Експериментальні дослідження експлуатаційних показників термоактивної покрівельної панелі

Abstract

Вступ. Використання сонячної енергії в будівництві набуває широкого розповсюдження, зважаючи на стрімке зростання тарифів на енергоресурси. Проблематика. Покрівля будівлі відповідає за 10—25 % тепловитрат в опалювальний сезон. В літній період інтенсивне нагрівання великої площі покрівлі призводить до підвищення температури всередині приміщення та, відповідно, до активного використання систем кондиціювання. Мета. Розробка експериментального зразка термоактивної покрівельної панелі, яка містить матеріал з фазовим перетворенням, та дослідження експлуатаційних показників зразка в літній період з подальшим експлуатуванням як додаткового джерела опалення або кондиціювання повітря для покращення температурного балансу мікроклімату всередині будівлі. Матеріали й методи. Натурні дослідження виконано в липні 2018 року на експериментальному зразку термоактивної покрівельної панелі, яка містить матеріал з фазовим перетворенням в металевому корпусі, що захищений мідним покрівельним листом та ефективним утеплювачем. Результати. При виконанні експериментальних досліджень термоактивної покрівельної панелі отримано різницю температур (на вході та виході), яка змінюється від 1,2 до 4 °С протягом 10 год. 45 хви-- лин. Наявність матеріалу з фазовим перетворенням дозволяє знизити температуру покрівельного листа приблизно вдвічі: датчик М01 зафіксував максимальну температуру 87,8 °С з матеріалом із фазовим перетворенням та 43,7 °С — без вказаного матеріалу. Висновки. Використання матеріалу з фазовим перетворенням знижує температуру мідного листа внутрішньої поверхні покрівельної панелі вдвічі під час проведення досліду в літній період. Застосування подібної технології доцільне для зменшення витрат енергії на кондиціювання повітря всередині приміщення, для енергозберігаючого, екологічного та автономного будівництва житлового чи промислового призначення.

Introduction. The use of solar energy in construction is widespread due to a rapid growth in energy tariffs. Problem Statement. The share of building roof in the heat consumption during a heating season accounts for 10—25%. In summertime, intensive heating of a large roof area leads to a high room temperature and, therefore, active use of air conditioning systems. Purpose. The purpose is to develop an experimental sample of thermosetting roof panel containing a material with phase transformation and to study the operational parameters of the sample in summertime. Further, the roof panel is planned to be used as additional source of heating or air conditioning to improve the temperature balance of microclimate inside the building. Materials and Methods. The field study was conducted in July 2018 on a pilot sample of thermosetting roof panel containing a material with phase transformation in a metal casing protected by a copper roofing sheet and an effective heater. Results. When performing experimental study of the thermosetting roof panel, a temperature difference (between the inlet and the outlet) that varies from 1.2 to 4 °C for 10 h 45 min has been observed. The presence of material with phase transformation can reduce the roof sheet temperature about two times: the M01 detector has recorded a maximum temperature of 87.8 °C, in the case of material with phase transformation, and 43.7 °C, in the case without the use of the mentioned material. Conclusions. The experiment has shown that in summertime the use of the material with phase transformation reduces twice the temperature of the copper sheet of the roof panel inner surface. The use of such technology is advisable to reduce the cost of energy for air conditioning indoor, enables construction of energy-saving environment friendly residential and industrial buildings.