышая циркуляционный эффект. Данный метод дает возможнсть обеспечить стабильный воздухообмен в теплый период года независимо от силы и направления ветра. Однако существующие системы обладают рядом ограничений для применения в многоэтажных жилых зданиях в странах с холодным климатом.

Целью исследования является разработка канальной системы вентиляции с тепловым побуждением, подходящей для применения в условиях российского климата для типовых жилых домов.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование свободной конвекции в условиях внутренней задачи проводилось с помощью решения уравнений Обербека-Буссинеска, а также проведения натурного эксперимента.

Результаты

Результаты. В статье теоретически обоснованы недостатки существующих систем вентиляции с тепловым побуждением. На основе проведенного математического моделирования были выявлены зависимости осевой скорости на входе в систему от расчетной разницы температур при различных способах нагрева вентиляционного канала.

Выводы

Выводы. Полученные результаты иллюстрируют высокую степень влияния месторасположения и величины площади нагрева вентиляционного канала на формирование свободноконвективных течений в нем.

Introduction

Introduction. For increasing the efficiency of natural ventilation systems, it is possible to use the thermal incentives - additional heating of the exhaust ventilation duct, which allows to expand temperature difference between ambient and exhaust air and to increase the circulation effect. This method enables stable air exchange in hot period, independently of the wind direction force. However, existing systems have several limitations of application in the high-rise apartment building in countries with a cold climate. The aim of the study is to develop a thermal inducement ventilation systems, suitable for typical residential apartment buildings in russian climate.

Results

Results. The article theoretically proves the disadvantages of existing thermal inducement ventilation systems. The article also presents the results of numerical modeling of natural convection currents in the high-rise apartment building. The dependence of outlet velocity on temperature difference for various heating methods is proved on the basis of the research.

Conclusion

Conclusion. The results of the research illustrate the high level of the heating area location influence on free convection currents in vent duct.

тепловое побуждениеестественная вентиляциявоздухообменсвободная конвекцияконвективные потоки

thermal inducementnatural ventilationair circulationnatural convectionconvection streams.

References1

Харитонов В.П. Естественная вентиляция с побуждением // АВОК. 2006. № 3. C. 46 – 55.

Kharitonov V.P. Estestvennaya ventilyatsiya s pobuzhdeniem [Natural ventilation with motivation]. AVOK, 2006, no 3, pp. 46 – 55.

Engel P.VD., Kemperman R., Doolaard H. Natural and hybrid ventilation principles based on buoyancy, sun and wind / P. VD. Engel, R. Kemperman, H. Doolaard // REHVA Journal 2012. №4. pp. 25 – 32.

Engel P.VD., Kemperman R., Doolaard H. Natural and hybrid ventilation principles based on buoyancy, sun and wind / P. VD. Engel, R. Kemperman, H. Doolaard // REHVA Journal – 2012. - №4. – pp. 25-32.

Цаканян О.С., Голощапов В. Н., Кравченко О. В. Свободно-конвективное движение среды в вертикально расположенном канале с дискретными источниками теплоты // Проблемы машиностроения. 2013. Т. 16. № 2. С. 19 – 29.

Tsakanyan O.S., Goloshchapov V.N., Kravchenko O.V. Svobodno-konvektivnoe dvizhenie sredy v vertikal’no raspolozhennom kanale s diskretnymi istochnikami teploty [Free-convective motion of the medium in a vertically located channel with discrete heat sources]. Problemy mashinostroeniya, 2013, Vol.16, no 2, pp. 19 – 29.

Рымаров А.Г., Абрамкина Д.В. Системы естественной вентиляции с тепловым побуждением // Научное обозрение. 2016. № 9. С. 43 – 46.

Rymarov A.G., Abramkina D.V. Sistemy estestvennoi ventilyatsii s teplovym pobuzhdeniem [Natural ventilation systems with thermal motivation]. Nauchnoe obozrenie, 2016, no 9, pp. 43 – 46.

Wang L., Li N. Valuation of buoyancy-driven ventilation in respect of energy utilization // Energy and Buildings, 2010, Vol. 42, no 2, pp. 221 – 229.

Wang L., Li N. Valuation of buoyancy-driven ventilation in respect of energy utilization // Energy and Buildings. – 2010. – Vol. 42. – No. 2. – pp. 221–229.

Bansal N.K. Solar chimney for enhanced stack ventilation // Building and environment, 1993, Vol. 28, no 3, pp. 373 – 377.

Bansal N.K. Solar chimney for enhanced stack ventilation / N.K. Bansal, R. Mathur, M. Bhandari // Building and environment – 1993. – Vol. 28. - № 3. – pp. 373-377.

Bansal N.K. A study of solar chimney assisted wind tower system for natural ventilation in buildings // Building and Environment, 1994, Vol.29, no 4. pp. 495 – 500.

Bansal N.K. A study of solar chimney assisted wind tower system for natural ventilation in buildings // Building and Environment – 1994. – Vol.29. - №4. – pp. 495-500.

Hirunlabh J. New configurations of a roof solar collector maximizing natural ventilation // Building and Environment. 2001. Vol. 36. no 3. pp. 383 – 391.

Hirunlabh J. New configurations of a roof solar collector maximizing natural ventilation / J. Hirunlabh // Building and Environment – 2001. - Vol. 36. - №. 3. - pp. 383-391.

Lal S. Solar chimney: a sustainable approach for ventilation and building space conditioning // International Journal of Development and Sustainability, 2013, Vol. 2, no 1, pp. 277 – 279.

Lal S. Solar chimney: a sustainable approach for ventilation and building space conditioning / S. Lal, S.C. Kaushik, P.K. Bhargav // International Journal of Development and Sustainability – 2013. – Vol.2. - № 1. – pp. 277-279

Mehani I., Settou N. Passive Cooling of Building by using Solar Chimney // World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Civil, Environmental, Structural, Construction and Architectural Engineering, 2012, Vol. 6, no 9, pp. 735 – 736.

Gan G. A numerical study of solar chimney for natural ventilation of buildings with heat recovery // Applied Thermal Engineering, 1998, Vol. 18, no 12, pp. 1171 – 1187.

Gan G. A numerical study of solar chimney for natural ventilation of buildings with heat recovery // Applied Thermal Engineering. – 1998. – Vol. 18. – No. 12. – pp. 1171–1187.

Белова Е.М. Здание биоклиматической архитектуры – «Городские ворота Дюссельдорфа» // АВОК. 2006. № 3. C. 20-29.

Belova E.M. Zdanie bioklimaticheskoi arkhitektury – «Gorodskie vorota Dyussel’dorfa» [Building of bioclimatic architecture - «City gate of Dusseldorf»]. AVOK, 2006, no 3, pp. 20 – 29.

Kleiven T. Natural ventilation in buildings: architectural concepts, consequences and possibilities: PhD thesis / Tommy Kleiven – Norwegian University of Science and Technology, 2003. 305 p.

Kleiven T. Natural ventilation in buildings: architectural concepts, consequences and possibilities: PhD thesis / Tommy Kleiven – Norwegian University of Science and Technology, 2003. – 305 p.

Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М., Непомнящий А.А. Устойчивость конвективных течений. М. : Наука (Гл. ред. физ.-мат. лит.), 1989. 320 с.

Gershuni G.Z., Zhukhovitskii E.M., Nepomnyashchii A.A. Ustoichivost’ konvektivnykh techenii [Stability of convective currents]. Nepomnyashchii, Moscow, Nauka, 1989. 320 p.

Остроумов Г.А. Свободная конвекция в условиях внутренней задачи. М. – Л. : ГИТТЛ, 1952. 286 с.

Ostroumov G.A. Svobodnaya konvektsiya v usloviyakh vnutrennei zadachi [Free convection under internal conditions] / G.A. Ostroumov. – M.-L.: GITTL, 1952. – 286 p.

Труфанова Н.М., Навалихина Е.Ю., Марковский М.В. Математическое моделирование нестационарных процессов тепломассопереноса в прямоугольном кабельном канале // ВЕСТНИК ПНИПУ. 2014. № 11. С. 55 – 66.

Trufanova N.M., Navalikhina E.Yu., Markovskii M.V. Matematicheskoe modelirovanie nestatsionarnykh protsessov teplomassoperenosa v pryamougol’nom kabel’nom kanale. [Mathematical modeling of non-stationary processes of heat and mass transfer in a rectangular cable channel]. VESTNIK PNIPU, 2014, no 11, pp. 55 – 66.

Obula Reddy Kummitha, Pandey K.M. Experimental and numerical analysis of forced convection heat transfer in turbulent flows / Obula Reddy Kummitha, K.M. Pandey // Procedia Engineering – 2015. - №127. – p. 711-718.

Машенков А.Н., Косолапов Е.А. О методах численного решения двумерных уравнений Буссинеска для свободной конвекции. // Academia. Архитектура и строительство. 2010. № 3. С. 292 – 296.

Mashenkov A.N., Kosolapov E.A. O metodakh chislennogo resheniya dvumernykh uravnenii Bussineska dlya svobodnoi konvektsii. [Methods for the numerical solution of the two-dimensional Boussinesq equations for free convection]. Academia, Arkhitektura i stroitel’stvo, 2010, no 3, pp. 292 – 296.

Кузнецов Г.В., Максимов В.И., Шеремет М.А. Естественная конвекция в замкнутом параллелепипеде при наличии локального источника энергии // Прикладная механика и техническая физика. 2013. Т. 54 № 4. С. 86 – 95.

Kuznetsov G.V., Maksimov V.I., Sheremet M.A. Estestvennaya konvektsiya v zamknutom parallelepipede pri nalichii lokal’nogo istochnika energii. [Natural convection in a closed parallelepiped in the presence of a local energy source]. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika, 2013, Vol. 54, no 4. pp. 86 – 95.

Варапаев В.Н. Математическое моделирование комбинированного теплообмена при естественной конвекции воздуха в незамкнутых областях // Вестник МГСУ. 2010. № 1. С. 248 – 254 .

Varapaev V.N. Matematicheskoe modelirovanie kombinirovannogo teploobmena pri estestvennoi konvektsii vozdukha v nezamknutykh oblastyakh [Mathematical modeling of combined heat transfer in natural convection of air in nonclosed areas]. Vestnik MGSU, 2010, no 1, pp. 248 – 254 .

The authors declare that there are no conflicts of interest present.