Fulltext

AN EXPERIMENTAL STUDY OF THE RADIANT CEILING COOLING SYSTEM•

دراسة تجريبية لمنظومة تبريد مشعة سقفية

Ahmad Kassem Mohammed --- A. Amir A. Zahra A. R --- Ali Fadel Hassan

journal of kerbala university مجلة جامعة كربلاء
ISSN: 18130410 Year: 2015 Volume: 13 Issue: 1 Pages: 278-291
Publisher: Kerbala University جامعة كربلاء

Abstract

Due to intensive use of energy, with a decline in natural resources, view of the CFCs damage on ozone layers and an increase in fuel costs, it has become important to find methods of reducing energy consumption and finding alternative energy sources.Radiant cooling system is a tool used to achieve these benefits, while maintaining acceptable thermal comfort conditions.The main aim of the present study is to test radiant cooling ceiling system in Iraq climate established in a typical office focusing on occupant’s thermal comfort.A theoretical model has been developed to predict the panel temperature, the interior surface temperatures of the office and heat output for radiant cooling panel systems.To validate the theoretical model, an experimental work was performed on radiant panels of, (6.2X4.6X3)m full-scale office room was utilized in Technical Institute of Karbala.The systems are constructed from 77 plates at a 0.05-mm-thick aluminum sheet with dimensions of (60×60) cm, in which the plates cover whole the ceiling and are cooled with water circulating through (1/2) inch copper tube.The cooled water achieved from the well that manually drilling near the test room at dimensions are (15) cm in diameter and at (6) m depth.Ventilation fan with two cooling coils that was used to maintains acceptable indoor air quality by supplying fresh, filtered air.The study shows, the radiant cooling system can be applied for Iraqi buildings under the tropical climate and that approximately 71% energy saving can be obtained.As the inside temperature of the walls surface has a great effect on the thermal comfort of persons in the conditioned space, the radiant system succeeded in making the differences between the mean radiant temperature and room air temperature is 2oC and between the room air temperature and radiant surface temperature is 5oC and the values of PMV-PPD were used to examine thermal comfort and found that the use of radiant cooling system is appropriate for creating comfortable indoor conditions. The study shows also that effective usage of renewable energy sources that provides economic and environmental benefits.

بسبب زيادة استخدام الطاقة وزيادة في تكاليف الوقود اللازم لإنتاجها، إضافة إلى الأضرار التي تسببها مركبات وسائط التبريد على طبقة الأوزون، فقد أصبح من الضروري إيجاد طرق للحد من استخدام مركبات وسائط التبريد الحالية وإيجاد مصادر بديلة للطاقة.ولغرض تحقيق ذلك إضافة إلى الحفاظ على ظروف الراحة الحرارية مقبولة في المحيط المكييف تستخدم منظومات التبريد المشعة.إن الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو اختبار منظومات تبريد مشعة تم نصبها في سقف غرفة مكتب تحت الظروف المناخية للعراق مع التركيز على عوامل الراحة لشاغلي المكتب. لذالك تم وضع نموذج رياضي لحساب درجة حرارة السطوح المبردة، ودرجات حرارة السطوح الداخلية للجدران والسعة الحرارية لمنظومة التبريد المشعة.ولغرض التحقق من صحة النموذج الرياضي، تم استخدام 77 لوحة من الألمنيوم سمك 0.05 ملم بأبعاد (60 × 60) سم معلقة في سقف غرفة ذات أبعاد (6.2×3×4.6) متر في المعهد التقني كربلاء. يتم تبريد الألواح بواسطة ماء يمر في أنبوب نحاس قطر (1/2)انج مثبت على الألواح التي تغطي سقف الغرفة كله. وقد تم حفر بئر بقطر 15سم وبعمق 6متر لغرض استخدام ماء البئر في تبريد الألواح المشعة. لقد تم استخدام مروحة هواء لدفع هواء الخارجي إلى داخل الغرفة بعد تبريده بواسطة ملف تبريد يبرد بواسطة ماء البئر. لقد أثبتت التجارب العملية التي أجريت أن الفرق بين معدل درجات الحرارة لجدران الغرفة وهواء الغرفة لا يتجاوز (2oC)، وكذلك الفرق بين درجة حرارة هواء الغرفة والسطح المشع لا يتجاوز (5oC). كما تم حساب قيم PMV-PPD والتي أثبتت أن المنظومة المستخدمة تحقق الظروف المناخية المريحة في الغرفة تحت الظروف المناخية لمدينة كربلاء كما أن هذه المنظومة تحقق انخفاضا في استهلاك الطاقة بمقدار حوالي 70% مقارنة بمنظومات التبريد الانظغاطية إضافة إلى الفوائد اقتصادية وبيئية.