Simulāciju modelis dzesēšanas paneļiem ar iebūvētu latento siltumenerģijas akumulācijas sistēmu

Abstract

Promocijas darba mērķis – uz vienādojumiem balstīta simulācijas modeļa izstrāde dzēšanas panelim ar integrētu latento termālās enerģijas akumulatoru, kas ir eksperimentāli validēts un paredzēts izmatošanai gandrīz nulles enerģijas ēkās. Šāda modeļa izstrāde ir nepieciešama, lai šī tehnoloģija būtu gatava izmantošanai būvniecības industrijā. Promocijas darbs ietver literatūras apskatu un eksperimentālu pētījumu. Literatūras apskatā ir iekļauts pārskats par gandrīz nulles enerģijas ēku prasībām Eiropas Savienības dalībvalstīs, iepriekšējiem pētījumiem pasīvās dzesēšanas tehnoloģiju jomā un latento termālās enerģijas akumulatoru tehnoloģijām. Pasīvās dzesēšanas sistēmas, kas ir aplūkotas literatūras apskatā, tiek uzskatītas par potenciāliem dzesēšanas enerģijas avotiem, ko var izmantot kopā ar iepriekš minētajiem dzesēšanas paneļiem. Šo tehnoloģiju kombināciju var lietot, lai reaģētu uz telpu pārkaršanas problēmām gandrīz nulles enerģijas ēkās. Eksperimentālā pētījuma mērķis ir iepriekš minētā paneļa simulācijas modeļa izstrāde un validācija. Pētījumā izmantotais matemātiskais modelis ir izstrādāts, izmantojot dinamisko simulāciju rīku IDA ICE, un ietver apakšmodeļus, kas rakstīti NMF (Neutral Model Format) programmēšanas valodā. Simulāciju modelis ir validēts eksperimentālos mērījumos, kas veikti testa kamerā, kas izstrādāta speciāli šim pētījumam. Eksperimentālajā pētījumā veikta arī salīdzinoša analīze, kurā savstarpēji salīdzināti izstrādātā simulācijas modeļa rezultāti ar rezultātiem, kas iegūti no plūsmas dinamikas simulācijas (CFD), ko iepriekš izstrādājusi cita pētnieku komanda. Izstrādātā simulācijas modeļa precizitāte attiecībā pret eksperimentālajiem mērījumiem testa kamerā: maksimālā novirze ir 2,2 °C, vidējā kvadrātiskā kļūda – 1,01 °C. Rezultāti liecina par to, ka izstrādātā modeļa precizitāte ir līdzvērtīga vai augstāka par precizitāti, kas ziņota citos līdzīgos pētījumos. Līdz ar to var uzskatīt, ka šī modeļa precizitāte ir pietiekama, lai to izmantotu enerģijas patēriņa, termālā komforta un dzesēšanas slodžu simulācijās, kas ietver pilnu ēkas apjomu. Eksperimentālajā pētījumā ir norādīti arī vairāki izstrādātā modeļa ierobežojumi, kas būtu jāņem vērā, lai sasniegtu precizitāti, kas uzrādīta šajā pētījumā.