Yazar
Acet, Ruşen Can
Basım Tarihi
2018-02
Konu
Termal konfor, Radyant ısıtma, Radyant ısıtma sistemleri, Sürdürülebilir enerji, Mevcut enerji, Yenilenebilir enerji kaynakları
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
18aac47d-0b75-4669-a62a-1e1421e06fb3
Lokasyon
Makine Mühendisliği Bölümü
Tarih
2018-02
Örnek Metin
Bu tez, 4m x 4m x 3m boyutlarındaki bir test odasında kurulu, duvardan, tavandan ve her ikisinin birleşiminden oluşan farklı ısıtma konfigürasyonları için radyant ısıtma sisteminin ısıl konfor değerlendirmesi için deneysel-sayısal bir çalışmadır. Konfor değerlendirmesi, Fanger [1] tarafından geliştirilen PMV (Öngörülen Ortalama Oy) - PPD (Öngörülen Memnuniyetsizlik Yüzdesi) endeksi kullanılarak yapıldı. Ayrıca her bir ısıtma senaryosu için insan vücudunun ekserji dengesi hesaplanmış ve ekserji tüketim oranının termal konfor üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Testler sırasında oluşturulan veriler, sayısal modelin doğrulanması için kullanılır. Sayısal model, farklı durumlar için hava sıcaklığı dağılımını ve hız alanlarını araştırmak için kullanılır. Deneysel çalışmada olduğu gibi sayısal modelde üç farklı ısıtma konfigürasyonu değerlendirilmiştir. Duvardan ısıtma, tavandan ısıtma duvardan ve tavandan ısıtma senaryoları PMV termal konfor indeksi ve insan vücudu ekserji dengesi yaklaşımı açısından incelenmiştir. Sayısal analiz çalışmalarının tamamı, sayısal modellemeye yönelik ticari bir paket program olan ANSYS 17.1'in Akademik sürümü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Modelleme sürecinin farklı aşamaları için özel modüller içerir. Design Modeler modülünde üç boyutlu oda geometrisi oluşturulduktan sonra meshing modülü sonlu hacim yöntemi kullanılarak ayrıştırmaya tabi tutuldu. Sayısal çözümler yaygın olarak kullanılan hesaplamalı akışkanlar dinamiği modülü Fluent'te yapılmıştır. Sıcaklık ve hız alanları, son işlemci programı olarak CFD-Post yazılımı kullanılarak görsel olarak incelendi. Doğal konveksiyon Boussinesq yaklaşımı kullanılarak modellendi ve türbülansı modellemek için yaygın bir sayısal çözüm olan standart k-ε modeli seçildi. Işınımsal ısı transferi için saçılmanın olmadığı Ayrık Ordinatlar modeli kullanıldı. Sayısal çözüm sonuçları farklı ağ sayılarıyla karşılaştırılmış ve ağ bağımsızlığı gözlemlenmiştir. Radyant paneller, farklı yüzey ayar sıcaklıklarında termal konforu sağlamak ve sürdürmek için araştırılmıştır. Verilen set değerlerinde oda içindeki düşey ve yatay yöndeki sıcaklık dağılımı, ortalama ışıma sıcaklığı ve hava hızı değerleri incelenmiştir. Radyant ısıtma sisteminde ekserji tüketim değerlerinin literatürde belirtilen en düşük değerlere yakın olduğu görülmüştür. Ayrıca odadaki sıcaklık dağılımı tüm klasik sistemlere göre oldukça düşüktür. Bu da düşük kaliteli enerji kaynakları kullanan radyant sistemlerin verimli, çevreci konfor çözümleri sunduğunu gösteriyor. Lokasyon bazlı ısıtma teknolojileri için bir ön çalışma olduğunu ve bu yöntemin ısıtma/soğutma sektörü için yenilikçi bir çözüm olabileceğini belirtmek gerekir. Bu nedenle gelecekteki araştırma çalışmalarında daha ayrıntılı olarak değerlendirilebilir. Bu tezde Fanger [1] tarafından ayrılan standart termal konfor değerlendirme performansı olarak kabul edilen Tahmini mesafe Konfor Oylaması (PMV- The Predicted Mean Vote) ve Tahmini Memnuniyetsizlik Oranı (PPD- Predicted Memnuniyetsizlik Oranı) değerleri her bir durum için hesaplanmıştır. Ayrıca her senaryo için insan bileşenlerinin ekserji dengeleri hesaplanarak, bölümün tüketildiği ekserji taşınabilir konfora olan kapsamı incelenmiştir. Sayısal model, test odasındaki yedek veriler ile doğrulanmıştır. Belirlenen senaryolar, PMV-PPD ısıl konfor indeksi ve insan vücudunun ekserji dengesi yaklaşımı değerlendirilmiştir. Sayısal model aracılığıyla oda içerisinde farklı durumlar için hava sıcaklığı verileri ve hava hızı verileri ortaya çıkar. Sayısal analiz çalışmaları, dünya çapında yaygın olarak kullanılan bir ticari paket programı olan ve arayüzünde farklı program araçları bulunan ANSYS 17.1'in akademik versiyonu eklenmiştir. Odanın geometrisi Design Modeler modülünde tasarlanmıştır. Sonrasında yazılımın Meshing modülünde sonlu hacimler yöntemi ile ayrıklaştırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Bir programlamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımı olan Fluent yazılımı kullanılarak sayısal çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen analizlerin sonuçları, CFD-Post yazılımında gizli görseller ve hesap ayrıntıları ile birlikte bir araya getirilmiştir. Sıcaklık ve güncellik, bu bölümdeki sınıflandırmadır. Doğal taşınımda Boussinesq yaklaşımı, türbülansın modellenmesinde standart k-ε modeli ve radyasyonla ısı transferi için Discrete Ordinates modeli saçılma dahil edilmeden kullanılmıştır. Sayısal çözüm sonuçları farklı mesh sayılarında karşılaştırılmıştır ve mesh bağımsızlığının gözlenmiştir. Panellerin ayarlanan yüzey sıcaklıklarında termal konforu sağlayıp sağlamadıkları özellikler. Verilen set değerlerinde oda içerisinde düşey ve ekstrem noktalardaki sıcaklık durumları, ortalama ışınımsal sıcaklık ve hava hızı değerleri mevcuttur. Radyant ısıtma işlemi ekserji tüketim değerlerinin literatürde belirtilen en düşük değerlere yakın olduğu gözlemlenmiştir. Bu da radyant sistemlerin düşük kalitede (low-ex) enerji kaynaklarını kullanarak, klasik sistemlere göre daha çevreci ve ekonomik bir iklimlendirme çözümü olduğunu ortaya koymaktadır. Bu tez içerisinde yer alan farklı konumlardan ışınım ile ısıtma işlemi hususu, günümüzde kolayca sunulabilecek gelişmiş bir uygulama ve konum bazlı ısıtma-soğutma çözümleri için bir ön çalışma niteliğinde olduğu belirtilmiştir.
