Radyatör ve beton kolon ile ısıtılan oda içerisindeki termal konforun sayısal incelenmesi
Numerical investigation of thermal comfort in a room heated by radiator and concrete columns
Yazar: FADİME MENEKŞE İKBAL
Danışman: PROF. DR. SEBAHATTİN ÜNALAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, radyatör ve beton kolon ile ısıtılan odalar içerisindeki termal konforun incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada referans olarak 400x500x300 cm boyutlarında cok katlı bir binanın bir odası temel eşyaları ile birlikte ele alınmıştır. Üç boyutlu oda modelinin 4 köşesine 40x60x300 cm ebatında beton kolon yerleştirilmiştir. Beton kolonların içerisinden 14 cm iç çap 15 cm dış çapa sahip çelik borular geçirilmiştir. Bu boruların içerisinden 335 K sıcaklığında su dolaştırılarak oda ortamı kolanlar vasıtasıyla ısıtılmıştır. İlave olarak aynı oda 335 K sıcaklığa sahip radyatörlü bir sistem ile de ısıtılmıştır. Dış hava sıcaklığı Kayseri ili için kış şartlarında ölçülmüş olan hava sıcaklığı ile tanımlanmıştır. Her iki ısıtma sisteminde, zamana bağlı analizler CFD yardımı (ANSYS Fluent) ile sayısal olarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde 7 gün sürekli ısıtma ve takip eden 7 gün sürekli soğuma (ısıtma sistemleri kapatılmış) hali düşünülmüştür. Hesaplamalarda radyasyon ile ısı transferi (S2S modeli) dikkate alınmıştır. Bu şartlar ile zamana bağlı olarak oda içerisindeki oluşan ısı akışı, sıcaklık ve hız dağılımı gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, radyatörlü ısıtma ve kolonlu ısıtma ile ortaya çıkan sayısal sonuçlar termal konfor açısından kıyaslanmıştır. Hesaplamalar sonucunda, kolonlar ile ısıtmanın geleneksel yöntem olan radyatör ile ısıtmadan daha iyi termal konfor sergilediği görülmüştür. Kolonlu ısıtma sisteminde 14 günlük süreç boyunca meydana gelen ısıl kayıplar radyatörlü ısıtma sistemine göre %10 daha düşük olmuştur. Paralel olarak kolonlu ısıtma sistemi odanın yapı elemanları (duvar, kolon, kriş), oda havası ve eşyaları içerisinde %10 daha fazla termal enerji depolanmıştır.

Anahtar kelimeler: Termal Konfor, Radyatörlü Isıtma, Beton Kolonlu Isıtma

Abstract:
This study aimed to investigate the thermal comfort in the room heated by the radiator and concrete column.  As a reference to the study, one room of a multi-storey building with dimensions of 400x500x300 cm was considered together with the basic commodities.  Three-dimensional model of the room is placed at four corners of the concrete column 40x60x300 cm. Steel pipes with an outer diameter of 15 cm and an inner diameter of 14 cm were passed through the concrete columns. The room environment was heated by the columns in which water at a temperature of 350 K  circulated  through pipes. In addition, the same room is heated by a radiator system with a temperature of 335 K. The outside temperature is determined by the air temperature measured in the winter conditions for Kayseri province. In both heating systems, time dependent analyzes were performed numerically with CFD assistance (ANSYS Fluent). In the analyzes, 7 days of continuous heating and 7 days of continuous cooling (with heating systems closed) were considered. Radiation heat transfer (S2S model) is considered in the calculations. With these conditions, depending on the time, the heat flow, temperature and speed distribution in the room were observed.The numerical results, which are associated with the heating radiator heating and columns, are compared in terms of thermal comfort. As a result of calculations, it has been shown that heating columns with radiators, which is the traditional method, has better thermal comfort than heating .In the column heating system , it was lower by  10%  than the radiator systems due to heat loss in 14 days .,However,more than 10%  thermal energy was stored in the building elements of the column heating system room (walls, columns, beam), room air and furnishings.

Keywords: Thermal Comfort, Radiator Heating, Concrete Column Heating