WUFI Plus v.2.5.4: Details on the energy balance for Inner Heat Source Radiant

WUFIに関して、日本特有の構造や規定などの質問コーナー
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hs
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WUFI Plus v.2.5.4: Details on the energy balance for Inner Heat Source Radiant

Post by hs » Mon Feb 02, 2015 11:23 pm -1100

室内の放射冷暖房装置をWUFI Plusの中に組み入れた評価が出来ないかと検討しています。
現行バージョンでは冷暖房機器として取り扱いは出来ないので、放射冷暖房機器からの供給・除去熱量を以下の2項目として読み込ませて
擬似的な評価を試みようとしています。

・Inner Heat Source Radiant
・Inner Heat Source Convective

簡単な予備計算を実施したところ、供給・除去熱量の放射成分を増やしても、室内温度には殆ど差違が生じないことが分かってきました。
そこで質問ですが、上記放射・対流の各成分で供給・除去熱量を与えた場合、特に放射成分は室内壁面温度の収支にどのように反映されているかを
教えて欲しいと思います。記憶が曖昧ですが、以前にHolm博士と話したときには、「射入日射量の放射成分は壁面には面積重みで配分される」と聞いた覚えがあります。
放射冷暖房機器をWUFI Plusに擬似的に組み込む上で、どのような取り扱いが可能かも含めて助言頂ければ幸いです。

取り急ぎ,供給・除去熱量放射成分の室内壁面温度への影響の取り扱い法に関する質問まで。

eri
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Re: WUFI Plus v.2.5.4: Details on the energy balance for Inner Heat Source Radiant

Post by eri » Fri Feb 06, 2015 1:24 am -1100

将来的には、放射冷暖房器具を設置する場所も含めて設定できるように、現在、開発中です。
現在可能な、放射器具を計算する方法は、hsさんが行われた方法となります。

・Inner Heat Source Radiant:
設定した熱量が、日射と同様に、室内の表面に、表面積の大きさに合わせて分配されます。表面が温まる(冷える)ことにより、伝達によって間接的に室内空気の温度に影響を与えます。
・Inner Heat Source Convective:
設定した熱量が直接、室内空気のエネルギー量に加算(または除去)されます。つまり、直接、室内空気の温度上昇(低下)につながります。

上記の計算に関するバグについての報告はまだありません。
もしかしたら、設定された供給・除去熱量が小さく、室内温度に影響を与えるに至っていない可能性はないでしょうか。
供給・除去熱量を大幅に増やしてみて、それでも室内温度に影響がないようであれば、再度ご連絡下さい。

hs
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Re: WUFI Plus v.2.5.4: Details on the energy balance for Inner Heat Source Radiant

Post by hs » Sun Feb 08, 2015 5:47 pm -1100

eri wrote:現在可能な、放射器具を計算する方法は、hsさんが行われた方法となります。

・Inner Heat Source Radiant:
設定した熱量が、日射と同様に、室内の表面に、表面積の大きさに合わせて分配されます。表面が温まる(冷える)ことにより、伝達によって間接的に室内空気の温度に影響を与えます。
・Inner Heat Source Convective:
設定した熱量が直接、室内空気のエネルギー量に加算(または除去)されます。つまり、直接、室内空気の温度上昇(低下)につながります。

上記の計算に関するバグについての報告はまだありません。
もしかしたら、設定された供給・除去熱量が小さく、室内温度に影響を与えるに至っていない可能性はないでしょうか。
供給・除去熱量を大幅に増やしてみて、それでも室内温度に影響がないようであれば、再度ご連絡下さい。
ご助言、有り難う御座います。
放射・対流各成分の供給・除去熱量を調整して検討してみます。

whide
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Re: WUFI Plus v.2.5.4: Details on the energy balance for Inner Heat Source Radiant

Post by whide » Mon Feb 09, 2015 11:03 pm -1100

eri wrote:現在可能な、放射器具を計算する方法は、hsさんが行われた方法となります。

・Inner Heat Source Radiant:
設定した熱量が、日射と同様に、室内の表面に、表面積の大きさに合わせて分配されます。表面が温まる(冷える)ことにより、伝達によって間接的に室内空気の温度に影響を与えます。
・Inner Heat Source Convective:
設定した熱量が直接、室内空気のエネルギー量に加算(または除去)されます。つまり、直接、室内空気の温度上昇(低下)につながります。
放射冷暖房機器についての検討を行うために,4m×4m×3m(WxDxH)のユニットを隣り合わせでつくり,どちらのユニットにも南側に2m×2mの単板ガラス(Uncoated single glazing)の窓をつけ,界壁には十分な断熱(GW200㎜)を施したうえで,一方のユニット(Z1)には室内負荷(Internal load)の対流熱(Heat convective)として800W,他方(Z2)には放射熱(Heat radiant)として800Wを入力して計算を行いました.内表面積が80㎡なので放射の場合は内表面積当たり10W/㎡の発熱密度になります.

その結果,室温と平均室内表面温度の両方共に,対流熱として800Wを入力したZ1のほうが高くなりました.
CvsR1.png
CvsR1.png (25.51 KiB) Viewed 4655 times
CvsR2.png
CvsR2.png (20.72 KiB) Viewed 4655 times
前の説明から,対流熱のすべてを放射熱に入力した場合,室温を上昇させない分は表面温度を上昇させることに使われるのだと理解したのですが,結果はそのようになりませんでした.
入力した放射熱はどこに使われたのか,また使われずにどこかから流出してしまったのかご教示下さい.

さらに,Heat convectiveあるいはHeat radiantを与えた場合の,室温と室内閉空間を構成する壁面温度や窓内表面温度の等の計算式(もしくは収支式)をお示し頂ければ,付与した対流熱や放射熱の配分先が分かり対応策を考えられるかと思います.
よろしくお願い申し上げます.

※今回のプロジェクトデータは別途送らせていただきます.

eri
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Re: WUFI Plus v.2.5.4: Details on the energy balance for Inner Heat Source Radiant

Post by eri » Sun Feb 22, 2015 10:22 pm -1100

詳細な検証をありがとうございます。
こちらでも確認したところ、プログラムのエラーが見つかりました。
Inner Heat Source Radiant を設定した場合、室内で発生した放射熱は室内表面に吸収されます。
しかし、表面での熱伝達抵抗が0に等しい設定となっていたために、室内表面温度を上げることなく、多くの熱が室外側に流出していたました。その結果として、室内の空気温度の上昇が抑えられていました。
よって、熱伝達抵抗を訂正しましたが、この変更は、次回のアップデートで反映されます。

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Re: WUFI Plus v.2.5.4: Details on the energy balance for Inner Heat Source Radiant

Post by whide » Sun May 17, 2015 6:51 pm -1100

2ゾーン間の界壁の計算にエラーが見つかったとのことでしたが,そのことを踏まえ4m×4m×3m(WxDxH)のユニットを隣り合わせにせず,各々別のプロジェクトファイルに分けて同様の計算を行ったところ,以前の投稿と同じ現象が確認されました.(元々界壁であった壁の外部条件はSpace with the same inner conditionsとしました.)

2ゾーン間の界壁の計算とは別に原因があると考えられます.
恐縮ですが,入力した放射熱はどこに使われたのか,また使われずにどこかから流出してしまったのか再度ご検討いただけませんでしょうか.
1Zone.PNG
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C800W_All.PNG
C800W_All.PNG (34.67 KiB) Viewed 4350 times
R800W_All.PNG
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Re: WUFI Plus v.2.5.4: Details on the energy balance for Inner Heat Source Radiant

Post by whide » Sun May 17, 2015 7:00 pm -1100

上記の続きです.
C800W_3Days.PNG
C800W_3Days.PNG (16.21 KiB) Viewed 4349 times
R800W_3Days.PNG
R800W_3Days.PNG (15.64 KiB) Viewed 4349 times
対流熱を入力したものと放射熱を入力したものを比べて,以前よりもその温度差は小さくなっていますが,やはり室温と表面温のどちらも放射熱を入力したものの方が常に小さい値を示しているようです.

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