In this study, we analyze the heat transfer of single-chamber and double-chamber glass units installed in the outer and inner sashes of a composite window unit with the inter-glass space filled with dehumidified air and inert gases. We construct the mathematical model based on the solution of the heat conductivity equation with constant coefficients in a two-dimensional setting, taking into account the layered structure of the structure and using boundary conditions of the III and IV kind. Our numerical implementation of the problem uses the finite difference method on a uniform grid using the C++ programming language. To take into account convective heat exchange through glass units, we perform a series of numerical calculations in ANSYS Fluent software. We show that convective heat loss in glass units can be reduced by increasing the thickness of the spacer frame and using inert gases with low thermal conductivity. We identify the optimal thickness of the gas-filled chamber of a single-chamber glass unit (when filled with air, dry air, argon, krypton, xenon), ensuring maximum thermal resistance.
В настоящем исследовании осуществляется анализ теплопередачи однокамерного и двухкамерного стеклопакетов, устанавливаемых в наружной и внутренней створках составной конструкции оконного блока с наполнением межстекольного пространства осушенным воздухом и инертными газами. Математическая модель строится на основе решения уравнения теплопроводности с постоянными коэффициентами в двумерной постановке, учитывающей слоистую структуру конструкции с использованием граничных условий III и IV рода. Численная реализация поставленной задачи осуществляется с помощью метода конечных разностей на равномерной сетке с использованием языка программирования С++. Для учета конвективного теплообмена через стеклопакеты проведена серия численных расчетов в ПО ANSYS Fluent. Показано, что снижение конвективных теплопотерь в стеклопакетах возможно за счёт увеличения толщины дистанционной рамки и применения инертных газов с низкой теплопроводностью. Выявлена оптимальная толщина газонаполненной камеры однокамерного стеклопакета (при наполнении воздухом, осушенным воздухом, аргоном, криптоном, ксеноном), обеспечивающая максимальное термическое сопротивление.