Soğuk iklimlerde bina cam cephelerinin iç yüzeyinde güneş enerjisi depolama kapasitesini artıran PCM dolgulu güneş kontrol elemanlarının termal performans analizi
Thermal performance analysis of PCM-filled solar control elements that increase solar energy storage capacity on the interior surface of building glass facades in cold climates
Yazar: ORHAN ERSAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ ÇELİK
Erzurum Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems

Özet:
Toplumlar sosyal ve ekonomik gelişmelerini sağlamak ve sürdürmek için enerjiye ihtiyaç duymaktadır. Bu gelişmelere bağlı olarak enerji talebi de sürekli artmaktadır. Bu nedenle enerjinin korunması, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ön plana çıkmıştır. Enerji kullanımında sektörel olarak büyük bir paya sahip olan binalar, enerji verimliliği ile ilgili alınması gereken önlemlerde de yine önemli potansiyele sahiptir. Enerji verimli bina tasarımında dış kabuk ve cephe sistemi önemli rol oynamaktadır. Çalışmada; deney kabini, ikili ve üçlü camlar, faz değiştiren malzeme (PCM), güneş kontrol elemanları (GKE), yapay ışık kaynağı, sıcaklık ve ışık ölçüm elemanlarından oluşan bir sistem kullanılmıştır. Çalışmada toplam 14 adet deney yapılmıştır. Bu çalışma ile binaların enerji verimliliğini artırmak için iki ve üç camlı cephe sistemlerinde PCM dolgulu GKE'nın bina içerisinde kullanılması ile yenilikçi çözümlerin; termal özelliklerinin, enerji depolamasının ve verimlilik potansiyellerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu çalışmanın sonuçları, sistemde GKE'nın olmadığı duruma göre üçlü cam, PCM dolgulu ve yatayda 60 derece konumlandığı durumlarda termal enerji depolama ve ısı transferi performansında artış olduğu gözlenmiştir. Sonuçlar; C14 durumunun soğutma periyotunda kabin iç ortam sıcaklıklarının başlangıç sıcaklıklarına 2 0C'e yaklaşma süresi bakımından C8 durumuna göre %35 oranında daha uzun olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Societies need energy to provide and sustain their social and economic development. Energy demand is also constantly increasing due to these developments. Therefore, energy conservation and the use of renewable energy sources have come to the forefront. Buildings, which have a large share in energy use in terms of sector, also have significant potential in the measures to be taken regarding energy efficiency. The outer shell and facade system play an important role in the design of energy efficient buildings. In the study; a system consisting of a test cabin, double and triple glazing, phase change material (PCM), solar control elements (GCE), artificial light source, temperature and light measurement elements was used. A total of 14 experiments were conducted in the study. This study aims to determine the thermal properties, energy storage and efficiency potentials of innovative solutions by using PCM filled GCE in double and triple glazing facade systems in order to increase the energy efficiency of buildings. The results of this study showed that there was an increase in thermal energy storage and heat transfer performance in the cases where triple glazing, PCM filling and horizontal positioning of 60 degree were used compared to the case where there was no GKE in the system. The results showed that the cooling period of the cabin interior temperatures in the C14 case was 35% longer than the C8 case in terms of the time it took to approach the initial temperatures to 2 0C.