lämpökuormien aiheuttamien konvektiovirtausten vaikutus ......tekniikan edistämissäätiö (tes)...
TRANSCRIPT
Lämpökuormien aiheuttamien konvektiovirtaustenvaikutus huoneen virtauskenttään
Risto KosonenProfessori, LVI-tekniikka
Tutkimusta on rahoittanut:
Säätiö L.V.Y.
K. V. Lindholmin säätiö
Tekniikan edistämissäätiö (TES)
Doctoral Education Network in Energy Technology (DENET)
Sisäilmastoseminaari 2017MessukeskusKeskiviikko 15.3.2017, 8:45–16:30
Sami Lestinen1, Simo Kilpeläinen1, Risto Kosonen1, Juha Jokisalo1, Hannu Koskela2
1Aalto-yliopisto, Konetekniikan laitos, LVI-tekniikka2Turun ammattikorkeakoulu
Sisältö
• Motivaatio
• Metodit
• Tulokset
Motivaatio
✓ Suurten lämpökuormien tiloissa luonnollisen konvektion
virtaukset ovat vallitsevia
✓ Huonetilassa esintyy mikro- ja makrotason pyörteitä, joiden
luonnetta ei tunneta
✓ Huonetilan pyörteisyydellä ja luonteella keskeinen merkitys
termiseen viihtyisyyteen
Kosonen R, Lastovets N, Mustakallio P, Carrilho da Graça G, Mateus NM, Rosenqvist
M. (2016). The effect of typical buoyant flow elements and heat load combinations on
room air temperature profile with displacement ventilation, Building and Environment.
Müller, D., Kandzia, C., Kosonen, R., Melikov, A. K., & Nielsen, P. V. (2013). Mixing
Ventilation. Guide on mixing air distribution design. Federation of European Heating
and Air-Conditioning Associations, REHVA.
Tavoitteet
✓ Tutkia huonevirtauskentän erityispiirteitä ja saada lisätietoa
makro- ja mikropyörteiden luonteesta
✓ Hyödyntää Fourier-analyysiä tarkastelussa
✓ Tutkimuskysymys – Miten konvektiovirtaukset vaikuttavat
huoneen virtauskenttään ja pyörteisiin ?
Heiselberg, P., & Nielsen, P. V. (1996). Flow Element Models. Aalborg: Dept.
of Building Technology and Structural Engineering. (Indoor Evironmental
Technology; No. 65, Vol. R9657).
Huonetilan virtauselementit
Koejärjestely
✓ 12 lämmönlähdettä => 40…80 W/m2,lattia
✓ Tasainen ilmanjako – pieni liikemäärä
✓ Mittaussalko: 0.1–0.6–1.1–1.25–1.4–1.7–2.3–2.9 m
Mittarit
✓ Suuntariippumaton anemometri (7 pcs)
✓ Ultraäänianemometri (1 pcs)
✓ Tinytags – huoneilman lämpötila ja kosteus
✓ Swema 3000 – painemittari
✓ Mittalaippa – ilmavirta
✓ Lämpökamera – pintalämpötilat
Visualisointi
✓ Savuvisualisointi – virtauskuviot
✓ Kevyet suikaleet katossa – suuret pyörteet
Tulokset
Huoneilman nopeusvaihtelu kasvoi kun lämpöteho kasvoi
Tulokset
Ilman nopeuden vaihtelun energia kasvoi kun lämpöteho kasvoi
Yhteenveto
✓ Ilman liike ja nopeuden vaihtelukasvoi kun lämpöteho kasvoi
✓Turbulenssiaste kasvoi kun keskinopeus pieneni
✓Nopeusvaihtelun energia kasvoisuuremmalla lämpöteholla ja keskinopeudella