رابطه‌اي براي پيش‌بيني ساعت به ساعت دماي پانل‌هاي فلزي با دماي متغير تطبيقي در سيستم‌هاي سرمايش تابشي سقفي

Effects of Adaptive Temperature Metal Panels on Thermal Comfort and Energy Consumption of Radiant Ceiling Cooling Systems

شرايط محيط داخل ساختمان و بار برودتي اعمال شده به آن، به‌شدت به شرايط محيط خارج وابسته است. شرايط محيط خارج ساختمان نيز در طول شبانه‌روز دائماً در حال تغيير است؛ لذا فرض وجود شرايط ثابتي براي فضاي داخل ساختمان به‌عنوان شرايط آسايش حرارتي چندان قابل توجيه نيست. به‌نظر مي‌رسد كه با تغيير شرايط عملكرد سيستم، متناسب با تغييرات محيط خارج بتوان با حفظ شرايط آسايش حرارتي، در مصرف انرژي نيز صرفه‌جويي كرد. در اين مقاله تأثير استفاده از پانل‌هاي فلزي با دماي تطبيقي در عملكرد سيستم‌هاي سرمايش تابشي سقفي از نظر مصرف انرژي و آسايش حرارتي بررسي، با عملكرد پانل‌هاي دما ثابت مقايسه شده است. نتايج بررسيهاي ساعت به ساعت حاكي از آن است كه در تهران با بيشينه رطوبت نسبي 65%، در ساختمانهايي كه پنجره و ديوار خارجي شمالي يا جنوبي دارند؛ تقريباً در 10 ساعت از شبانه‌روز به‌هيچگونه وسيله سرمايشي نياز نيست. در ساير ساعتها نيز مي‌توان با استفاده از پانل‌هاي فلزي با دماي تطبيقي، در شرايط تهويه طبيعي و بدون نگراني از احتمال رخداد ميعان، شرايط آسايش حرارتي را فراهم كرد. اين در حالي است كه در ساختمانهايي كه جهت غربي يا شرقي دارند، فقط در 7 ساعت از شبانه‌روز نياز به سيستم‌هاي سرمايشي احساس نمي‌شود. در اين‌گونه ساختمانها در برخي از ساعتهاي فعاليت سيستم، امكان رخداد ميعان وجود دارد. در اين بازه‌هاي زماني مي‌توان به‌كمك تهويه مكانيكي و افزايش تعداد دفعات تعويض هوا، احتمال رخداد ميعان را به حداقل رسانيد. بررسيهاي انجام شده روي سيستم‌هاي سرمايش سقفي با پانل‌هاي فلزي با دماي تطبيقي نشان داد كه با استفاده از سيستم‌هاي تطبيقي، بسته به جهت پنجره و ديوار خارجي ساختمان، با حفظ شرايط آسايش حرارتي مي‌توان 29 تا 45 درصد نسبت به سيستم‌هاي دما ثابت در مصرف انرژي اوليه صرفه‌جويي كرد.

Internal thermal conditions and cooling load of the buildings intensely depend on outdoor conditions. Outdoor conditions of the building are not constant during a day, so assumption of constant thermal conditions for indoor is not proper. It seems that using adaptive temperature panels proportional to the variations of outdoor conditions decreases the energy consumption in comparison with constant temperature cooling panels. In this paper the effects of adaptive temperature metal panels are investigated on energy consumption of the buildings and thermal comfort conditions of the occupants. Results of hourly analysis show that, in Tehran with maximum relative humidity of 65%, in buildings with north and south orientations, we do not need cooling systems in nearly 10 hours of a day, in remains we can provide thermal comfort conditions by radiant ceiling cooling panels with natural ventilation and without any anxiety about condensation on the panels. However, in buildings with east or west orientations we do not need to air conditioning and cooling systems in only 7 hours of a day. In these buildings condensation is inevitable in some intervals of system operation during a day. In these periods, we can decrease the probability of condensation by using mechanical ventilation. Results also demonstrate that cooling energy consumption is decreased of 29 to 45% depending on the orientation of building.