パイプハウス被覆の熱伝達率の評価 目的:下記の3種類の被覆の断熱性能を定量的に比較する。 被覆状態外観 3層 PO 0.15mm アルミロールマット 8mm 農ビ 0.075mm 2層 PO 農ビ 1層(側面も閉めて測定) 0.15mm 0.075mm PO 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 0.15mm 1 熱収支比較用 2次元モデル(外周断熱境界) H=2[mm] H=3000[mm] H=2[mm] H=10[mm] H=1000[mm] 外気温境界: A(1時間毎の外気温で固定) 熱伝達制御部 : B 設計パラメータ Wo [W/m2/deg] ハウス内部(空気) : C -すばやく全体の温度が一定になることを仮定比熱:1.006[J/kg/deg]、密度:1.205[kg/m3]、熱伝導率:1000[W/m/deg] 熱伝達制御部: D [W/m2/deg] Wa[W/m2/deg] 発熱部: E(発熱量[W/m2]=1時間毎の全天日射量[MJ/m2]/3600[s]) 地下蓄熱部(土) : F 比熱:800[J/kg/deg]、密度:1500[kg/m3]、熱伝導率:0.14[W/m/deg] 断熱境界: G 外気温境界: H(=A) A hH ハウス高さ: hH [m] 肩高さ: hS [m] B C hS H 掘りこみ深さ: hD [m] D hD F E G 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 hH=4.05, hS=2 hD=0 2 熱伝達制御部D Waの推定 測定データ:2014年9月30日18時~10月1日6時:被覆状態3層 シミュレーション:基準モデル Wa=5~20, hH=4.05,hS=2,hD=0, Wo=1 9/30-01 1L Wa 5[W/m2/deg] Wo1 9/30-01 3L Wa 10[W/m2/deg] Wo 1 24 24 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 温度[℃] 温度[℃] 22 10 18:00 3:36 6:00 時間[h] ハウス内温度 14 10 18:00 1:12 外気温 16 12 22:48 地面(Sim) 18 12 20:24 空気(Sim) 20 20:24 22:48 1:12 3:36 6:00 時間[h] 9/30-01 1L Wa 20[W/m2/deg] Wo1 24 温度[℃] 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 18:00 20:24 22:48 1:12 3:36 6:00 Waを、5,10,20[W/m2/deg]の3条件で シミュレーション。 比較項目は、「空気(sim)」と「ハウス内温度」 一致具合より、Waを10[W/m2/deg]と、 仮定して、シミュレーションを以降の進める ことにした。 時間[h] 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 3 熱伝達制御部B Woの推定(3層) 測定データ:2014年9月30日18時~10月1日6時:被覆状態3層 シミュレーション:基準モデル Wa=10, hH=4.05,hS=2,hD=0, Wo=0.5~2 9/30-01 3L Wa 10 Wo 0.5[W/m2/deg] 9/30-01 3L Wa 10[W/m2/deg] Wo 1 24 24 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 温度[℃] 温度[℃] 22 10 18:00 3:36 6:00 時間[h] ハウス内温度 14 10 18:00 1:12 外気温 16 12 22:48 地面(Sim) 18 12 20:24 空気(Sim) 20 20:24 22:48 1:12 3:36 6:00 時間[h] 9/30-01 3L Wa 10 Wo 2[W/m2/deg] 24 温度[℃] 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 16:48 19:12 21:36 0:00 2:24 4:48 Woを、0.5,1,2[W/m2/deg]の3条件で シミュレーション。 比較項目は、空気(sim)とハウス内温度 一致具合より、3層のWoは、 1[W/m2/deg]と 推定した。 7:12 時間[h] 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 4 熱伝達制御部B Woの評価(3層) シミュレーション:基準モデル Wa=10, hH=4.05,hS=2,hD=0, Wo=1 9/18-19 1L 1[W/m2/deg] 9/21-22 3L 1[W/m2/deg] 24 24 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 18:00 温度[℃] 温度[℃] 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 20:24 22:48 1:12 3:36 10 18:00 6:00 20:24 時間[h] 3:36 6:00 9/27-28 3L 1[W/m2/deg] 24 24 22 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 温度[℃] 温度[℃] 1:12 時間[h] 9/25-26 3L 1[W/m2/deg] 10 18:00 22:48 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 20:24 22:48 1:12 時間[h] 3:36 6:00 10 18:00 20:24 22:48 1:12 3:36 6:00 時間[h] 3層で測定した、9/18-19, 21-22, 25-26, 27-28の4回のデータを評価した。 傾向は合っている。特に、 21-22、27-28については、かなり良く一致している。 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 5 熱伝達制御部B Woの推定(2層) 測定データ:2014年9月23日18時~24日6時:被覆状態2層 シミュレーション:基準モデル Wa=10, hH=4.05,hS=2,hD=0, Wo=1~3.5 9/22-23 2L 2[W/m2/deg] 9/22-23 2L 1[W/m2/deg] 24 24 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 温度[℃] 温度[℃] 22 10 18:00 3:36 6:00 ハウス内温度 14 10 18:00 1:12 外気温 16 12 22:48 地面(Sim) 18 12 20:24 空気(Sim) 20 20:24 22:48 1:12 3:36 6:00 時間[h] 時間[h] 9/22-23 2L 3.5[W/m2/deg] 24 温度[℃] 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 18:00 20:24 22:48 1:12 3:36 Woを、1,2,3.5[W/m2/deg]の3条件で シミュレーション。 比較項目は、空気(sim)とハウス内温度 一致具合より、2層のWoは、 2[W/m2/deg]と 推定した。 6:00 時間[h] 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 6 熱伝達制御部B Woの評価(2層) シミュレーション:基準モデル Wa=10, hH=4.05,hS=2,hD=0, Wo=2 9/16-17 2L 2[W/m2/deg] 9/19-20 2L 2[W/m2/deg] 24 24 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 温度[℃] 温度[℃] 22 ハウス内温度 14 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 18:00 空気(Sim) 20 12 20:24 22:48 1:12 3:36 10 18:00 6:00 20:24 22:48 時間[h] 6:00 9/29-30 2L 2[W/m2/deg] 24 24 22 20 18 空気(Sim) 22 地面(Sim) 20 外気温 16 ハウス内温度 14 温度[℃] 温度[℃] 3:36 時間[h] 9/26-27 2L 2[W/m2/deg] 空気(Sim) 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 18:00 1:12 12 20:24 22:48 1:12 時間[h] 3:36 6:00 10 18:00 20:24 22:48 1:12 3:36 6:00 時間[h] 2層で測定した、9/16-17, 19-20, 26-27, 29-30の4回のデータを評価した。 傾向は合っている。特に、 26-27、29-30については、かなり良く一致している。 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 7 熱伝達制御部B Woの推定(1層) 測定データ:2014年9月20日18時~21日6時:被覆状態1層 シミュレーション:基準モデル Wa=10, hH=4.05,hS=2,hD=0, Wo=2~6 9/20-21 1L 2[W/m2/deg] 9/20-21 1L 4[W/m2/deg] 24 24 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 温度[℃] 温度[℃] 22 10 18:00 3:36 6:00 時間[h] ハウス内温度 14 10 18:00 1:12 外気温 16 12 22:48 地面(Sim) 18 12 20:24 空気(Sim) 20 20:24 22:48 1:12 3:36 6:00 時間[h] 9/20-21 1L 6[W/m2/deg] 24 温度[℃] 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 18:00 20:24 22:48 1:12 3:36 Woを、2,4.6[W/m2/deg]の3条件で シミュレーション。 比較項目は、空気(sim)とハウス内温度 一致具合より、2層のWoは、 6[W/m2/deg]と 推定した。 6:00 時間[h] 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 8 熱伝達制御部B Woの評価(1層) シミュレーション:基準モデル Wa=10, hH=4.05,hS=2,hD=0, Wo=6 9/17-18 1L 6[W/m2/deg] 9/23-24 1L 6[W/m2/deg] 24 24 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 温度[℃] 温度[℃] 22 ハウス内温度 14 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 18:00 空気(Sim) 20 12 20:24 22:48 1:12 3:36 10 18:00 6:00 20:24 22:48 時間[h] 6:00 9/28-29 1L 6[W/m2/deg] 24 24 22 22 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 温度[℃] 温度[℃] 3:36 時間[h] 9/24-25 1L 6[W/m2/deg] 空気(Sim) 20 地面(Sim) 18 外気温 16 ハウス内温度 14 12 10 18:00 1:12 12 20:24 22:48 1:12 時間[h] 3:36 6:00 10 18:00 20:24 22:48 1:12 3:36 6:00 時間[h] 1層で測定した、9/17-18, 23-24, 24-25, 28-29の4回のデータを評価した。 傾向は合っている。特に、23-24、24-25については、かなり良く一致している。 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 9 まとめ ○3種類の被覆、各5日の温度データを測定し、2次元モデルのシミュレーション より、被覆の熱伝達率を推定した。 1層構造:6[W/m2/deg]、2層構造:2 [W/m2/deg]、 3層構造:1 [W/m2/deg] 3層構造では、通常の1層のハウスの6倍の断熱性能を持つ。 ○急激な変化等には追従できていないところもあるが、一連の温度変化の傾向を うまくシミュレーションできている。 ○複雑なハウスの被覆断熱性能をトータル性能として比較する上で、有用な手段 である。 2015年3月20日 ShortReport 2014-0001 阿部眞 10
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