Підвищення енергоефективності повітророзподілу в приміщенні із використанням закручених повітряних струменів

2025;
: с. 8 – 13
https://doi.org/10.23939/jeecs2025.01.008
Надіслано: Квітень 21, 2025
Переглянуто: Травень 18, 2025
Прийнято: Травень 23, 2025

O. Voznyak, V. Bokhan. (2025) Improvement of energy efficiency of air distribution in a room using swirled air jets. Energy Engineering and Control Systems, Vol. 11, No. 1, pp. 8 – 13. https://doi.org/10.23939/jeecs2025.01.008

1
Національний університет «Львівська політехніка»
2
Національний університет «Львівська політехніка»

У статті досліджено аеродинамічні характеристики та ефективність закручених повітряних струменів, що застосовуються в сучасних системах вентиляції. У роботі проаналізовано особливості затухання осьової швидкості та надлишкової температури в неізотермічних закручених потоках з урахуванням як теоретичних моделей, так і експериментальних даних. Оцінено вплив обертального руху на інтенсивність турбулентності, ефективність перемішування та рівномірність розподілу повітря. Результати підтверджують, що закручені струмені забезпечують краще перемішування повітря та ефективніше зменшують градієнти швидкості й температури порівняно з традиційними прямолінійними струменями. Запроваджено ключові безрозмірні параметри, такі як коефіцієнти затухання швидкості та температури, що спрощують розрахунки. Детально розглянуто профілі швидкості та температури в поперечному перерізі струменя. Отримані результати свідчать про те, що закручені струмені забезпечують покращене керування повітророзподілом у приміщеннях, мінімізують протяги та сприяють стабільному тепловому комфорту. Отримані висновки підтверджують доцільність використання систем подачі повітря із закрученими струменями у замкнених та енергочутливих просторах.

  1. P. Kapalo, A. Sedláková, D. Košicanová, O. Voznyak, J. Lojkovics, and P. Siroczki (2014) “Effect of ventilation on indoor environmental quality in buildings,” in The 9th International Conference on Environmental Engineering, Selected Papers, Vilnius, Lithuania, May 22-23, СD 265. eISSN 2029-7092/eISBN 978-609-457-640-9
  2. Voznyak, O., Savchenko, O., Spodyniuk, N., Sukholova, I., Kasynets, M., & Dovbush, O. (2022). Air distribution efficiency improving in the premises by rectangular air streams. Pollack Periodica, 17(3), 111-116. https://doi.org/10.1556/606.2021.00518
  3. Myroniuk, K., Voznyak, O., Savchenko, O., Sukholova, I., Dovbush, O. (2024). Attenuation Coefficients of the Air Distributor with the Interaction of Opposing Non-coaxial Air Jets. In: Blikharskyy, Z., Zhelykh, V. (eds) Proceedings of EcoComfort 2024. EcoComfort 2024. Lecture Notes in Civil Engineering, vol 604. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-67576-8_35
  4. Borowski, M., Zwolińska, K., & Halibart, J. (2023). Air Distribution Assessment-Ventilation Systems with Different Types of Linear Diffusers. https://www.aivc.org/sites/default/files/1_C28.pdf
  5. Voznyak O., Spodyniuk N., Yurkevych Yu., Sukholova I., Dovbush O. (2020) Enhancing efficiency of air distribution by swirled-compact air jets in the mine using the heat utilizators. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, No.5(179), р. 89 – 94 https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-5/089
  6. Jaszczur M., Branny M., Karch M., Borowski M. (2016). Experimental analysis of the velocity field of the air flowing through the swirl diffusers. J. Phys.: Conf. Ser. 745:1-9. https://doi.org/10.1088/1742-6596/745/3/032049
  7. Sukholova, I., Voznyak, O., Myroniuk, K. (2011). Indoor air distribution and creation of a dynamic microclimate. Theory and Building Practice. (in Ukrainian). https://ena.lpnu.ua/handle/ntb/19456
  8. Voznyak, O., Myroniuk, K., Spodyniuk, N., Sukholova, I., Dovbush, O., Kasynets, M. (2022). Air distribution in the room by swirl compact air jets at variable mode. Pollack Periodica 17(3), 117–122. https://doi.org/10.1556/606.2022.00515
  9. Voznyak O. (2020) Experiment Planning and Optimization of Solutions in Ventilation Technology. Monograph – Lviv: Lviv Polytechnic National University, 220 p. (in Ukrainian). ISBN: 978-966-553-982-7
  10. Voznyak, O., Sukholova, I., Spodyniuk, N., Kasynets, M., Savchenko, O., Dovbush, O., & Datsko, O. (2023). Enhancing of ventilation efficiency of premise due to linear diffuser. Pollack Periodica, 18(2), 107-112. https://doi.org/10.1556/606.2023.00750
  11. Janbakhsh, S., & Moshfegh B. (2014). Experimental investigation of a ventilation system based on wall confluent jets. Building and Environment, Vol. 80, 18-31. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.05.011.
  12. Srebric, J., & Chen, Q. (2002). Simplified Numerical Models for Complex Air Supply Diffusers. HVAC&R Research, 8(3), 277–294. https://doi.org/10.1080/10789669.2002.10391442
  13. Allmaras, S.R., Johnson, F.T., & Spalart, P.R. (2012). Modifications and clarifications for the implementation of the spalart-allmaras turbulence model ICCFD7-1902. 7th International Conference on Computational Fluid Dynamics, Hawaii. http://www.iccfd.org/iccfd7/assets/pdf/papers/ICCFD7-1902_paper.pdf
  14. Dovhaliuk, V. et al. (2018). Simplified analysis of turbulence intensity in curvilinear wall jets. FME Transactions, 46, 177–182. https://doi.org/10.5937/fmet1802177D
  15. Gumen, O. et al. (2017). Geometric analysis of turbulent macrostructure in jets laid on flat surfaces for turbulence intensity calculation. FME Transaction, 45, 236-242. https://doi.org/10.5937/fmet1702236G