Experimental studies of the thermal regime of the room when using heating ceramic panels

B.I. Basok; S.M. Goncharuk; V.P. Priemchenko; M.P. Novitska; O.M. Nedbailo; M.V. Tkachenko

doi:10.26909/csl.3.2021.2

B.I. Basok Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, str. Bulakhovskogo, 2, Bldg. 2, Kyiv, 03164, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-8935-4248
S.M. Goncharuk Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, str. Bulakhovskogo, 2, Bldg. 2, Kyiv, 03164, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-5609-7337
V.P. Priemchenko Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, str. Bulakhovskogo, 2, Bldg. 2, Kyiv, 03164, Ukraine http://orcid.org/0000-0003-4785-4815
M.P. Novitska Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, str. Bulakhovskogo, 2, Bldg. 2, Kyiv, 03164, Ukraine http://orcid.org/0000-0003-2867-101X
O.M. Nedbailo National Technical University of Ukraine“Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, av. Peremogy, Bldg. 37, Kyiv, 03056, Ukraine http://orcid.org/0000-0003-1416-9651
M.V. Tkachenko Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine, str. Bulakhovskogo, 2, Bldg. 2, Kyiv, 03164, Ukraine http://orcid.org/0000-0001-8345-1613

DOI: https://doi.org/10.26909/csl.3.2021.2

Abstract

The article presents the results of experimental studies of the parameters of ceramic panels. Experimental measurements of air temperature in a room for which an electric ceramic panel is used as heating devices are given. The automatic system of monitoring of temperature in the room is described.

During the experiments it was determined that the surface temperature of the ceramic plate of the heater is higher in the center and decreases when approaching the edges. It is proved that the use of constant surface temperature is acceptable in CFD modeling of a room with ceramic electric heaters. The profile of temperature distribution on height of the room at its heating by means of an electric ceramic heater is resulted in work. The air temperature is relatively evenly distributed over the height of the room. In this study, when entering the quasi-stationary mode, the air temperature in the height of the room varied in the range from 24 to 27˚C, which is slightly higher than the norm for the temperature in domestic premises. In order to save energy in this case it is necessary to reduce the service life of ceramic electric heaters. In the future it is necessary to develop a thermophysical numerical model and verify it with the help of the obtained experimental data. In addition, with the help of the model you can conduct research and determine the optimal location of ceramic electric heaters in the space of the room. Key words: radiation ceramic heater, experimental research, temperature monitoring.

References

1. Shaimaa Seyam, Ahmed Huzayyin, Hesham El-Batsh, Sameh Nada Experimental and numerical investigation of the radiant panel heating system using scale room model. Energy and Buildings, Volume 82, 2014. P.130 - 141. DOI: 10.1016/j.enbuild.2014.07.003.

2. Басок Б.И., Недбайло А.Н., Новицкая М.П., Ткаченко М.В., Гончарук С.М. Численное моделирование теплообмена между теплоносителем и воздухом в помещении при напольном отоплении. Инженерно-физический журнал. 2013. Т. 86. №2. С. 394 – 399. DOI: 10.1007/s10891-013-0850-y

3. Басок Б.І., Недбайло О.М., Новіцька М.П., Ткаченко М.В. Моделювання теплового стану приміщення з системою водяного підлогового опалення. Промышленная теплотехника. (Теплофізика та теплоенергетика). 2012. Т. 34. №7. С. 65 – 73.

4. Jonn Are Myhren, Sture Holmberg Flow patterns and thermal comfort in a room with panel, floor and wall heating,Energy and Buildings. Volume 40, Issue 4, 2008. P. 524 – 536. DOI:10.1016/j.enbuild.2007.04.011.

5. Qingyan Chen Comfort and energy consumption analysis in buildings with radiant panels. Energy and Buildings. Volume 14, Issue 4, 1990. P. 287-297. DOI: 10.1016/0378-7788(90)90091-V.

6. B. Basok, M. Novitska, S. Goncharuk, M. Moroz, A. Timoshenko. Experimental passive house of the institute of engineering thermophysics. Proceeding of IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems. April 17 - 19.2019. Kyiv, Ukraine. P. 108 - 111. DOI: 10.1109/ess.2019.8764182

7. Божко И.К., Калинина М.Ф., Гончарук С.М., Недбайло А.Н. Теплофизическая лаборатория для исследования особенностей энергоэффективности зданий. Кераміка: наука і життя. №3(24). 2014. С. 74 – 83.

8. Басок Б.И., Недбайло А.Н., Божко И.К., Ткаченко М.В. Технические аспекты системы энергообеспечения пассивного дома. Енергоефективність в будівництві та архітектурі. 2016. Випуск 8. С. 3 – 9.

9. Басок Б.І., Недбайло О.М., Ткаченко М.В., Божко І.К., Новіцька М.П. Схемні рішення оснащення енергоефективного будинку системою теплозабезпечення. Промышленная теплотехника (Теплофізика та теплоенергетика). 2013. Т. 35. №1. С. 50 – 56.

10. Басок Б.И., Божко И.К., Недбайло А.Н., Лысенко О.Н. Поливалентная система теплообеспечения пассивного дома на основе возобновляемых источников энергии. Инженерно-строительный журнал. №6. 2015. С. 32 – 43. DOI: 10.5862/MCE.58.4

11. Б.І. Басок, І.К. Божко, Т.Г. Бєляєва, С.М. Гончарук, О.М. Недбайло, М.П. Новіцька, М.В. Ткаченко, М.А. Хибина. Полівалентна система теплозабезпечення експериментального будинку пасивного типу (площею 300 м2) на основі використання відновлюваних та альтернативних джерел енергії. Наука та інновації. 2014. Т.10. №6. С. 34 - 52. DOI: 10.15407/scin10.06.034

12. Недбайло О.М., Божко І.К. Аналіз енергетичних параметрів роботи системи теплопостачання енергоефективного будинку. Енергоефективність в будівництві та архітектурі. 2017. Випуск 9. С. 179 – 182.

13. ДБН В.2.6-31:2006. Теплова ізоляція будівель.