|
|
Compact Sensors for Evaluation the Thermal Comfort
Kazkaz, Mohammad ; Fiľakovský, Karol (oponent) ; Šafařík,, Pavel (oponent) ; Pavelek, Milan (vedoucí práce)
The air temperature is most often used to assess the thermal state of an internal environment. However, air temperature alone is insufficient in many cases to evaluate the environmental thermal state. The main objective of the thesis is evaluating the thermal state of an indoor environment and specifying the parameters that influence on it. Air temperature, mean radiant temperature, air velocity, and humidity are the four fundamental environmental parameters that determine the thermal state of an interior environment. Given that the thermal state of an environment depends on many parameters, so it has been derived quantities which include the combined effect of several or all these parameters to determining the thermal state of the environment. Some of these quantities for example are: Effective temperature, globe temperature (temperature measured by globe thermometer), operative temperature, equivalent temperature, PMV and PPD indices… etc. Nowadays there are a lot of high accuracy sensors which can evaluate the environmental thermal state, and due to their high price, they are primarily used for purpose of research. The presented work is focused mainly on development of a compact plate sensor for evaluating the thermal state of an interior environment. Mainly focus was on the low cost of the sensor together with a sufficient accuracy. To achieve the objective of the thesis, the following proceedings were carried out: • Analysis the environmental factors affect the thermal state of an environment. • Study the impact of the air temperature, mean radiant temperature, and air velocity on thermal indexes, the globe temperature and operative temperature. • The theoretical comparison between globe temperature and operative temperature. • Design, developing, and constructing a new plate sensor for assessment the thermal state of an interior environment. • Design and constructing a testing chamber to make comparison between sensors of the thermal state of an environment. • Calibrating the constructed sensor by measuring the physical quantities characterizing the thermal state of the environment. • Test the developed plate sensor and comparing it with the globe thermometer in test chamber. • Make a comparison between the theoretical solutions and the measurements in test chamber. The results of this work are own theoretical comparison between the globe temperature and the operative temperature in the selected range of mean radiant temperature, air velocity, and air temperature for evaluating the thermal state of an internal environment. The main output of this work is designing and constructing a simple plate sensor, which would be accurate enough to measure the thermal state of the internal environment. Further, the testing chamber has been constructed to test the developed sensor using new measuring system INNOVA.
|
|
| |
|
|
Návrh zařízení pro měření a hodnocení tepelného stavu prostředí
Janečka, Jan ; Němeček, Pavel (oponent) ; Kratochvíl, Zdeněk (oponent) ; Vdoleček, František (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá hodnocením tepelného stavu prostředí v uzavřených místnostech, ve kterých se nachází člověk. Docílení tepelné pohody souvisí s tepelnou bilancí lidského těla. Člověk při své práci produkuje teplo, které musí být odvedeno z jeho těla do okolí sáláním, prouděním, vedením, dýcháním a odpařováním. Intenzita odvádění tepla je ovlivněna parametry prostředí, kterými jsou zejména teplota vzduchu, střední radiační teplota, rychlost proudění vzduchu a vlhkost vzduchu. Dále jsou to faktory osobní, jako je energetický výdej lidského těla a hodnota odporu oblečení. Člověk má tedy možnost ovlivnit tepelnou pohodu svým chováním v daném prostředí, vhodným oblečením a regulací základních parametrů prostředí. Norma ČSN EN ISO 7730 uvádí, že parametry prostředí by měly být odhadnuty nebo měřeny. Z těchto získaných údajů je následně vyhodnocena operativní teplota, která je definována jako jednotná teplota černého uzavřeného prostoru, ve kterém by tělo sdílelo konvekcí i sáláním stejné množství tepla jako ve skutečném teplotně nesourodém prostředí. V současné době na trhu nenajdeme levný snímač, který by operativní teplotu vyhodnocoval a umožňoval jeho nasazení v budovách. Existuje celá řada profesionálních zařízení, která mají velmi vysokou přesnost měření, ale zároveň jsou velice drahá. Jsou spíše využívána jen pro výzkum, popřípadě pro jednorázové a výjimečné měření tepelného stavu prostředí v místnostech. Práce se proto zabývá návrhem vhodného (kompaktního) snímače operativní teploty, dle platných nařízení a norem. Důraz je kladen především na cenu zařízení spolu s garancí dostatečné přesnosti. Navrhovaný snímač je schopen poskytovat informace řídicímu systému, který následně bude moci upravit parametry prostředí vhodným způsobem na základě příslušných požadavků. Právě zde se nachází prostor pro úsporu energie díky možnému kontinuálnímu měření a vyhodnocování tepelného stavu prostředí v místnostech. Při neustálém monitorování proto nebude docházet ke zbytečnému přetápění místností v zimních měsících a naopak v letních měsících k neúměrnému podchlazování. Tento výzkum a řešení se odrazí ve snížení spotřeby energie na provozování budov, a následně i produkci škodlivin. Tato problematika je sledovaná se vzrůstajícím zájmem. Celý systém je schopen pracovat autonomně bez zásahu člověka, což je další výhoda. Člověk již nebude muset neustále upravovat teplotu vzduchu, ale nadřazený řídicí systém sám vyhodnotí nejvhodnější nastavení na základě objektivně získaných údajů z tohoto snímače. Součástí práce je i následné ověření navrženého snímače a definování jeho technických parametrů včetně základní analýzy jeho nejistot měření.
|
|
|
Compact Sensors for Evaluation the Thermal Comfort
Kazkaz, Mohammad ; Fiľakovský, Karol (oponent) ; Šafařík,, Pavel (oponent) ; Pavelek, Milan (vedoucí práce)
The air temperature is most often used to assess the thermal state of an internal environment. However, air temperature alone is insufficient in many cases to evaluate the environmental thermal state. The main objective of the thesis is evaluating the thermal state of an indoor environment and specifying the parameters that influence on it. Air temperature, mean radiant temperature, air velocity, and humidity are the four fundamental environmental parameters that determine the thermal state of an interior environment. Given that the thermal state of an environment depends on many parameters, so it has been derived quantities which include the combined effect of several or all these parameters to determining the thermal state of the environment. Some of these quantities for example are: Effective temperature, globe temperature (temperature measured by globe thermometer), operative temperature, equivalent temperature, PMV and PPD indices… etc. Nowadays there are a lot of high accuracy sensors which can evaluate the environmental thermal state, and due to their high price, they are primarily used for purpose of research. The presented work is focused mainly on development of a compact plate sensor for evaluating the thermal state of an interior environment. Mainly focus was on the low cost of the sensor together with a sufficient accuracy. To achieve the objective of the thesis, the following proceedings were carried out: • Analysis the environmental factors affect the thermal state of an environment. • Study the impact of the air temperature, mean radiant temperature, and air velocity on thermal indexes, the globe temperature and operative temperature. • The theoretical comparison between globe temperature and operative temperature. • Design, developing, and constructing a new plate sensor for assessment the thermal state of an interior environment. • Design and constructing a testing chamber to make comparison between sensors of the thermal state of an environment. • Calibrating the constructed sensor by measuring the physical quantities characterizing the thermal state of the environment. • Test the developed plate sensor and comparing it with the globe thermometer in test chamber. • Make a comparison between the theoretical solutions and the measurements in test chamber. The results of this work are own theoretical comparison between the globe temperature and the operative temperature in the selected range of mean radiant temperature, air velocity, and air temperature for evaluating the thermal state of an internal environment. The main output of this work is designing and constructing a simple plate sensor, which would be accurate enough to measure the thermal state of the internal environment. Further, the testing chamber has been constructed to test the developed sensor using new measuring system INNOVA.
|
|
|
Návrh zařízení pro měření a hodnocení tepelného stavu prostředí
Janečka, Jan ; Němeček, Pavel (oponent) ; Kratochvíl, Zdeněk (oponent) ; Vdoleček, František (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá hodnocením tepelného stavu prostředí v uzavřených místnostech, ve kterých se nachází člověk. Docílení tepelné pohody souvisí s tepelnou bilancí lidského těla. Člověk při své práci produkuje teplo, které musí být odvedeno z jeho těla do okolí sáláním, prouděním, vedením, dýcháním a odpařováním. Intenzita odvádění tepla je ovlivněna parametry prostředí, kterými jsou zejména teplota vzduchu, střední radiační teplota, rychlost proudění vzduchu a vlhkost vzduchu. Dále jsou to faktory osobní, jako je energetický výdej lidského těla a hodnota odporu oblečení. Člověk má tedy možnost ovlivnit tepelnou pohodu svým chováním v daném prostředí, vhodným oblečením a regulací základních parametrů prostředí. Norma ČSN EN ISO 7730 uvádí, že parametry prostředí by měly být odhadnuty nebo měřeny. Z těchto získaných údajů je následně vyhodnocena operativní teplota, která je definována jako jednotná teplota černého uzavřeného prostoru, ve kterém by tělo sdílelo konvekcí i sáláním stejné množství tepla jako ve skutečném teplotně nesourodém prostředí. V současné době na trhu nenajdeme levný snímač, který by operativní teplotu vyhodnocoval a umožňoval jeho nasazení v budovách. Existuje celá řada profesionálních zařízení, která mají velmi vysokou přesnost měření, ale zároveň jsou velice drahá. Jsou spíše využívána jen pro výzkum, popřípadě pro jednorázové a výjimečné měření tepelného stavu prostředí v místnostech. Práce se proto zabývá návrhem vhodného (kompaktního) snímače operativní teploty, dle platných nařízení a norem. Důraz je kladen především na cenu zařízení spolu s garancí dostatečné přesnosti. Navrhovaný snímač je schopen poskytovat informace řídicímu systému, který následně bude moci upravit parametry prostředí vhodným způsobem na základě příslušných požadavků. Právě zde se nachází prostor pro úsporu energie díky možnému kontinuálnímu měření a vyhodnocování tepelného stavu prostředí v místnostech. Při neustálém monitorování proto nebude docházet ke zbytečnému přetápění místností v zimních měsících a naopak v letních měsících k neúměrnému podchlazování. Tento výzkum a řešení se odrazí ve snížení spotřeby energie na provozování budov, a následně i produkci škodlivin. Tato problematika je sledovaná se vzrůstajícím zájmem. Celý systém je schopen pracovat autonomně bez zásahu člověka, což je další výhoda. Člověk již nebude muset neustále upravovat teplotu vzduchu, ale nadřazený řídicí systém sám vyhodnotí nejvhodnější nastavení na základě objektivně získaných údajů z tohoto snímače. Součástí práce je i následné ověření navrženého snímače a definování jeho technických parametrů včetně základní analýzy jeho nejistot měření.
|
|
|
Návrh zařízení pro měření a hodnocení tepelného stavu prostředí
Janečka, Jan ; Vdoleček, František (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá hodnocením tepelného stavu prostředí v uzavřených místnostech, ve kterých se nachází člověk. Docílení tepelné pohody souvisí s tepelnou bilancí lidského těla. Člověk při své práci produkuje teplo, které musí být odvedeno z jeho těla do okolí sáláním, prouděním, vedením, dýcháním a odpařováním. Intenzita odvádění tepla je ovlivněna parametry prostředí, kterými jsou zejména teplota vzduchu, střední radiační teplota, rychlost proudění vzduchu a vlhkost vzduchu. Dále jsou to faktory osobní, jako je energetický výdej lidského těla a hodnota odporu oblečení. Člověk má tedy možnost ovlivnit tepelnou pohodu svým chováním v daném prostředí, vhodným oblečením a regulací základních parametrů prostředí. Norma ČSN EN ISO 7730 uvádí, že parametry prostředí by měly být odhadnuty nebo měřeny. Z těchto získaných údajů je následně vyhodnocena operativní teplota, která je definována jako jednotná teplota černého uzavřeného prostoru, ve kterém by tělo sdílelo konvekcí i sáláním stejné množství tepla jako ve skutečném teplotně nesourodém prostředí. V současné době na trhu nenajdeme levný snímač, který by operativní teplotu vyhodnocoval a umožňoval jeho nasazení v budovách. Existuje celá řada profesionálních zařízení, která mají velmi vysokou přesnost měření, ale zároveň jsou velice drahá. Jsou spíše využívána jen pro výzkum, popřípadě pro jednorázové a výjimečné měření tepelného stavu prostředí v místnostech. Práce se proto zabývá návrhem vhodného (kompaktního) snímače operativní teploty, dle platných nařízení a norem. Důraz je kladen především na cenu zařízení spolu s garancí dostatečné přesnosti. Navrhovaný snímač je schopen poskytovat informace řídicímu systému, který následně bude moci upravit parametry prostředí vhodným způsobem na základě příslušných požadavků. Právě zde se nachází prostor pro úsporu energie díky možnému kontinuálnímu měření a vyhodnocování tepelného stavu prostředí v místnostech. Při neustálém monitorování proto nebude docházet ke zbytečnému přetápění místností v zimních měsících a naopak v letních měsících k neúměrnému podchlazování. Tento výzkum a řešení se odrazí ve snížení spotřeby energie na provozování budov, a následně i produkci škodlivin. Tato problematika je sledovaná se vzrůstajícím zájmem. Celý systém je schopen pracovat autonomně bez zásahu člověka, což je další výhoda. Člověk již nebude muset neustále upravovat teplotu vzduchu, ale nadřazený řídicí systém sám vyhodnotí nejvhodnější nastavení na základě objektivně získaných údajů z tohoto snímače. Součástí práce je i následné ověření navrženého snímače a definování jeho technických parametrů včetně základní analýzy jeho nejistot měření.
|
|
| |
host ::
RSS.