ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION

The paper discusses the processes of radiant heat transfer occurring in the solar cell-room of the «Insolar» solar passive system, which parameters are optimized under to the inclusion of solar heat-generating elements – solar receivers-rubicubooctahedrons – in the design of the outer shell of the h...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2024
Автори:	Surzhyk , Т., Кyrnos , L.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024
Теми:	thermodynamic model of solar passive heating radiant heat exchange solar cell-room Solar-receiver Ru-bycubooctahedron; «Insolar» solar passive system.
Онлайн доступ:	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/458
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Vidnovluvana energetika
Завантажити файл:

Репозитарії

Vidnovluvana energetika

_version_	1871103756576227328
author	Surzhyk , Т. Кyrnos , L.
author_facet	Surzhyk , Т. Кyrnos , L.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Т. Surzhyk ", "institution": "Institute of Renewable Energy NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine" }, { "author": "L. Кyrnos ", "institution": "Institute of Renewable Energy NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine" } ]
author_sort	Surzhyk , Т.
baseUrl_str	https://ve.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T06:32:20Z
description	The paper discusses the processes of radiant heat transfer occurring in the solar cell-room of the «Insolar» solar passive system, which parameters are optimized under to the inclusion of solar heat-generating elements – solar receivers-rubicubooctahedrons – in the design of the outer shell of the house. Due to the optical-geometric proper-ties of the rubicubooctahedron, there are two technological possibilities for converting solar radiation into low-grade heat, which is used for air heating of premises. &nbsp;Part of the solar radiation energy converted in the rubicubooctahedron enters the heat-accumulating structure of the inner wall due to the convective flow diverted through the air ducts. A particle of solar radiation, passing through the translucent edges of the solar receiver, enters the adjacent room – the solar cell – and heats the air in it as a result of radiant-convection heat exchange. Analysis of heat transfer processes shows that the Increased efficiency are due to the boundary conditions of the adjacent components of the solar passive system
doi_str_mv	10.36296/1819-8058.2024.2(77).79-85
first_indexed	2025-07-17T11:39:28Z
format	Article
fulltext	79 Відновлювана енергетика. №2/2024 \| Сонячна енергетика УДК 697.7:662.997 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2024.2(77)79-85 АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ ПРОМЕНИСТОГО ТЕПЛООБМІНУ В ГЕЛІОПАСИВНІЙ СИСТЕМІ ПОВІТРЯНОГО ОПАЛЕННЯ «ІНСОЛАР» ЗА РАХУНОК СОНЯЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ Отримано 11 бер. 2024 р.; рекомендовано до публікації 21 чер. 2024 р. Доступно онлайн 01 лип. 2024 р. Суржик Т. В.1, Кирнос Л. А.2 Автор для кореспонденції: Кирнос Лариса, e-mail: larakirnos@gmail.com У роботі розглянуті процеси променистого теплообміну, що відбуваються в солярній комірці – приміщенні геліопасивної системи «Інсолар», параметри якої оптимізовані за рахунок включення сонячних теплогенерувальних елементів – геліоприймачів-рубікубооктаедронів – у констру- кцію зовнішньої оболонки будинку. Завдяки оптико-геометричним властивостям рубікубооктаедрона передбачається підвищення ефективності перетворення сонячного випромінювання на низькопотен- ційну теплоту, яка використовується для повітряного опалення приміщень. Частина перетвореної в рубікубооктаедроні енергії сонячного випромінювання за рахунок конвектив- ного потоку, відведеного крізь повітровідні канали, надходить до теплоакумулювальної конструкції внутрішньої стіни. Частка сонячного випромінювання, проходячи крізь світлопрозорі грані геліоприй- мача, потрапляє до суміжного приміщення – солярної комірки – та нагріває повітря в ньому внаслідок променисто-конвекційного теплообміну. Аналіз процесів теплообміну показує, що спільні параметри- чні показники обумовлені крайовими умовами суміжних компонентів геліопасивної системи. Ключові слова: термодинамічна модель геліопасивного опалення, променистий теплообмін, солярна комірка – приміщення, геліоприймач-рубікубооктаедрон, геліопасивна система «Інсолар». ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION Received Mar. 11, 2024; accepted Jun. 21, 2024 Available online Jul. 01, 2024 Surzhyk Т.1, Кyrnos L.2 Author for correspondence: Kyrnos Larysa, e-mail: larakirnos@gmail.com The paper discusses the processes of radiant heat transfer occur- ring in the solar cell-room of the «Insolar» solar passive system, which parameters are optimized under to the inclusion of solar heat-generating elements – solar receivers-rubicubooctahedrons – in the design of the outer shell of the house. Due to the optical-geometric proper-ties of the rubicubooctahedron, there are two technological possibilities for converting solar radiation into low-grade heat, which is used for air heating of premises. Part of the solar radiation energy converted in the rubicubooctahedron enters the heat-accumulating structure of the inner wall due to the convective flow diverted through the air ducts. A particle of solar radiation, passing through the translucent edges of the solar receiver, enters the adjacent room – the solar cell – and heats the air in it as a result of radiant-convection heat exchange. Analysis of heat transfer processes shows that the Increased efficiency are due to the boundary conditions of the adjacent components of the solar passive system Keywords: thermodynamic model of solar passive heating, radiant heat exchange, solar cell-room, Solar-receiver Rubycubooctahedron; «Insolar», solar passive system. 1 д-р. техн. наук. https://orcid.org/0000-0002-1418-7748 2 гол. арх. проєктів. https://orcid.org/0000-0003-2503-3071 1,2 Інститут відновлюваної енергетики НАН України, м. Київ, Україна 1 Dr. of Tech. Science. https://orcid.org/0000-0002-1418-7748 2 Chief Project Architect. https://orcid.org/0000-0003-2503-3071 1,2 Institute of Renewable Energy NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine 80 Відновлювана енергетика. №2/2024 \| Сонячна енергетика Перелік використаних позначень та скорочень. Т1, Т2 – температура на поверхнях огороджень «1», «2», визначених, як параметри мікроклімату E1, E2 – випромінювальна здатність огороджень «1», «2» А1, А2 – поглинальна здатність огороджень «1», «2» ɛ1, ɛ2 – ступінь чорноти поверхонь огороджень «1», «2» С1,2 – приведений коефіцієнт випромінювання огоро- джень «1», «2» φ1,2, φ2,1 – кутові коефіцієнти між поверхнями огоро- джень «1», «2» S1, S2 – активні площі опромінення огороджень «1», «2» Ԛогор – величини теплового потоку на поверхнях огоро- джень солярної комірки – приміщення Вступ. На територіях, де в результаті воєнних дій пошко- джені інфраструктурні енергетичні об’єкти й виникає не- достача паливних ресурсів та обмеження в електропо- стачанні житлової забудови, доцільно використовувати сонячні системи теплопостачання. У цьому разі сонячні активні та пасивні системи становлять додатковий ене- ргетичний ресурс для забезпечення життєдіяльності лю- дей (регламентованих параметрів мікроклімату примі- щень). Численними дослідженнями в галузі теплової сонячної енергетики [1–7] розглянуто технологічні процеси пере- творення сонячної енергії на теплову в активних та па- сивних системах, призначених для зниження теплового навантаження в будівлях (освітлення, опалення, гаряче водопостачання). Традиційно розглядалась теплоенер- гетична модель будівлі як сукупна система енергетично взаємозв’язаних компонентів: вплив зовнішнього клі- мату, вплив внутрішньої енергії оболонки будівлі (теп- лозахист, теплостійкість), вплив конвекційно-променис- того теплообміну в окремих приміщеннях. Постановка завдання. Проте в цих дослідженнях не враховано, що системи «теплова модель будівлі» та «термодинамічна модель геліопасивного опалення» мають базові відмінності, в тому, що геліопасивний ком- понент зовнішнього огородження вносить вагомий вне- сок не тільки у внутрішню енергію стіни, а й впливає на теплообмінні процеси як в конструкціях огороджень, так і в просторі (приміщення), обмеженому ними. Загальним для цих систем є те, що вони перебувають у конструктивно-просторовій системі будівлі в умовах спряжених теплообмінних процесів, тому доцільно роз- глядати параметричні показники сонячних надходжень в геліоприймальні компоненти сумісно з процесами те- плообміну в опалювальному (кондиційованому) об’ємі суміщених із зовнішньою стіною приміщень. Результати досліджень. Основні відмінності полягають у тому, що система «теплова модель будівлі» розгляда- ється як термодинамічний об’єкт в межах опалюваль- ного об’єму з теплозахисною огороджувальною оболо- нкою, який взаємодіє з багатофакторною системою навколишнього середовища [8-13, 19, 21, 25]. Отже, ви- значаються граничні умови, обумовлені нормованим мікрокліматом приміщень, параметрами теплообмін- них процесів, на які впливають фактори навколишнього середовища, показниками опалювальної та вентиляцій- ної систем, конструкціями та матеріалами огороджува- льної оболонки будівлі. Система «термодинамічна модель геліопасивного опа- лення» складається з декількох компонентів (підсис- тем), в яких відбуваються різні технологічні процеси і, відповідно, окремо (але в послідовно-спряженому алго- ритмі взаємодії) розглядаються процеси теплообміну в цих компонентах: − генерування теплової енергії від сонячного випромі- нювання; − доставляння отриманої теплової енергії безпосеред- ньо в суміжне приміщення; − акумулювання теплової енергії в тепловому акуму- ляторі (у вигляді частини інтегрованої конструкції). Геліопасивна система «Інсолар» (рис. 1) у своєму складі має п’ять компонентів (підсистем) з різним принципом інтегрування в просторово-конструкційну структуру бу- динку, які забезпечують ефективність процесів перетво- рення сонячного випромінювання на теплоту і, далі, в процесі теплообміну доставляння, акумулювання та ро- зподілення отриманої теплоти. Перший компонент геліопасивної системи, що вловлює сонячну радіацію, – сукупність опуклих багатогранників рубікубооктаедронів [22] зі світлопрозорими гранями, сформованих в площині зовнішнього огородження со- лярної комірки – приміщення. Солярна комірка – це по- рожнистий об’єм з огородженнями у вигляді плоских масивних стін з теплоакумулювальним ефектом. У складі будинку – це блок – приміщення південної орієн- тації, які суміжно межують площинами огороджуваль- них стін, підлоги, стелі з опалювально-кондиційованим об’ємом будинку. Призначення солярної комірки як компонента геліопасивної системи – перетворення со- нячного випромінювання на низькопотенціальну теп- лоту з подальшим акумулюванням у суміжних теплоіне- рційних стінах або теплоакумуляторах з дрібнозернистою кам’яною засипкою, які розташовані в межах опалювального об’єму будівлі. У першому геліоприймальному компоненті сонячне ви- промінювання проходить крізь стінки граней рубікубоо- ктаедронів, нагріває повітря в порожнинах їх об’ємів, а інша частина випромінювання потрапляє крізь протиле- жні світлопрозорі грані рубікубооктаедронів у солярну комірку – приміщення (рис. 1). 81 Відновлювана енергетика. №2/2024 \| Сонячна енергетика Рис. 1. Схема структурних компонентів у геліопасив- ній системі сонячного опалення «Інсолар» 1 – світлопрозорі грані геліовловлювального компоне- нта (рубікубооктаедрона); 2вг – світловідбивальні грані геліовловлювального компонента (рубікубооктаедрона); 2пг – світлопоглинальні грані геліовловлювального компонента (рубікубооктаедрона); 3 – огородження «1» (підлога ) солярної комірки – при- міщення; 4 – огородження «2» (стеля) солярної комірки –примі- щення; 5 – огородження «5», стіна акумулятора – повітря- ного теплообмінника; 6 – повітрепровідні канали для переміщення тепло- вого потоку конвенцією; 7 – небосхил, сіра поверхня. Fig. 1. Diagram of structural components in the solar pas- sive solar heating system "Insolar" 1 – translucent faces of the solar-capturing component (rubicubooctahedron); 2вг – reflective faces of the solar-capturing component (rubicubooctahedron); 2пг – light-absorbing faces of the solar-capturing compo- nent (rubicubooctahedron); 3 – fencing "1" (floor) of the solar cell-room; 4 – fencing "2" (ceiling) of the solar cell-room; 5 – fence "5", wall of the accumulator – air heat ex- changer; 6 – air-conducting ducts for the movement of heat flow by the Convention; 7 – sky, gray surface. У процесі променистого теплообміну між огороджен- нями солярної комірки відбувається нагрівання повер- хонь цих огороджень і північно орієнтованих примі- щень, в яких теплота віддається поверхням огород- жувальних стін та крізь повітровідні канали направля- ється в геліоприймальний компонент системи для пода- льшого нагрівання. У солярній комірці відбувається променистий теплооб- мін, внаслідок чого поверхня огороджень нагрівається, акумулюючи отриману теплоту (рис. 2). Теплова енергія, що перетворена від випромінювання у внутрішньому об’ємі рубікубооктаедрона, направляєть- ся повітреводними каналами (за рахунок конвекційної теплопередачі) до північно орієнтованих приміщень, в яких теплота віддається поверхням огороджувальних стін і, далі, по повітреводним каналам направляється у геліоприймальний компонент системи (рубікубооктае- дрон) для подальшого нагрівання від сонячного випро- мінювання. У солярній комірці відбувається променистий теплооб- мін, внаслідок чого поверхня огороджень нагрівається, акумулюючи отриману теплоту (рис. 2). Для розгляду процесів теплообміну в геліопасивній сис- темі «Інсолар» приймаємо такі умови: − одномірне стаціонарне поле, для якого виконується t = ƒ(x, τ); − з метою спрощення виразів теплообміну, що наяв- ний один геліовловлювальний елемент рубікубоо- ктаедрона з прийнятими світлопрозорими гранями s 1с, s 2с, … s ¡с та світловідбивальними гранями s 1в, s 2в, … s¡в.: − у відповідності з сонячним часом приймаються од- номоментні параметри зовнішнього середовища, що відповідають літнім показникам температури в липні на географічних широтах 45º, 50º, 55º, 60º. За даними багатьох теоретичних та експериментальних досліджень [12–21, 25], теплонадходження від сонячної радіації Ԛпр.т (Вт) крізь світлопрозорі конструкції в при- міщення будинку визначаються таким виразом: .np m рад mnQ Q Q= + , (1) де Qрад - тепловий потік, який надходить крізь світло- прозорі конструкції огороджень приміщення за рахунок радіаційного теплообміну: Qmn – тепловий потік, який надходить крізь світлопро- зорі конструкції огороджень приміщення за рахунок те- плопровідності кондукцією. Уразі надходження прямого сонячного випроміню- вання в солярну комірку – приміщення крізь поверхні зовнішніх світлопрозорих граней, порожнину та повер- хні внутрішніх світлопрозорих граней рубікубооктаедра первинна енергія Qрад відображається таким чином: ( )( ' '' )рад np p кр jc кр jb сфQ I I K f K f= + + q (2) де Iпр, Iр – поверхнева густина теплового потоку (Вт/м2), яка відповідає прямій та розсіяній сонячній радіації, що надходить на зовнішню поверхню світлопрозорих гра- ней рубікубооктаедрона; K΄кр, K΄΄кр – коефіцієнти, які враховують затінення світлопрозорих граней рубікубоо- ктаедрона рамними конструкціями; qсф – коефіцієнт за- гального пропускання (сонячний фактор) крізь світло- прозорі грані рубікубооктаедрона; fjс, fjв – площі поверхні зовнішніх та внутрішніх світлопрозорих граней рубікубооктаедрона. 82 Відновлювана енергетика. №2/2024 \| Сонячна енергетика Рис. 2. Схема променистого теплообміну між парале- льними поверхнями огородження «1» (підлога) та огородження «2» (стеля) у солярній комірці – примі- щенні. 1 – огородження»1» (підлога); 2 – огородження «2» (стеля); 3 – потік сонячної радіації Qрад, що надхо- дить до солярної комірки – приміщення. Fig. 2. Diagram of radiant heat transfer between the paral- lel surfaces of enclosure "1" (floor) and enclosure "2" (ceil- ing) in a solar cell-room. 1 – fencing"1" (floor); 2 – fence "2" (ceiling); 3 is the flux of solar radiation Qrad coming to the solar cell-room. Приймемо такі умови для розгляду процесу променис- того теплообміну в солярній комірці – приміщенні: − задаємо дві паралельні поверхні прямокутної фо- рми, які належать огородженням солярної комірки – приміщення, з огородженням «1» площею S1 (під- лога), огородженням «2» площею S2 (стеля); − не беремо до уваги газове середовище у солярній комірці, не розглядаємо його теплообмін; − задаємо температури Т1 і Т2 на поверхнях огоро- джень, визначені як нормовані параметри мікроклі- мату (житлових приміщень); - враховують, що Т1 > Т2, оскільки на поверхню підлоги надходить сонячне випромінювання; − задаємо випромінювальну здатність поверхонь ого- родження «1», огородження «2» – E1, E2; поглина- льну здатність огородження «1», огородження «2» – А1, А2; − приведена поглинальна здатність Аn або приведений ступінь чорноти системи ɛn, в якій відбувається про- менистий теплообмін, визначаються за формулами: 1 2 1 ; 1/ 1/ 1 nA A A = + − 1 2 1 1/ 1/ 1 т   = + − . (3) У відповідності з рис. 2 огородження «1» випромінює E1, а огородження «2» поглинає E1A2 та відбиває в бік пове- рхні S1 1 2(1 )E A− , (4) Із цієї кількості енергії огородження «1» поглинає 1 2 1(1 )E A A− , (5) та відбиває 1 2 1(1 )(1 )E A A− − , (6) Поверхня огородження «2» знову поглинає 1 2 1 1(1 )(1 )E A A A− − , (7) та відбиває 2 1 2 1(1 ) (1 )E A A− − , (8) Із цієї кількості променевої енергії поверхня «1» знову поглинає 2 1 2 1 1(1 ) (1 )E A A A− − , (9) Щоб визначити теплову енергію Q1,2, яка передається шляхом променистого теплообміну з поверхні огоро- дження «1» на огородження «2», потрібно з первинної енергії E1 відняти те, що вертається та знову поглина- ється, а далі ту енергію, що поглинається від огоро- дження «2», отримаємо шляхом підсумку виразів (5) і (9): 2 1,2 1 2 1(1 ...)(1 )Q E p p A A= + + + − , (10) де 2 1(1 )(1 )p A A= − − , p – коефіцієнт відбивання ко- роткохвильової радіації матеріалом поверхні. Оскільки p < 1, то сума нескінченної спадної прогресії становить 2 1 1 ... 1 p p p + + + = − , (11) Підставляючи (11) у (10), отримаємо 1 2 1 1,2 (1 ) 1 E A A Q p − = − , (12) Тоді 2 2 1 1 1(1 ...) 1 E A E A p p p + + = − , (13) Знаходимо ( )1 2 1 2 1 1,2 1 1 1 1 E A A E A q E p p − = − − − − . (14) 83 Відновлювана енергетика. №2/2024 \| Сонячна енергетика Приведемо праву частину формули (14) до загального знаменника та, враховуючи що 1 2 1 2 1 2 1 21 1 (1 )p A A A A A A A A− = − − − + = + − , (15) запишемо вираз питомого теплового потоку q12, що на- дходить на огородження «1» внаслідок променистого теплообміну: 4 4 1 2 2 1 1 2 1,2 0 1 2 1 2 ; 100 100 E A E A T T q C A A A A  −     = = −     + −       (16) Випромінювальна здатність плоскої поверхні огоро- дження «1» E1 та огородження «2» E2 у процесі проме- нистого теплообміну становить [3]: 1 1 1 0 100 T E AC= ; 2 2 2 0 100 T E A C= (17) де E1, E2 – випромінювальна здатність огороджень «1», «2»; А1, А2 – поглинальна здатність огороджень «1», «2»; С1,2 – приведений коефіцієнт випромінювання огоро- джень «1», «2»; С0 – приведений коефіцієнт [13, 16, 17] випромінювання (постійна величина Стефана – Больцмана); 1.2 1 2 0 1 1 1 1 C C C C = + − . (18) Відповідно до закону Бугера – Ламберта – Бера [23], що визначає послаблення паралельного монохроматич- ного пучка світла при розповсюдженні його в поглина- льному середовищі, А = ɛ, де ɛ – приведений ступінь чо- рноти системи. Підставляючи в (16) замість А1, А2 показники ступеня чорноти системи ɛ1, ɛ2, отримаємо вираз кількості теплоти Q1,2, що надходить на поверхню огородження «1» (підлоги) площею S1 4 4 1 2 1,2 0 1 100 100 n T T Q C S      = −           . (19) Теплота, що надходить на поверхню у процесі промени- стого теплообміну кожної пари огороджень, наприклад, від поверхні огородження «1» до поверхні огородження «2», залежить від таких параметрів: 1,2 1 2 1 2 1 2 1,2 1,2 2,1 1, 2( , , , , , , , , , )Q f T T E E C S S   = . (20) де Т1, Т2 – температура на поверхнях огороджень «1», «2», визначена, як параметри мікроклімату, °K; E1, E2 – випромінювальна здатність огороджень «1», «2»; А1, А2 – поглинальна здатність огороджень «1», «2»: ɛ1, ɛ2 – ступінь чорноти поверхонь огороджень «1», «2»; С1,2 – приведений коефіцієнт випромінювання огоро- джень «1», «2»; φ1,2, φ2,1 – кутові коефіцієнти між поверхнями огоро- джень «1», «2»; S1, S2 – активні площі опромінення огороджень «1», «2». На алгоритм процесу променистого теплообміну пар огороджень солярної комірки – приміщення (рис. 1, 2) впливають параметри добових сонячних надходжень. Позначення огороджень: підлога – «1», стеля – «2», бі- чна стіна ліва – «3», бічна стіна права – «4», торцева те- плоакумулювальна стіна – «5». Огородження з парале- льними поверхнями променистого теплообміну: «1 →2», «2 →1», «3 →4», «4 →3». Огородження з поверх- нями під кутом 90º: «1 →3», «1 →4», «1 →5»; «2 →3», «2 →4», «2 →5»; «3 →1», «3 →2», «3 →5»; «4 →1», «4 →2», «4 →5»; «5 →1», «5 →2», «5 →3», «5 →4». Висновки. На підставі аналізу променистого теплооб- міну між огородженнями «1», «2» в компоненті геліопа- сивної системи будинку «Інсолар» (солярна комірка – приміщення) з функцією перетворення сонячної радіації на теплоту з подальшим акумулюванням цієї теплоти безпосередньо в конструкціях внутрішніх стін визна- чено: − параметри променистого теплообміну, від яких за- лежить величина теплового потоку Qогор на поверх- нях огороджень солярної комірки – приміщення; − алгоритм динаміки процесу променистого теплооб- міну пари огороджень «підлога – стеля», які роблять переважальний внесок у величину сонячних тепло- надходжень до солярної комірки – приміщення; − процес променистого теплообміну пари огороджень «підлога – торцева теплоакумулювальна стіна» від- бувається з урахуванням кутового коефіцієнта φ1,3 між поверхнями огороджень «1», «3», кут дорівнює 90°; − для оптимізації теплонадходжень від сонячного ви- промінювання у солярну комірку – приміщення не- обхідно враховувати поглинальну та випромінюва- льну здатність її огороджень, ступінь чорноти поверхонь огороджень, активні площі опромінення огороджень та кути між ними. ПОСИЛАННЯ 1. Кудря С. О. Відновлювані джерела енергі: моно- графія. / За заг. редакцією C. О. Кудрі. Інститут відновлюваної енергетики НАН України. К.: Вид-во НВП «Інтерсервіс». 2020. 392 с. [Ukr]. 84 Відновлювана енергетика. №2/2024 \| Сонячна енергетика 2. Матях С.В. Визначення ефективності впровадження систем сонячного гарячого водопостачання. / С. В. Матях, В.Ф. Рєзцов, Т. В. Суржик. Відновлювана енер- гетика. 2020. № 1. С. 34–42. [Ukr]. 3. Півняк Г. Г. Традиційні та нетрадиційні системи ене- ргозабезпечення урбанізованих і промислових тери- торій України. / За заг. ред. Г. Г Півняка. Дніпро: Вид- во Національного гірничого інституту. 2013. 333 с. [Ukr]. 4. Берник І. М. Оцінка та аналіз способів отримання те- плової енергії і конструктивних рішень теплоенерге- тичного та теплоакумулюючого устаткування. Тех- ніка будівництва. 2011. № 27. С. 47–54. [Ukr]. 5. Ашуєва Т. Г. Нестійкість нелінійних систем і рівнянь Максвелла і особливості формування неоднорідних електротеплових структур. / Т. Г.Ашуєва, Л. А. Кир- нос, В. Ф. Рєзцов, Т. В. Суржик, Н. Х. Еркенов. «Техні- чна електродинаміка». Тематичний вип. «Проблеми сучасної електротехніки». Ч. 2. Київ. 2000. С. 11–15. [Ukr]. 6. Суржик Т. В. Електротеплова нестійкість у середови- щах з анізотропною електро- і теплопровідністю. Журн. «Технічна електродинаміка» ІЕД НАН України. Київ. 2000. С. 8–13. [Ukr]. 7. Ашуєва Т. Г. Електротеплова нестійкість в середови- щах неоднорідним розподіленням електричного поля. / Т. Г. Ашуєва, Л. А. Кирнос, В. С. Смирнов, Т. В. Суржик. Журн. «Технічна електродинаміка» № 2 ІЕД НАН України. Київ. 2000. С. 11–15. [Ukr]. 8. Кирнос Л. А. Динаміка нагрівання та охолодження приміщень при комбінованому використанні соняч- них і традиційних енергосистем. / Л. А. Кирнос, В. П. Кучинський, Т. В. Суржик, В. Ф. Рєзцов. Матері- али XXI міжнародної науково-практичної конферен- ції «Відновлювана енергетика та енергоефективність у XXI столітті». Київ. 2020. С. 314–319. [Ukr]. 9. Кирнос Л. А. Суржик Т. В. Європейські стандарти ене- ргоефективності пасивних малоповерхових будинків із сонячним опаленням. Матеріали XV міжнародної науково-практичної конференції «Відновлювана енергетика та енергоефективність у XXI столітті». Київ. 2014. С. 155–159. [Ukr]. 10. Амерханов Р. А. Оптимізація сільськогосподарських енергетичних установок із використанням відновлю- ваних видів енергії. М.: Вид-во Колос. 2003. 532 с. [Rus]. 11. Амерханов Р. А. Проектування систем енергозабез- печення. / А. В. Богдан, С. В. Вербицька, К. А. Гарька- вий. М.: Вид-во Енергоatomіздат. 2010. 542 с. [Rus]. 12. Бекман У. Розрахунок систем сонячного теплопоста- чання. Пер з англ. / У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи. М.: Вид-во Енергоіздат. 1982. 90 с. [Rus]. 13. Блох А. Г. та ін. Теплообмін випромінюванням: До- відник. / А. Г. Блох, Ю. А. Журавльов, Л .Н. Рижков. М.: Енергоатоміздат. 1991. 432 с. [Rus]. 14. Богословський В. Н. Будівельна теплофізика (тепло- фізичні основи: опалення, вентиляція, кондиціону- вання). М.: Вид-во "Вища школа". 1982. 415 с. [Rus]. 15. Валов М. И. Використання енергії в системах тепло- постачання: монографія. / И. Валов, Б. И. Казанджан. М.: Вид-во МЕІ. 1991. 140 с. [Rus]. 16. Даффі Дж. А. Теплові процеси з ввикористанням со- нячної енергії. / Дж. А. Даффі, У. А. Бекман. М.: Вид- во Мир. 1977. 354 с. [Rus]. 17. Крейт Ф. Блек У., Основи теплопередачі: Пер. з англ. М.: Вид-во «Мир». 1983. 512 с. [Rus]. 18. Атлас енергетичного потенціалу відновлюваних джерел енергії України. / За ред. С. О. Кудрі ІВЕ НАН України. Київ. 2020. 82 с. [Ukr]. 19. Держава: природні умови та ресурси. Енциклопедія історії України. Кн. 1. / За ред. В. А Смолія. Київ: Вид- во «Наукова думка». 2018. 608 с. [Ukr]. 20. Маркус Т.А., Моррис Э. Н. Будівля, клімат і енергія. Пер. з англ. М.: Вид-во «Гідрометеоіздат». 1985. 543 с. [Rus]. 21. Davis M. G. Heating buildings by winter sunshine. Build- ing Sience Supplement and Housing. 1975. 53–66 p. [Eng]. 22. Williams Robert. The Geometrical Foundation of Natu- ral Structure: A Source Book of Design.Dover Publica- tions, 1979. Inc. ISBN 0-486-23729-X. [Eng]. 23. Прохоров А. М. Фізи́чний енциклопедичний слов- ник. М.: Вид-во «Радянська енциклопедія». 1983. 944 с. [Rus]. 24. ДБН В.2.2–15:2019 Житлові будинки і споруди: осно- вні положення. Київ: Український зональний нау- ково-дослідний і проектний інститут по цивільному будівництву (КиївЗНДІЕП). 2009. [Ukr]. 25. ДСТУ-Н Б В.2.5-43:2010 Інженерне обладнання буди- нків і споруд. Настанова з улаштування систем соня- чного теплопостачання в будинках житлового і гро- мадського призначення. Інститут проблем нетрадиційних енерготехнологій та інжинірингу (ПІ- НЕІ). Київ. 2010. [Ukr]. 26. ДСТУ-Н Б В.2.6-83:2009 Конструкції будинків і спо- руд. Настанова з проектування світлопрозорих еле- ментів огороджувальних конструкцій. ТК 300 «Світ- лопрозорі конструкції». Київ. 2010. [Ukr]. REFERENCES 1. Kudrya, S. O. Renewable sources of energy: monograph. / By general editor S. O. Kudrya Institute of Renewable https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Williams_(geometer) https://en.wikipedia.org/wiki/ISBN_(identifier) https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/0-486-23729-X 85 Відновлювана енергетика. №2/2024 \| Сонячна енергетика Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine. Publisher RPE "Interservice". Kyiv. 2020. 392 p. [Ukr]. 2. Matyakh S.V. Determination of the effectiveness of the implementation of solar hot water supply systems. / S. V Matyakh, V. F. Reztsov, T. V. Surzhyk. Renewable Energy. 2020.№ 1. P. 34–42. [Ukr]. 3. Pivnyak H. G. Traditional and Non-Traditional Systems of Energy Supply of Urbanized and Industrial Territories of Ukraine. Overall. / Ed. G. G Pivnyak, Published by the National Mining Institute. Dnipro. 2013. 333 p. [Ukr]. 4. Bernyk I. M. Evaluation and Analysis of Methods of Obtaining Thermal Energy and Constructive Solutions of Heat Power and Heat Accumulating Equipment. Journ. "Construction Techniques". 2011. № 27. P. 47–54. [Ukr]. 5. Ashueva T. G. Instability of nonlinear systems and Maxwell's equations and features of the formation of inhomogeneous electrothermal structures. / T. G. Ashueva, L. A. Kirnos, V. F. Reztsov, T. V. Surzhyk, N. K. Erkenov. "Technical Electrodynamics". Thematic issue "Problems of Modern Electrical Engineering" Part 2. Kyiv. 2000. P. 11–15. [Ukr]. 6. Surzhyk T. V. Electrothermal instability in media with anisotropic electrical and thermal conductivity. Journ. "Technical Electrodynamics" of the IER of the National Academy of Sciences of Ukraine. Kyiv. 2000. P. 8–13. [Ukr]. 7. Ashueva T. G. Electrothermal instability in media by inhomogeneous distribution of electric field. / T. G Ashueva, L. A. Kirnos, V. S. Smirnov, T. V Surzhyk. Journ. "Technical Electrodynamics" № 2 of the IER of the National Academy of Sciences of Ukraine. Kyiv. 2000. P. 11–15. [Ukr]. 8. Kyrnos L. A. Dynamics of heating and cooling of premises in the combined use of solar and traditional energy systems. / L. A. Kyrnos, V. P. Kuchynsky, T. V. Surzhyk, V. F. Reztsov, Proceedings of the XXI International Scientific and Practical Conference "Renewable Energy and Energy Efficiency in the XXI Century". Kyiv. 2020. P. 314–319. [Ukr]. 9. Kirnos L. A., Surzhik T. V. European Energy Efficiency Standards for Passive Low-Rise Buildings with Solar Heating. Proceedings of the XV International Scientific and Practical Conference "Renewable Energy and Energy Efficiency in the XXI Century". Kyiv. 2014. P. 155– 159. [Ukr]. 10. Amerkhanov R. A. Optimization of agricultural energy installations using renewable energy. М.: Publisher Kolos. 2003. P. 532 [Rus]. 11. Amerkhanov R. A. Design of energy supply systems. / R. A. Amerkhanov, A. V. Bogdan, S. V Verbytskya, K. A Garkavyi. М.: Publisher Energoatomizdat. 2010. P. 542. [Rus]. 12. Beckman W. Calculation of solar heat supply systems. Lane. from English. / W. Вескmаn, S. Klein, Jouhn A. Daffie. М.: Publisher Energyizda., 1982. P. 90. [Rus]. 13. Blokh A. G. et al. Heat Transfer by Radiation: A Handbook. / A. G. Blokh, Yu. A. Zhuravlev, L. N. Ryzhkov. М.: Energoatom-izdat. 1991. 432 p. [Rus]. 14. Bogoslovskyi V. N. Construction thermophysics (ther- mophysical basics: heating, ventilation, air condition- ing). М.: Vyshcha Shkola Publisher. 1982. 415 p. [Rus]. 15. Valov, M. I. Use of energy in heat supply systems: monograph. / I. Valov, B. I. Kazanjan. М.: MEI Publisher. 1991. 140 p. [Rus]. 16. Daffy J. A. Thermal processes with the use of solar energy. / J. S. Miller, Es A. Duffy, W. A. Beckman. М.: Publisher Mir. 1977. 354 p. [Rus]. 17. Crait, F. and Black, U. Fundamentals of Heat Transfer. from English. М.: Publisher Mir. 1983. 512 p. [Rus]. 18. Atlas of the energy potential of renewable energy sources of Ukraine. / Ed. S. O. Kudrya Institute of Economics of the National Academy of Sciences of Ukraine. Kyiv. 2020. 82 p. [Ukr]. 19. State: natural conditions and resources. Encyclopedia of the History of Ukraine. B. 1. / Ed. V. A. Smoliy Publisher «Naukova Dumka" Kyiv. 2018. 608 p. [Ukr]. 20. Markus T. A. Morrys E. N. Building, klymat and energy. Transl. from Engl. М.: Publisher "Hydrometeoizdat". 1985. 543 p. [Rus]. 21. Davis M. G. Heating buildings by winter sunshine. Building Sience Supplement and Housing. 1975. P. 53–66. [Eng]. 22. Williams Robert. The Geometrical Foundation of Natu- ral Structure: A Source Book of Design.Dover Publica- tions. 1979. Inc. ISBN 0-486-23729-X. [Eng]. 23. Prokhorov A. M. Physical encyclopedic dictionary. М.: Publisher Radyanska encyclopedia. 1983. 944 p. [Rus]. 24. DBN V.2.2–15:2019 Residential buildings and struc- tures: basic provisions. Ukrainian Zonal Research and Design Institute for Civil Construction (KyivZNDIEP). Kyiv. 2009. [Ukr]. 25. DSTU-N B V.2.5-43:2010 Engineering equipment of buildings and structures. Guidelines for the installation of solar heating systems in residential and public buildings. Institute for Problems of Non-Traditional Energy Technologies and Engineering (PINEI). Kyiv. 2010. [Ukr]. 26. DSTU-N B V.2.6-83:2009 Constructions of buildings and structures. Guidelines for the design of translucent elements of enclosing structures. TC 300 "Translucent structures". Kyiv. 2010. [Ukr]. https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Williams_(geometer) https://en.wikipedia.org/wiki/ISBN_(identifier) https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/0-486-23729-X
id	veorgua-article-458
institution	Vidnovluvana energetika
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:13:15Z
publishDate	2024
publisher	Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	veorgua/05/b423f8ff5fdcdff2c36e8eff6ccba605.pdf
spelling	veorgua-article-4582026-07-18T06:32:20Z ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ ПРОМЕНИСТОГО ТЕПЛООБМІНУ В ГЕЛІОПАСИВНІЙ СИСТЕМІ ПОВІТРЯНОГО ОПАЛЕННЯ «ІНСОЛАР» ЗА РАХУНОК СОНЯЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ Surzhyk , Т. Кyrnos , L. thermodynamic model of solar passive heating, radiant heat exchange, solar cell-room, Solar-receiver Ru-bycubooctahedron; «Insolar», solar passive system. термодинамічна модель геліопасивного опалення, променистий теплообмін, солярна комірка – приміщення, геліоприймач-рубікубооктаедрон, геліопасивна система «Інсолар». The paper discusses the processes of radiant heat transfer occurring in the solar cell-room of the «Insolar» solar passive system, which parameters are optimized under to the inclusion of solar heat-generating elements – solar receivers-rubicubooctahedrons – in the design of the outer shell of the house. Due to the optical-geometric proper-ties of the rubicubooctahedron, there are two technological possibilities for converting solar radiation into low-grade heat, which is used for air heating of premises. &nbsp;Part of the solar radiation energy converted in the rubicubooctahedron enters the heat-accumulating structure of the inner wall due to the convective flow diverted through the air ducts. A particle of solar radiation, passing through the translucent edges of the solar receiver, enters the adjacent room – the solar cell – and heats the air in it as a result of radiant-convection heat exchange. Analysis of heat transfer processes shows that the Increased efficiency are due to the boundary conditions of the adjacent components of the solar passive system У роботі розглянуті процеси променистого теплообміну, що відбуваються в солярній комірці – приміщенні геліопасивної системи «Інсолар», параметри якої оптимізовані за рахунок включення сонячних теплогенерувальних елементів – геліоприймачів-рубікубооктаедронів – у конструкцію зовнішньої оболонки будинку. Завдяки оптико-геометричним властивостям рубікубооктаедрона передбачається підвищення ефективності перетворення сонячного випромінювання на низькопотенційну теплоту, яка використовується для повітряного опалення приміщень. &nbsp;Частина перетвореної в рубікубооктаедроні енергії сонячного випромінювання за рахунок конвективного потоку, відведеного крізь повітровідні канали, надходить до теплоакумулювальної конструкції внутрішньої стіни. Частка сонячного випромінювання, проходячи крізь світлопрозорі грані геліоприймача, потрапляє до суміжного приміщення – солярної комірки – та нагріває повітря в ньому внаслідок променисто-конвекційного теплообміну. Аналіз процесів теплообміну показує, що спільні параметричні показники обумовлені крайовими умовами суміжних компонентів геліопасивної системи. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024-07-01 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/458 10.36296/1819-8058.2024.2(77).79-85 Vidnovluvana energetika ; No. 2(77) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 79-85 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2(77) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 79-85 Відновлювана енергетика; № 2(77) (2024): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 79-85 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2024.2(77) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/458/367 Copyright (c) 2024 Т. Surzhyk , L. Кyrnos https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
spellingShingle	thermodynamic model of solar passive heating radiant heat exchange solar cell-room Solar-receiver Ru-bycubooctahedron; «Insolar» solar passive system. Surzhyk , Т. Кyrnos , L. ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION
title	ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION
title_alt	АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ ПРОМЕНИСТОГО ТЕПЛООБМІНУ В ГЕЛІОПАСИВНІЙ СИСТЕМІ ПОВІТРЯНОГО ОПАЛЕННЯ «ІНСОЛАР» ЗА РАХУНОК СОНЯЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ
title_full	ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION
title_fullStr	ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION
title_full_unstemmed	ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION
title_short	ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION
title_sort	analysis of radiative heat exchange processes in solar passive air heating system «insolar» under to solar radiation
topic	thermodynamic model of solar passive heating radiant heat exchange solar cell-room Solar-receiver Ru-bycubooctahedron; «Insolar» solar passive system.
topic_facet	thermodynamic model of solar passive heating radiant heat exchange solar cell-room Solar-receiver Ru-bycubooctahedron; «Insolar» solar passive system. термодинамічна модель геліопасивного опалення променистий теплообмін солярна комірка – приміщення геліоприймач-рубікубооктаедрон геліопасивна система «Інсолар».
url	https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/458
work_keys_str_mv	AT surzhykt analysisofradiativeheatexchangeprocessesinsolarpassiveairheatingsysteminsolarundertosolarradiation AT kyrnosl analysisofradiativeheatexchangeprocessesinsolarpassiveairheatingsysteminsolarundertosolarradiation AT surzhykt analízprocesívpromenistogoteploobmínuvgelíopasivníjsistemípovítrânogoopalennâínsolarzarahunoksonâčnogovipromínûvannâ AT kyrnosl analízprocesívpromenistogoteploobmínuvgelíopasivníjsistemípovítrânogoopalennâínsolarzarahunoksonâčnogovipromínûvannâ

ANALYSIS OF RADIATIVE HEAT EXCHANGE PROCESSES IN SOLAR PASSIVE AIR HEATING SYSTEM «INSOLAR» UNDER TO SOLAR RADIATION

Репозитарії

Схожі ресурси