Faz değiştiren malzemeli duvarlarda sıcaklık dağılımının nümerik analizi

Yıl 2021, Cilt: 12 Sayı: 5, 803 - 810, 31.12.2021

Meral Özel Fethi Ahmet Çakmak Nesrin İlgin Beyazıt

https://doi.org/10.24012/dumf.1051456

Cited By: 1

Öz

Bu çalışmada, bina dış duvarlarında geleneksel ısı yalıtım malzemesi yerine faz değiştiren malzeme (FDM) kullanılarak duvar kalınlığı boyunca sıcaklık dağılımı ANSYS’de sayısal olarak araştırılmıştır. Bu amaç için Elazığ ilinin kış iklim şartları göz önünde bulundurularak güney ve kuzeye bakan bir duvar için beş farklı duvar modeli ele alınmıştır. Belirlen bu duvar modelleri için ilk önce duvarın kalınlığı boyunca sıcaklık dağılımları hesaplanmış ve daha sonra ise ısıl depolama kapasitelerini temsil eden faz kayması ve sönüm oranları tespit edilmiştir. Sonuç olarak özellikle FDM’nin kullanılmasıyla duvar içerisindeki sıcaklık dalgalanmalarının oldukça fazla sönümlenerek birbirine yakın sıcaklık değerlerinin elde edildiği ve duvar içerisinde hemen hemen sabit kaldığı görülmüştür. Ayrıca maksimum faz kayması ve minimum sönüm oranı açısından en iyi duvar yapısının FDM’nin dışta olduğu durumda elde edildiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Faz değiştiren malzeme (FDM), sıcaklık dağılımı, ANSYS, Kış şartları

Kaynakça

• [1] O.M. Yılmaz, “Yeraltı termal enerji depolamada kullanılan farklı dolgu maddelerinin termal özelliklerinin araştırılması”, Doktora Tezi, Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana. 2005.
• [2] Y. Konuklu, H.Ö. Paksoy, “Faz değiştiren maddeler ile binalarda enerji verimliliği”, X. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi – 13/16 Nisan 2011/İzmir, 919-930.
• [3] M. Çevik, “Faz değiştiren maddelerle duvar ısıl yalıtımının deneysel olarak araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 2012.
• [4] A. Çırakman, “Faz değiştiren madde içeren bina güney duvarının deneysel olarak incelenmesi”, Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 2010.
• [5] R. Kandasamy, Q.X. Wang, and S.A. Mujumdar, “Application of phase change materials in thermal management of electronics,” Applied Thermal Engineering,27, 2822-2832. 2007.
• [6] Y. Konuklu,“Mikrokapsüllenmiş faz değiştiren maddelerde termal enerji depolama ile binalarda enerji tasarrufu”, Doktora tezi, Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana. 2008.
• [7] S. Kurt, “Yeni nesil bina malzemeleri için faz değiştiren madde geliştirilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.2012.
• [8] I. Hasan, Mushtaq, O. Hadi, Basher, Ahmed, Shdhan, “Experimental investigation of phase change materials for insulation of residental buildings,” Sustainable Cities and Society 36 (2018) 42-58. 2018.
• [9] Y. Quanying, H. Ran and L. Lisha, “Experimental study on the thermal properties of the phase change material wall formed by different methods,” Solar Energy 86 (2012) 3099-3102. 2012.
• [10] F. Örengül, “Gizli ısı depolamalı tavan ısıl yalıtımının neysel olarak araştırılması", Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ. 2010.
• [11] Tokuç A., “Faz değişim malzemelerinin ısıl enerji depolama amacıyla yapı elemanı üretiminde kullanılması”, Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir. 2013.
• [12] A. Daloğlu, “Isı Yalıtımında Faz Değiştiren Malzeme Kullanımı,” X. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir. 2011.
• [13] M. Özel, “Duvar Yüzeylerinde Periyodik Sıcaklık Değişimi Olan Binalarda Isı Kazanç ve Kayıpların Minumum Yapacak Yöntemlerin Araştırılması”, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ. 2003.
• [14] M. Özel, N. İlgin, “Periyodik Sınır Şartlarına Maruz Kalan Çok Katmanlı Duvarlarda Sıcaklık Dağılımının ANSYS' de Analizi,” Tesisat dergisi, 27-32. 2012.
• [15] M. Okcu, “Faz değiştiren maddelerde erime ve katılaşma sürecinin sayısal olarak incelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ. 2011.
• [16] Cengel, Yunus A., and Afshin J. Ghajar. "Heat and mass transfer." A practical approach 2007