Výzkumná skupina modelování přenosu tepla a látky v budovách a systémech TZB

Vedoucí: prof. Ing. Ondřej Šikula, Ph.D.

Webové stránky skupiny: https://www.fce.vut.cz/TZB/sikula.o

Dlouhodobým cílem výzkumné činnosti skupiny je maximalizace úspor energií v budově, maximalizace využití obnovitelných zdrojů energie, optimalizace vnitřního klimatu budov a přispět ke zvýšení energetické bezpečnosti a soběstačnosti naší společnosti. Výzkumná skupina se v naplňování těchto cílů zaměřuje na počítačové modelování a simulaci přenosu tepla a látky v budovách, prvcích a soustavách technických zařízení budov (TZB), vývoj a validaci vlastních výpočetních modelů a simulačních softwarů. Aktuálně řešeným tématem je využití tepelně aktivovaných stavebních konstrukcí (typicky ve formě velkoplošných sálavých systémů) určených k tvorbě vnitřního prostředí budov a aplikace tepelně aktivovaných základových konstrukcí budov k využívání energie podzákladí budovy a jejímu využití její vytápění a chlazení – projekt CAMEB Epilot.

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• 

  Výpočetní software Epile 2.0 pro modelování tepelně-hydraulického chování, základových energo pilot.

• KRAJČÍK, Michal a Ondřej ŠIKULA, 2020. The possibilities and limitations of using radiant wall cooling in new and retrofitted existing buildings. Applied Thermal Engineering. 164, 114490. ISSN 1359-4311. Dostupné z: doi:https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.114490
• KRAJČÍK, Michal a Ondřej ŠIKULA, 2020. Heat storage efficiency and effective thermal output: Indicators of thermal response and output of radiant heating and cooling systems:Indicators of thermal response and output of radiant heating and cooling systems. Energy and Buildings. 229, 110524. ISSN 0378-7788. Dostupné z: doi:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110524
• ORAVEC, Jakub, Ondřej ŠIKULA, Michal KRAJČÍK, Müslüm ARICI a Martin MOHAPL, 2020. A comparative study on the applicability of six radiant floor, wall, and ceiling heating systems based on thermal performance analysis. Journal of Building Engineering. ISSN 23527102. Dostupné z: doi:https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.102133
• KRAJČÍK, Michal, Müslüm ARICI, Ondřej ŠIKULA a Martin ŠIMKO, 2021. Review of water-based wall systems: Heating, cooling, and thermal barriers: Heating, cooling, and thermal barriers. Energy and Buildings. 253, 111476. ISSN 0378-7788. Dostupné z: doi:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111476

Výzkumná skupina predikce, tvorba a hodnocení vnitřního prostředí budov

Vedoucí: doc. Ing. Aleš Rubina, Ph.D.

Webové stránky skupiny: https://www.fce.vut.cz/o-fakulte/lide/ales-rubina-10591/tvurci-aktivity

Výzkumná skupina se zabývá problematikou vnitřního prostředí v budovách, určených pro pobyt lidí nebo k provozu náročné výrobní technologie. Provádíme diagnostiku prostředí v provozovaných budovách, sledujeme širokou škálu parametrů – od tepelně vlhkostního mikroklimatu, přes čistotu vzduchu až po sledování mikrobiologických činitelů. S tím souvisí také diagnostika systémů technických zařízení budov (TZB), kde měříme za pomoci rozsáhlé přístrojové techniky. Moderní přístrojovou technikou provádíme i měření výkonových parametrů instalovaných zařízení a jejich dílčích částí (ventilátory, filtry, výměníky, čerpadla) včetně odhalování závad a návrhu opatření k jejich nápravě či zvýšení komfortu nebo efektivnosti provozu. Pro aplikační sféru vytváříme webové nástroje sloužící pro návrh technických zařízení nebo stavebních prvků ve speciálních případech, pro které neexistuje běžný komerční software. Predikci vnitřní prostředí budov provádíme řešením matematických modelů pomocí vlastních programů případně externích CFD software.

Významné projekty v aplikační sféře podporované Technologickou agenturou České republiky:

• TA04021284, Úspora energie v datových centrech aplikací pokročilých systémů chlazení a využitím odpadního tepla s pozitivními environmentálními dopady
• FW03010062, Chytrá fasáda s optimalizovanými energetickými vlastnostmi

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední 4 roky:

• RUBINA, A.; UHER, P.; UHER, V.; RUBINOVÁ, O.; BEČKOVSKÝ, D.; HRON, L.; ILČÍK, J.: FSVM software 2.0; FSVM software 21.0 – program pro výpočet tepelně technických parametrů fasády s větranou mezerou. ILTEGRO spol. s r.o.
• RUBINA, A.; UHER, P.; VENDLOVÁ, L.; WIERZBICKÁ, H.: OK Vent – Návrhový software pro tlumiče hluku.
• RUBINA, A.; UHER, P.; VRÁNA, J.; NOVOTNÝ, M.; NESPĚŠNÝ, O.; SKŘEK, D.; ŠUHAJDOVÁ, E.; VYSTRČIL, J.; FORMÁNEK, M. Heat Flow through a Facede with a Controlled Ventilated Gap. Buildings, 2023, roč. 13, č. 3, s. 1-20. ISSN: 2075-5309. Dostupné z: DOI: https://doi.org/10.3390/buildings13030817
• SZCEPAŃSKA-WOSZCZYNA, K.; GEDVILAITE, D.; NAZARKO, J.; STASIUKYNAS, A.; RUBINA, A. Assessment of economic convergence among countries in the European Union. Technological and Economic Development of Economy, 2022, roč. 28, č. 5, s. 1572-1588. ISSN: 2029-4921. Dostupné z: DOI: https://doi.org/10.3846/tede.2022.17518
• JUN, D.; NESPĚŠNÝ, O.; PĚNČÍK, J.; FIŠAROVÁ, Z.; RUBINA, A. Optimized method for Helmholtz resonator design formed by perforated boards. APPLIED ACOUSTICS, 2021, roč. 184, č. 108341, s. 1-11. ISSN: 0003-682X. Dostupné z: DOI: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2021.108341

Výzkumná skupina experimentálního výzkumu přenosu tepla a hmoty, výměníky tepla

Vedoucí: doc. Ing. Petr Horák, Ph.D.

Webové stránky skupiny: https://www.fce.vutbr.cz/o-fakulte/lide/petr-horak-10015/tvurci-aktivity

Výzkumná skupina se zabývá převážně experimentální činností v oblasti přenosu tepla a hmoty se zaměřením na výměníky tepla a vlastnosti teplonosných látek pro aplikace v systémech TZB a průmyslu. Výsledky činnosti skupiny mají dopad v oblasti teoretické i praktické. Pracovní náplní skupiny je experimentální ověřování vědeckých hypotéz s využitím moderního laboratorního vybavení Ústavu TZB. Dále se skupina zaměřuje na vývoj a ověřování výměníků tepla a chladu, a to jak tradičních konstrukcí a materiálů tak i nových výměníků vyrobených s využitím 3D tisku. V současné době je pozornost skupiny rovněž zaměřena na nové typy chladiv a problematiku strojního chlazení.

Nejvýznamnější výstupy, kterých skupina dosáhla za poslední roky:

• HORÁK, P.; FORMÁNEK, M.; FEČER, T.; PLÁŠEK, J. Evaporation of refrigerant R134a, R404A and R407C with low mass flux in smooth vertical tube. International journal of heat and mass transfer, 2021, roč. 181, č. 1, s. 1-8. ISSN: 0017-9310.HORÁK, P.; UHER, P.; PLÁŠEK, J.; FORMÁNEK, M.; FEČER, T.; Vysoké učení technické v Brně.: Výměník tepla. 32502, užitný vzor. (2019)
• HORÁK, P.; POČINKOVÁ, M.; BARTONÍK, A.; Vysoké učení technické v Brně, Brno, CZ: Tepelný kanalizační výměník. 304280, patent. (2014)
• HORÁK, P.; UHER, P.; PLÁŠEK, J.; FORMÁNEK, M.: Výměník tepla; Křížový výměník tepla vzduch-vzduch vyrobený technologií 3D tisku. Ústav TZB. (funkční vzorek)
• FORMÁNEK, M.; HORÁK, P.; DIBLÍK, J.; HIRŠ, J. Experimental Increase in the Efficiency of a Cooling Circuit Using a Desuperheater. Periodica Polytechnica – Civil Engineering, 2016, roč. 60, č. 3, s. 355-360. ISSN: 0553-6626.