Ogrzewanie płaszczyzn na otwartej przestrzeni - modelowanie i analiza eksploatacyjna

W pracy zaprezentowano analizę zjawisk wymiany ciepła na powierzchni i wewnątrz płaszczyzny grzejnej usytuowanej na otwartej przestrzeni. Płaszczyzny grzejne zamontowane na otwartej przestrzeni to specyficzny przypadek powierzchniowych systemów grzewczych. Do tego typu systemów grzewczych zaliczamy ogrzewanie trawiastych muraw stadionów, ogrzewanie chodników, podjazdów, parkingów, betonowych płyt mostów, tarasów itd. Scharakteryzowano podstawowe czynniki klimatyczne i ich wpływ na procesy występujące na powierzchni, takie jak: promieniowanie, konwekcja, parowanie oraz zamieszczono skróconą charakterystykę cieplną gruntów. Przedstawiono model matematyczny wymiany ciepła w płaszczyźnie grzejnej oraz odpowiadający mu model numeryczny, składający się z dwóch modułów: dwuwymiarowej wymiany ciepła w gruncie (pionowy przekrój) oraz topnienia śniegu na powierzchni wraz ze szczegółową definicją warunków powierzchniowych. Model numeryczny zweryfikowano na drodze eksperymentalnej. Po-miary przeprowadzono na stanowisku badawczym dla trzech typów płaszczyzn grzejnych, różniących się między sobą konstrukcją poniżej poziomu terenu oraz rodzajem nawierzchni. Uzyskano stosunkowo dobrą zgodność wyników pomiarów z wynikami otrzymanymi z modelu. Przy użyciu zweryfikowanego modelu numerycznego przeprowadzono szereg symulacji, mających na celu wyznaczenie wpływu czynników klima-tycznych oraz przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych na wydajność płaszczyzny, opartych na analizie wybranych parametrów eksploatacyjnych. Za podstawowe parametry operacyjne przyjęto: temperaturę zasilania, założoną temperaturę do utrzymania na powierzchni przy danym trybie regulacji, a oceniano zużycie energii i efektywność topnienia śniegu. W podsumowaniu podano wnioski wynikające z przeprowadzonych analiz.