Διερεύνηση λειτουργίας πειραματικού θαλάμου ρύθμισης συνθηκών θερμικής άνεσης και ποιότητας αέρα

Abstract

Στη παρούσα διπλωματική εργασία θα διερευνηθεί η λειτουργία πειραματικού θαλάμου ελεγχόμενων συνθηκών εσωτερικού περιβάλλοντος, που βρίσκεται στους εργαστηριακούς χώρους του Πανεπιστήμιου Δυτικής Μακεδονίας στα Κοίλα Κοζάνης. Η δημιουργία του θαλάμου αποσκοπεί στην διερεύνηση παραμέτρων που σχετίζονται με την θερμική άνεση και την ποιότητα του εσωτερικού αέρα, για εύρος σχετικών συνθηκών. Ο θάλαμος είναι εξοπλισμένος με συστήματα θέρμανσης, ψύξης και αερισμού (HVAC), ώστε να επιτυγχάνονται οι επιθυμητές συνθήκες εσωτερικά αυτού. Όσον αφορά τις παραμέτρους υπό διερεύνηση, η θερμική άνεση αφορά την αίσθηση ευχαρίστησης ενός ατόμου σε συγκεκριμένες συνθήκες περιβάλλοντος. Η αποτίμηση της θερμικής άνεσης θα πραγματοποιηθεί με την χρήση του ευρέως διαδεδομένου μοντέλο του Fanger, σύμφωνα με την βιβλιογραφία. Όσον αφορά την εκτίμηση της ποιότητα του εσωτερικού αέρα του θαλάμου, υπολογίστηκαν τα επίπεδα του CO2 σε διαφορετικά σενάρια αερισμού και παρουσίας ατόμων μέσα σε αυτόν. Τα σενάρια που πραγματοποιήθηκαν χωρίστηκαν σε δύο κατηγορίες. Η πρώτη αφορά την πραγματοποίηση πειραμάτων χωρίς κόσμο εντός του θαλάμου, ώστε να διερευνηθεί η απόδοση του συστήματος HVAC σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας, αλλά και την απόκριση των οργάνων μέτρησης που χρησιμοποιήθηκαν. Όσον αφορά τα πειράματα που έλαβαν χώρα με παρουσία πληθυσμού εντός του θαλάμου, πραγματοποιήθηκαν με σκοπό την αξιολόγηση της θερμικής άνεσης, χρησιμοποιώντας τους δείκτες PMV και PPD, καθώς και την εκτίμηση της ποιότητας του εσωτερικού αέρα. Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των δεικτών PMV και PPD είναι σημαντική για τον έλεγχο εάν η θερμική άνεση βρίσκεται εντός των αποδεκτών ορίων. Παράλληλα, με τη συμπλήρωση των ερωτηματολογίων θερμικής άνεσης είναι δυνατή η σύγκριση τους με τα αποτελέσματα των θεωρητικά υπολογιζόμενων δεικτών θερμικής άνεσης, ώστε να αξιολογηθούν τα υφιστάμενα μοντέλα με την πραγματική αίσθηση των χρηστών. Τα αποτελέσματα για την θερμική άνεση έδειξαν σε μεγάλο βαθμό την συμφωνία αυτών, ενώ όσο αφορά την ποιότητα του εσωτερικού αέρα και συγκεκριμένα των επιπέδων του CO2, αυτά φάνηκαν να εξαρτώνται από τις διαφορετικές συνθήκες αερισμού, αλλά και τον αριθμό των ατόμων που βρίσκονταν εντός του θαλάμου. Ως μια συνολική αποτίμηση, η διερεύνηση του θαλάμου έδειξε ότι είναι δυνατή η αξιόπιστη προσομοίωση, σε πειραματικό επίπεδο, εύρους συνθηκών που σχετίζονται με τη θερμική άνεση και την ποιότητα αέρα, καθιστώντας τον θάλαμο ένα πολύτιμο εργαλείο ερευνητικής δραστηριότητας στους σχετικούς τομείς.