Ústav technických zařízení budov

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 45
  • Thumbnail Image
    Item
    Theoretical evaluation of night sky cooling in the Czech Republic
    (Elsevier, 2014-01-22) Šíma, Jiří; Šikula, Ondřej; Košútová, Katarína; Plášek, Josef
    Energy necessary for cooling of building in summer season makes a big part of energy required for building operation. Redundant heat removal in summer can be realized in various ways. One of possible methods, mainly in desert areas, is using thermal radiation against night sky. The paper deals with theoretical efficiency evaluation of night sky cooling in climatic condition of Czech Republic. The numerical simulations of non-steady heat transfer and internal thermal comfort evaluation in an office room has been performed. We have considered a cooling system consists of radiating panels placed on the roof, connected by pipes with the cooling ceiling in an office room. The radiating panel is used to cool down the cooling water by convection and heat radiation against the night sky. At first we processed the real hourly climatic data for city Brno and by using the extra-terrestrial solar irradiation we calculated night sky temperature during cloudy conditions and other necessary climate parameters for the long-term simulations. From this file of data, we selected seven typical combinations of equivalent sky temperatures, external air temperatures and wind velocities in order to cover the external conditions during the summer nights. Next we assumed a variable mean temperature of water flowing through the radiating panel in order to be able of computing its thermal performance. Then we carried out seven simulations of chosen radiating panel with these boundary conditions by means of computational fluid dynamics method (CFD) in the software Fluent. The data obtained were processed in the own software so we set the appropriate regression functions describing the thermal behaviour of radiating panel, which was then used for long-term thermal performance simulations in software TRNSYS. The multi zone model in TRNSYS links the building and its equipment with thermal the cooling ceiling model as well as with the water loop containing the radiating panels. This computer model is capable of simulating the night sky cooling impact on the building and its internal environment. Since the investigation we carried out at the chosen office building, we used the typical office operation inclusive the schedules of occupancy, natural ventilation, heat gains from lightning, equipment etc. Then have performed two long-term simulations with and without night sky cooling. The simulations have shown the outlet temperature of the radiant panel below the external air temperature in a few cases. This finding confirms the positive effect of radiation transfer against the night sky in the climate of Czech Republic. The thermal comfort was evaluated according the standard ISO 7730 and has been found the significant improvement of internal thermal comfort by using the night sky cooling in the testing office building.
  • Thumbnail Image
    Item
    Optimalizace výpočtového modelu místnosti s chladicím trámcem pomocí experimentálního měření v reálných podmínkách
    (IBPSA-CZ, ČVUT, 2008-11-06) Zubíček, Vojtěch; Děckuláček, Zbyněk; Šikula, Ondřej
    Simulační řešení je v dnešní době jednou z nejaktuálnějších metod, pomocí které lze postihnout výměnu tepla, látky a dynamiku tekutin ve zkoumaném prostoru. Nejzásadnější předpoklad správného zpracovávání numerických CFD simulací je aplikace vhodných okrajových podmínek tak, aby výsledek řešení co nejlépe odpovídal skutečnému charakteru proudění. V příspěvku je řešena verifikace simulačního řešení, využívajícího software Flovent, experimentálním měřením prováděným v reálném prostoru při reálných podmínkách. Předmětem řešení je vybraná zasedací místnost s instalovaným chladicím trámcem, kde jsou měřena a následně stanovena rychlostní pole v daném prostoru. Závěrem příspěvku je porovnání výsledků měření se simulacemi zpracovanými před a po optimalizaci vstupních okrajových podmínek výpočtu.
  • Thumbnail Image
    Item
    Hybrid Roof Panels for Night Cooling and Solar Energy Utilization in Buildings
    (Elsevier, 2015-08-28) Šikula, Ondřej; Vojkůvková, Petra; Šíma, Jiří; Plášek, Josef; Gebauer, Günter
    The aim of this contribution is to evaluate the usability of solar hybrid panels, which were originally optimized for heat load removal from buildings by radiation against the night sky, for water preheating. First we created a surrogate model based on CFD simulations defining performance of the panel dependent on changing boundary conditions. This model was then implemented to the water heating model created in TRNSYS software. Estimated hot water usage would suffice for operation of 2 restaurant facilities in a building of our interest. Subsequent simulations were carried out using reference year climate data for Brno (Central Europe). Results demonstrated that in the given conditions, the average annual efficiency of solar energy usage is 55%. The results also showed that the system is able to cover approximately 7% of the heat demand for water heating.
  • Thumbnail Image
    Item
    Výpočtové modely velkoplošných systémů vytápění s velkou akumulací
    (Slovenská spoločnosť pre techniku prostredia ZSVTS Bratislava, 2012-02-27) Šikula, Ondřej
    Příspěvek se zabývá modely časově ustáleného a dynamického tepelného chování velkoplošných systémů vytápění s velkou akumulací, zde konkrétně vytápění stěnového a podlahového. Fyzikální působení velkoplošných otopných systémů na vnitřní klima je poměrně komplikované. Realizuje se zde vedení tepla, proudění a sálání a to vše v trojrozměrném prostoru a v čase. Přesný analytický výpočet těchto mechanismů přenosu tepla a látky je nemožný a je tak nutné vždy přistoupit k určitým zjednodušením. Hlavní náplní tohoto příspěvku je prezentovat matematické a matematicko fyzikální modely velkoplošných systémů a také diskutovat jejich výhody a nevýhody.
  • Thumbnail Image
    Item
    Numerical Simulation of the Effect of Heat Gains in the Heating Season
    (Elsevier, 2012-03-08) Šikula, Ondřej; Plášek, Josef; Hirš, Jiří
    This paper is concerned with the description and verification of an energy model of a building using the BSim software. The aim is to determine the effect of the basic heat gains on the energy consumption of a building. Simulations were performed on the basis of the actual hourly-interval climatic data over a whole year. It has been found, that the highest heat gain comes from solar radiation.