Examining Wind Flow's Impact on Multi-Storey Buildings:A Quest for Quality Improvement

This scientific article delves into the intricacies of wind flow's impact on multi-storey buildings, presenting results from a series of experimental investigations. The research encompasses an examination of wind interactions with buildings of varying heights and geometric profiles. Furthermore, it unveils the effects of tall structures on the natural ventilation and smoke evacuation systems of shorter edifices, considering different wind flow directions. The study leverages specialized wind tunnel and measurement techniques for a comprehensive analysis of wind-induced loads on buildings. The acquired insights furnish crucial input for the design of single-story temporary modular constructions within densely populated urban areas, subject to wind-induced stresses. Additionally, they hold potential applicability in the advancement of energy-efficient technologies and strategies within the realm of construction. The acquired dataset underscores the criticality of scrutinizing wind flow's impact on structures of varied typologies and dimensions and will allow to significantly improve the quality and efficiency of modern buildings in the future

Using of thermosiphon solar collector in an air heating system of passive house

In this article the using of thermosiphon solar collectors for system air heating of premises of passive houses was examined. The research determination the air velocity and air temperature in the space of experimental module were conducted. According to the research the field of temperature and air velocity in the space of the experimental module for different output of thermal solar radiation were built. The main factors that affect the value of speed and temperature of the internal air were identified. It was established that the presence of spiral turbo baffles increases the thermal output of thermosiphon collector to 15%, and the rate of heated flow to 17

Розроблення моделі надійності для аналізу причин непрацездатності модуля утримання птиці

A mathematical model of reliability has been developed for a poultry module. The suggested reliability model is designed for quantitative analysis of the causes of such a system failure. The reliability of the module for keeping poultry is formalized with a fault tree, which sets logical conditions for the appearance of the system failure. A failure is recognized as formation of such a microclimate in the area of keeping poultry that potentially threatens the birds’ lives and health. For the module, we distinguish between two main types of violation in its functioning – violation of the temperature control and violation of the ventilation mode in the box. The first case can pose the poultry a threat of hypothermia, and the second results in a lack of fresh air. The fault tree is used to form a homogeneous Markov model that is applied to calculate the characteristics of the system reliability. The model has helped determine the probabilistic characteristics of all causes of failure and the percentage contribution of each cause for a specified operating time. It has been revealed that the biggest contribution to the module failure is made by a simultaneous incapacity of the infrared heater and the calorifier, the exhaust fan failure, and the supply fan incapacity.Построена математическая модель надежности модуля для содержания птицы для анализа причин его неработоспособности в форме дерева отказов. С помощью марковской модели определены вероятностные характеристики всех причин неработоспособности, а также процентный вклад каждой причины для заданной наработки до отказа. Показано, что наибольший вклад в общий отказ вносят инфракрасный нагреватель и воздухонагреватель.Побудовано математичну модель надійності модуля для утримання птиці для аналізу причин його непрацездатності у формі дерева відмов. За допомогою марковської моделі визначено ймовірнісні характеристики всіх причин непрацездатності, а також відсотковий внесок кожної причини для заданого напрацювання до відмови. Показано, що найбільший внесок у загальну відмову вносять інфрачервоний нагрівач та повітронагрівач

Теоретично-експериментальний аналіз геліозахисту як частини енергоефективного будинку

The use of solar energy as a potential alternative source to ensure the heat supply to energy-efficient houses was explored. We have performed preliminary theoretical analysis of energy indicators for the combined heat supplying system when a solar window is used as part of the enclosure for an energy efficient house. In order to enhance operational effectiveness of the studied plant relative to existing solar collectors and to improve it in the structural aspect, the stratification of a heat carrier in the tank-accumulator of the combined heat supply system with a solar window was calculated.The study of operational efficiency of the experimental setup for using solar energy was carried out under the mode of circulation and gravitational motion of the heat carrier by the intensity of radiation of the solar energy simulator on the system of 600 W/m2 and 900 W/m2. Water was used as a heat carrier.We have analyzed changes in temperature of the heat carrier in the solar collector and in the tank-accumulator of the proposed combined solar heat supply system with a solar window as part of the external enclosure of an energy-efficient house.It was established that the heat carrier temperature under the circulation mode reached 26.5 °C. We have also presented comparative field, laboratory, and theoretical calculations of the average temperature of the heat carrier in the tank-accumulator under the mode of the heat carrier gravitation motion under various conditions.Efficiency of the experimental setup was calculated. The dynamics of change in efficiency of the solar heat supply system with a solar window were described. Efficiency was ≈55 % under the mode of heat carrier circulation for heat energy accumulation in the tank-accumulator, depending on heating duration. Under the mode of gravitational motion of the heat carrier, we calculated efficiency for the design of a solar window only, which was 53 %Исследовано использование солнечной энергии как потенциального альтернативного источника для обеспечения теплоснабжением энергоэффективных домов. Проведен предварительный теоретический анализ энергетических показателей комбинированной системы теплоснабжения за использование гелиоокна как части ограждения энергоэффективного дома. С целью повышения эффективности работы исследуемой установки относительно существующих солнечных коллекторов и улучшения ее в конструктивном аспекте было рассчитано стратификацию теплоносителя в баке-аккумуляторе комбинированной системы теплоснабжения с гелиоокном.Исследование эффективности работы экспериментальной установки в системе для использования солнечной энергии проводились в режиме движения циркуляции и гравитации теплоносителя по интенсивности излучения имитатора солнечной энергии на систему 600 Вт/м2 и 900 Вт/м2. В качестве теплоносителя использовали воду.Проанализировано изменение температуры теплоносителя в солнечном коллекторе и баке-аккумуляторе предложенной комбинированной системы солнечного теплоснабжения с гелиоокном как части внешней защиты энергоэффективного дома.Установлено, что температура теплоносителя в режиме циркуляции достигала 26,5 °С. Кроме этого, приведены сравнительные натурные, лабораторные и теоретические расчеты усредненной температуры теплоносителя в баке-аккумуляторе в режиме движения гравитации теплоносителя при различных условиях.Был рассчитан коэффициент полезного действия экспериментальной установки. Описана динамика изменения коэффициента полезного действия системы солнечного теплоснабжения с гелиоокном. В режиме движения циркуляции теплоносителя по накоплению тепловой энергии в баке-аккумуляторе, в зависимости от времени нагрева, КПД составлял ≈55 %. В режиме движения гравитации теплоносителя был подсчитан коэффициент полезного действия лишь конструкции гелиоокна, который составил 53 %Досліджено використання сонячної енергії як потенційного альтернативного джерела для забезпечення теплопостачанням енергоефективних будинків. Проведено попередній теоретичний аналіз енергетичних показників комбінованої системи теплопостачання за використання геліовікна як частини огородження енергоефективного будинку. З метою підвищення ефективності роботи досліджуваної установки відносно існуючих сонячних колекторів та покращення її в конструктивному аспекті, було розраховано стратифікацію теплоносія в баку-акумуляторі комбінованої системи теплопостачання із геліовікном.Дослідження ефективності роботи експериментальної установки в системі для використання сонячної енергії проводили в режимі руху циркуляції та гравітації теплоносія за інтенсивності випромінювання імітатора сонячної енергії на систему 600 Вт/м2 та 900 Вт/м2. Як теплоносій використовували воду.Проаналізовано зміну температури теплоносія в сонячному колекторі та в баку-акумуляторі запропонованої комбінованої системи сонячного теплопостачання із геліовікном як частини зовнішнього захисту енергоефективного будинку.Встановлено, що температура теплоносія в режимі циркуляції досягала 26,5 °С. Крім цього, наведено порівняльні натурні, лабораторні та теоретичні розрахунки усередненої температури теплоносія в баку-акумуляторі в режимі руху гравітації теплоносія за різних умов.Було розраховано коефіцієнт корисної дії експериментальної установки. Описано динаміку зміни коефіцієнта корисної дії системи сонячного теплопостачання із геліовікном. У режимі руху циркуляції теплоносія за накопиченням теплової енергії в баку-акумуляторі, залежно від часу нагріву, ККД становив ≈55 %. В режимі руху гравітації теплоносія було обраховано коефіцієнт корисної дії лише конструкції геліовікна, що становив 53

The effectiveness to use the distribution manifold in the construction of the solar wall for the conditions of circulation

Abstract The aim of the research was to explore the proposed solar installation, which consisting of a solar wall, storage tank, radiation sources and measuring equipment. The solar installation was tested in a circulating mode, which is an important point in energy conservation. Planning the installation of the collector heating system is still at the stage of building the house. Therefore, it remains relevant to replace the traditional boiler on the solar wall in quality of the solar collector, which will be used to heat water in the system and/or the pool completely free of charge. Proposed construction of the solar wall is effective for the solar heat supply system, at the same time the results of research confirm not only the efficiency of the system, but also allow for the design stage to take into account the practical efficiency of the system. Solar wall in circulation mode has a sufficiently effective coefficient for combined hot water supply or preheating of the heating medium of the heating system. The main theses of this work also would like to mark the affordability for the consumer, since the following design does not require a separate installation, and has the ability to mount in the existing wall

Using vortex tube for decreasing losses of natural gas in engineering systems of gas supply

In this paper the method of reducing production and technological losses of natural gas in engineering systems of gas supply is considered. The reduction of the production and technological losses occurs at the gas distribution station when the natural gas heater is replaced by the vortex pipe. The heating of natural gas at the gas distribution stations is carried out to eliminate the icing of the gas pressure regulators during the throttling process. The main factors that influence the heating degree of gas in the vortex tube are determined. A study was conducted to determine the optimal dimensions of the vortex tube. It has been established that the presence of a vortex tube at gas distribution stations with a throughput of up to 2500 m3/hour can reduce the production and technological losses of natural gas in engineering systems of gas supply

Дослідження теплового режиму цеху поросят і свиноматки створеного комбінованою системою опалення

The present research addresses solution to the relevant problem of energy efficient heating supply of pig farms with barns of pigs and a sow by applying combined heating systems based on local heating of places for animal keeping. A physical model is developed, which offered the possibility to carry out a complex of experimental studies on determining temperature mode in the barn for piglets and a sow. We established the patterns of influence of thermal capacity of individual heating devices, in particular the heating panel in the place of sow keeping, as well as the heating mat and the infrared heater, on the thermal condition of specific areas.Assessment of the influence of the main factors of the research on its original characteristics was performed. We obtained the equation for determining relative air temperature in the zone of piglets and sow keeping, which depends on relative height of the operation area at a variable air velocity, as well as on incoming air temperature, influenced by the number of animals and background temperature in the premises. Graphical dependences were constructed and empirical dependences were derived based on the conducted experimental studies that can be used in subsequent engineering calculations.Based on the obtained results, we compiled recommendations on the choice of thermotechnical parameters of heating devices, particularly their geometric dimensions, material and method of location of heating elements. Обоснованно и построена приближенная физическая модель формирования температурного режима в цехе поросят и свиноматки с учетом влияния отдельных элементов системы комбинированного отопления. Определены закономерности влияния тепловых и технических характеристик отдельных элементов данной системы на температурный режим зон пребывания поросят и свиноматки и получены зависимости для определения температуры воздуха в этих зонах Обгрунтовано і побудовано наближену фізичну модель формування температурного режиму у цеху поросят і свиноматки із врахуванням впливу окремих елементів системи комбінованого опалення. Визначено закономірності впливу теплових і технічних характеристик окремих елементів даної системи на температурний режим зон перебування поросят і свиноматки та отримано залежності для визначення температури повітря у цих зона

The cooling capacity of geothermal ventilation under the conditions of a temperate climate

The paper deals with innovative technologies for maintaining the microclimate in energyefficient buildings through ventilation systems. A detailed analysis of scientific publications on studies of soil heat exchangers, in particular their efficiency and features of application in microclimate systems, has been carried out. A schematic diagram of an air conditioning system with a soil heat exchanger has been given. Analytical and graphical dependences for determining the cooling efficiency of air supply in a heat exchanger for the warm period of the year in temperate climates have been presented

Sprawność cieplna wentylacji geotermalnej w warunkach klimatu umiarkowanego

The article deals with modern energy-efficient systems for providing the microclimate of energy-saving buildings, consisting of geothermal ventilation with ground heat exchangers. The results of modern scientific research in this field are described. A schematic diagram of a geothermal ventilation system based on Rehau equipment is presented and a system of balance equations for the heat exchanger process in a ground heat exchanger is made, as well as analytical and graphical dependencies for determining the heat exchanger thermal efficiency for temperate climate conditions.Artykuł dotyczy nowoczesnych energooszczędnych systemów zapewniających właściwe warunki mikroklimatu budynków energooszczędnych, składających się z wentylacji geotermalnej z gruntowymi wymiennikami ciepła. Opisano wyniki współczesnych badań naukowych w tej dziedzinie. Przedstawiono schemat ideowy geotermicznego systemu wentylacji opartego na sprzęcie Rehau oraz układ równań bilansowych dla procesu wymiany ciepła w gruntowym wymienniku ciepła, a także zależności analityczne i graficzne do wyznaczania wydajności termicznego wymiennika ciepła w umiarkowanych warunkach klimatycznych

The optimal insulation thickness determined for modular buildings according to multi-criteria analysis

The possibility of using modular buildings for residential and public needs is considered. Due to the peculiarities of technology and the use of thermal insulation materials, such structures are erected in a short time with the help of ready-made modules, characterized by their simplicity and speed of installation. The results of the multi-criteria analysis are presented in the form of petal diagrams and diagrams of global priorities