Дослідження та удосконалення методики поліпшення мікрокліматичних умов у приміщеннях житлових і громадських будівель за рахунок рівномірного впливу променистого теплообміну на організм людини і підвищення енергоефективності технологій його забезпечення.
Аннотация к работе
ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукНаукова новизна одержаних результатів: уперше запропонований критерій оцінки впливу теплових параметрів мікроклімату на поверхню тіла людини, що дозволяє оцінити нерівномірність розподілу теплового потоку з урахуванням променистої складової теплообміну при різних технологіях обігріву приміщень; Особистий внесок здобувача складається з аналізу науково-технічної і патентної літератури в галузі мікроклімату приміщень і систем, що його забезпечують [4], в обґрунтуванні мети і задач досліджень, з розробки методик і виконання експериментальних досліджень [2, 3], наукового обґрунтування отриманих результатів, розробок математичної моделі розрахунку умовної температури біля поверхні тіла людини з врахуванням променистої складової теплообміну [5, 6], фізичної моделі для дослідження впливу параметрів внутрішнього середовища на людину, енергоефективної технологічної схеми обігріву [13], а також методик конструктивного розрахунку гріючих поверхонь і теплоакумулятора [7, 10]. У вступі розкрита актуальність досліджень, спрямованих на створення комфортного мікроклімату в приміщеннях житлових і громадських будівель для поліпшення умов праці і підвищення працездатності людини, розробку критеріїв оцінки впливу параметрів мікроклімату на людину, які створюються системами низькотемпературного поверхнево-розвинутого обігріву; сформульовані мета і задачі досліджень, обґрунтовані новизна і практична цінність роботи. Якщо просумувати температури, що впливають на поверхню тіла людини в кожній точці, то одержимо картину розподілу теплового опромінення і, як наслідок, температури біля поверхні тіла людини. Результати експериментальних досліджень розподілу профілю температур біля поверхні тіла людини були приведені до натурних умов за допомогою розроблених масштабів перерахунку: умовної температури біля поверхні тіла людини: ,(5) де тпч - умовна температура біля поверхні тіла людини, ОС;Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій наведено теоретичне узагальнення і нове рішення актуальної наукової задачі з охорони праці людини в приміщеннях житлових і громадянських будівель шляхом поліпшення умов мікроклімату за рахунок використання поверхнево-розвинутого низькотемпературного обігріву. Запропоновано використовувати в оцінці теплових параметрів мікроклімату поняття умовна температура біля поверхні тіла людини, що являє собою сумарну дію температури внутрішнього повітря і температур поверхонь, звернених в середину приміщення. Вперше запропонований критерій оцінки нерівномірності впливу променистого теплообміну при різних технологіях опалення, що характеризує нерівномірність розподілу умовної температури біля поверхні тіла людини і може бути використаний при виборі схем обігріву приміщень. Розроблена і побудована фізична модель приміщення, що дозволяє здійснити порівняльні дослідження різних технологій обігріву і їхнього впливу на людину. Проведено дослідження на моделі теплових параметрів мікроклімату при різних технологіях обігріву й отримані профілі розподілу температур біля поверхні тіла людини.
Вывод
Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій наведено теоретичне узагальнення і нове рішення актуальної наукової задачі з охорони праці людини в приміщеннях житлових і громадянських будівель шляхом поліпшення умов мікроклімату за рахунок використання поверхнево-розвинутого низькотемпературного обігріву.
Основні наукові і практичні результати, висновки та рекомендації роботи полягають в наступному: 1. Запропоновано використовувати в оцінці теплових параметрів мікроклімату поняття умовна температура біля поверхні тіла людини, що являє собою сумарну дію температури внутрішнього повітря і температур поверхонь, звернених в середину приміщення.
2. Вперше запропонований критерій оцінки нерівномірності впливу променистого теплообміну при різних технологіях опалення, що характеризує нерівномірність розподілу умовної температури біля поверхні тіла людини і може бути використаний при виборі схем обігріву приміщень.
3. Розроблена і побудована фізична модель приміщення, що дозволяє здійснити порівняльні дослідження різних технологій обігріву і їхнього впливу на людину. Проведено дослідження на моделі теплових параметрів мікроклімату при різних технологіях обігріву й отримані профілі розподілу температур біля поверхні тіла людини. Установлено, що при розробці системи обігріву будинку необхідно застосовувати елементи обігріву, які б мали розвинену поверхню для рівномірного нагрівання огороджуючих конструкцій. При цьому температура поверхонь конструкцій, що обгороджують, повинна бути рівна температурі внутрішнього повітря або така, щоб при тривалому впливі на поверхню тіла людини не викликати внутрішнього напруження механізму терморегуляції.
4. Вперше розроблена математична модель визначення умовної температури, що дозволяє розрахувати її величину в будь-якій точці біля поверхні тіла людини, для аналітичної оцінки нерівномірності її впливу.
5. Удосконалено залежність для визначення працездатності людини при зміні впливу умовної температури на поверхню тіла людини для різних категорій виконуваних робіт.
6. Запропоновано енергоефективну технологію обігріву, розроблена енергоекономічна система низькотемпературного поверхнево-розвинутого обігріву приміщень і вказаний напрямок її удосконалення. Запропонована акумуляція теплової енергії, що надходить від альтернативних джерел у сезонні низькопотенціальні і високопотенціальні теплоакумулятори.
7. Розроблено математичну модель енергоекономічної системи поверхнево-розвинутого обігріву приміщення, яка дозволяє при відомих значеннях параметрів джерела теплової енергії здійснювати дослідження режимів її роботи і визначати оптимальні значення внутрішніх параметрів мікроклімату.
8. Розроблено і реалізовано фізичну модель теплоакмулятора, робота якого базується на теплоємності матеріалів. Запропоновано схему теплоакумулятора, способи його влаштування і розроблена методика його конструктивного розрахунку.
9. Розроблена енергоефективна система забезпечення мікроклімату, яка дозволяє поліпшувати санітарно-гігієнічні умови праці і дає економічний ефект.
10. Запропоновано методику розрахунку економічних надходжень (прибутку) від поліпшення параметрів мікроклімату приміщення енергоекономічною системою обігріву.
11. Запропоновано методику визначення оптимальних параметрів теплової ємності і конструктивних розмірів ґрунтового теплоакумулятора, виходячи з економічних умов.
12. Результати роботи впроваджені на ряді підприємств м. Дніпропетровськ і використовуються в навчальному процесі ПДАБА.
Список литературы
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Энергосберегающие технологии регулирования в системах отопления зданий. //Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение; - Дн-ск: ПГАСА. - 2000. - Вып. 11. - С. 229-232. (автором проведений аналіз енергозберігаючих технологій регулювання роботи систем опалення).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Разработка методики физического моделирования микроклимата помещений с лучисто-конвективным отоплением. //Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение; - Дн-ск: ПГАСА. - 2001. - Вып. 12. - С. 271-273. (автором розроблена методика фізичного моделювання теплових процесів в приміщеннях).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О., Дегтярь О.П. Исследование распределения температурных полей в теплоаккумуляторе. //Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Дніпропетровськ: ПДАБА. - 2001. - №12. - С. 58-62. (автором проведені основні експериментальні дослідження з розподілу температурних полів у ґрунтовому теплоакумуляторі).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Состояние микроклимата в помещениях при различных технологиях отопления. //Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение; - Дн-ск: ПГАСА. - 2001. - Вып. 13. - С. 22-25. (автором проведений аналіз стану мікроклімату у приміщеннях при різноманітних технологіях їх обігріву).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Модель оценки влияния радиационных температур на организм человека в жилых и общественных зданиях. //Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение; - Дн-ск: ПГАСА. - 2001. - Вып. 13. - С. 42-48. (автором запропонована математична модель оцінки впливу параметрів мікроклімату на людину).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Теплообмен человека в помещении. //Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение; - Дн-ск: ПГАСА. - 2002. - Вып. 15. Часть 2. - С. 169-171. (автором запропонована математична модель визначення теплообміну людини в приміщенні).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Расчет поверхности теплоаккумуляторов, основанных на теплоемкости материалов. //Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Дніпропетровськ: ПДАБА. - 2002. - №8. - С. 51-56. (автором розроблена методика розрахунку поверхні теплоакумулятора).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Энергосберегающие технологии обогрева помещений при создании комфортных микроклиматических условий помещений. //Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Дніпропетровськ: ПДАБА. - 2003. - №7. - С. 55-59. (автором розглянуті енергозберігаючі технології обігріву приміщень для створення комфортних мікрокліматичних умов).
Данилов М.П, Ветвицкий И.Л., Петренко В.О. Особенности совершенствования микроклимата и физический стресс при управлении различными сложными объектами. //Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Дніпропетровськ: ПДАБА. - 2003. - №9. - С. 20-24. (автором розглянуті вимоги до параметрів мікроклімату приміщень і їх вплив на працеспроможність людини при управлінні важливими об‘єктами).
Петренко В.О. Методика определения емкости теплоаккумулятора из экономических условий //Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Дніпропетровськ: ПДАБА. - 2004. - №2. - С. 46-52. (автором запропонована методика визначення теплової ємності і конструктивних розмірів ґрунтового теплоакумулятора виходячи з економічних умов).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О., Петренко А.О. Разработка зависимостей, определяющих работоспособность человека от изменения параметров внутреннего микроклимата //Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностроение; - Дн-ск: ПГАСА. - 2004. - Вып. 28. - С. 437-441. (автором розроблені залежності, які визначають працеспроможність людини від зміни теплових параметрів внутрішнього мікроклімату).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Обеспечение комфортных микроклиматических условий в жилых и общественных зданиях энергоэкономической системой панельно-лучистого отопления с низкотемпературным теплоносителем. //Сб. научн. тр.: Перспективные задачи инженерной науки. Под общ. ред. д.т.н., проф. Большакова В. И.; - Дн-ск: ПГАСА. - 2000. - С. 166-168. (автором запропоновано забезпечення мікроклімату приміщень низькотемпературним панельно-променевим опаленням).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Разработка энергоэффективной системы низкотемпературного обогрева. //Сб. научн. тр.: Перспективные задачи инженерной науки. Под общ. ред. д.т.н., проф. Большакова В.И.; - Дн-ск: ПГАСА. - 2001. - С. 261-265. (автором розроблена енергоефективна система низькотемпературного обігріву приміщень).
Чесанов Л.Г., Петренко В.О. Разработка критериев и коэффициентов оценки микроклимата помещений. //Сб. научн. тр.: Перспективные задачи инженерной науки. Под общ. ред. д.т.н., проф. Большакова В. И.; - Дн-ск: ПГАСА. - 2002. - Вып. 4.- С. 130-133. (автором розроблені критерії оцінки параметрів внутрішнього мікроклімату).
Пат. 52287А України, F24D11/00. Система опалення житлових та адміністративних будівель // Л.Г. Чесанов, В.О. Петренко; Дата подання 02.04.2002; Дата ріш. 29.08.2002; Опубл. 16.12.2002, Бюл. №12.
Пат. 63454А України, F24D11/00. Система опалення житлових та громадських будівель // Л.Г. Чесанов, В.О. Петренко, А.О. Петренко; Дата подання 22.04.2003; Дата ріш. 15.01.2004; Опубл. 15.01.2004, Бюл. №1.