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@nytschgeusen
nytschgeusen committed Jan 3, 2024
1 parent 75842d6 commit bb56bce
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Showing 3 changed files with 55 additions and 9 deletions.
Binary file added img/Thermo_Pixel.jpg
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20 changes: 18 additions & 2 deletions klimakammer.html
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Expand Up @@ -51,7 +51,14 @@

<div class="jumbotron">
<h1>Klimakammer</h1>
<p>...</p>
<p>Die Klimakammer besteht aus einer Kombination aus einem
Iglu-förmigen Zelt und einer Holzbodenunterkonstruktion,
welche die maximal verfügbare Innenhöhe der Kuppel auf 2,8 m erhöht
und hat einen Innendurchmesser von 3,6 m. Zwei
umlaufende Ringrohre sind in die Bodenkonstruktion eingebettet,
die die warme und kalte Luft durch 16
kreisförmige Öffnungen von zwei Klimageräten
in die Kuppel einströmen lassen.</p>

<div class="col-md-12 col-sm-12 col-xs-12">
<div class="thumbnail">
Expand All @@ -62,7 +69,16 @@ <h1>Klimakammer</h1>
</div>
</div>

<p>...</p>
<p>Die Klimakuppel ist mit folgenden Geräten versehen:
<ul>
<li>zwei Klimageräte mit Heiz-, Kühl- und Entfeuchtungsfunktion zur Versorgung der beiden Luftröhren,</li>
<li>ein Split-Klimagerät zur schnellen internen Absenkung des Lufttemperaturniveaus in der Kuppel,</li>
<li>zwei Befeuchter zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in der der Kuppel,</li>
<li>zwei konvektive Heizgeräte zur schnellen internen Erhöhung des Lufttemperaturniveaus in der Kuppel,</li>
<li>zwei Ventilatoren mit 26 Stufen zur Simulation der gefühlten Luftbewegung durch Raumöffnungen und</li>
<li>ein elektrischer Heizstrahler mit drei Leistungsstufen zur Simulation der gefühlten Sonneneinstrahlung durch transparente Raumoberflächen.</li>
</ul>
</p>
</div>

<footer>
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44 changes: 37 additions & 7 deletions strahlungsflaechen.html
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Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -51,34 +51,64 @@

<div class="jumbotron">
<h1>Strahlungsflächen</h1>
<p>...</p>
<p>Zur Wahrnehmung der Wärmestrahlung in die VR Simulationsumgebung wurde ein
ein Zylinder mit diskretisierten Strahlungsflächen im Inneren
der Klimakuppel hinzugefügt, wobei sich der Nutzer in der Mittelachse des Zylinders befindet.</p>

<div class="col-md-12 col-sm-12 col-xs-12">
<div class="thumbnail">
<img src="./img/Climate_chamber_radiation_surfaces.jpg" alt="">
<figcaption style="text-align:right; font-style:italic">
Interaktive Virtual Reality-Simulationsumgebung mit thermischen Feedback für den Nutzer (Bildquelle: UdK Berlin)
Erweiterung der Klimakammer um einen innenliegenden Zylinder mit einzeln ansteuerbaren Strahlungsflächen (Bildquelle: UdK Berlin)
</figcaption>
</div>
</div>

<p>...</p>
<p>Die zylindrische Mantelfläche ist vertikal und horizontal
in 30 cm x 30 cm große rechteckige Strahlungsflächen diskretisiert.
Für jede dieser Strahlungsflächen des Zylinders werden die Sichtfaktoren
auf alle umschließenden Innenoberflächen des Raumesmodells in Abhängigkeit von der
Nutzerposition zeitabhängig berechnet. Diese Sichtfaktoren bilden die Grundlage
für die Berechnung einer gewichteten Ersatztemperatur, die eine Projektion
aller Oberflächentemperaturen des Raummodells auf eine einzelne
virtuelle Strahlungsfläche darstellen.</p>

</div>

<div class="jumbotron">
<h1>Strahlungsflächen</h1>
<p>...</p>
<h2>Thermo-Pixel</h2>
<p>Die einzelnen quadratischen Strahlungsflächen werden digital angesteuert und strahlen thermisch in einem weitem
Temperaturbereich von 10 bis 60 °C einer vorgegebenen Soll-Temperatur.
Hierfür wurden sogenannte Thermo-Pixel entwickelt, welche jeweils mit vier thermoelektrischen Elementen (TECs)
mit Heiz- und Kühlfunktion versehen sind. Auf der Vorderseite erfolgt die Wärmeabgabe über thermische Strahlung
und auf der Rückseite wird die Abwärme der TECs über ein Wasserkühlsystem abgeführt.

<div class="col-md-12 col-sm-12 col-xs-12">
<div class="thumbnail">
<img src="./img/Thermo_Pixel.jpg" alt="">
<figcaption style="text-align:right; font-style:italic">
Thermo-Pixel: links strahlende Vorderseite, rechts Rückseite mit Wasserkühlsystem ind digitalem Regler (Bildquelle: UdK Berlin)
</figcaption>
</div>
</div>
<p>Die TECs auf der Rückseite der Thermo-Pixel werden mit einer konstanten
DC-Stromversorgung versorgt, deren Polarität je nach Heiz- oder Kühlbetrieb wechselt.
Zu diesem Zweck wurde ein digitaler THErmal PIxel
COntroller (ThePiCo) entwickelt. Jeder ThePiCo verfügt über zwei unabhängige H-Brücken
mit Tiefpassfiltern zur Glättung des PWM-Signals. Der Controller regelt die elektrische Leistung
und wechselt falls notwendig die Polarität, so dass die Thermo-Pixel durch Kühlen oder
Beheizen der Oberfläche stets die gewünschte Solltenperatur erreichen.</p>
<div class="col-md-12 col-sm-12 col-xs-12">
<div class="thumbnail">
<img src="./img/Radiation_Columns.gif" alt="">
<figcaption style="text-align:right; font-style:italic">
Interaktive Virtual Reality-Simulationsumgebung mit thermischen Feedback für den Nutzer (Bildquelle: UdK Berlin)
Strahlungsfeld, bestehend aus 5 x 3 Thermo-Pixeln im dynamischen Betrieb (Bildquelle: UdK Berlin)
</figcaption>
</div>
</div>

<p>...</p>
<p>Die Infrarotausnahme zeigt eine Anordnung von 5 x 3 Thermo-Pixeln, weche abwechselnd horizontal und vertikal auf eine
bestimmte Temperatur erwärmt und danach wieder abgekühlt werden.</p>
</div>

<footer>
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