Soğuk binalarda ilk ısıtma sürecinin teorik analizi
Theoretical analysis of cold buildings the heating up process
Yazar: BİRKUT GÜLER
Danışman: PROF. DR. MEHMET EMİN ARICI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Konut ısıtma = Residential heating ; Merkezi ısıtma = Central heating

Özet:
Yaşam ortamlarının ısıtılması makine mühendisliğinin uygulama alanları arasında yer alır. Konforlu ısınmaya olan talep ve mühendislikte enerji verimliliğinin önem kazanması nitelikli tasarımla ilgili beklentileri artırmıştır. Günümüzde uygulanmakta olan ısıtma projelerinde, sistem bileşenlerine ait sıcaklılar sabit alınır ve ilgili hesaplar bu sabit değerlerle dayandırılır. İlave tablo, grafik ve benzeri dokümanlar da bu sabit değerlere göre düzenlenir. Böylece ısıtma işlemi kararlı bir problem olarak kabul edilmiş olur.
Ancak, ısıtma problemi dış ortam sıcaklığının değişken doğası ve ısıtmanın kesintili olarak gerçekleşmesinin kaçınılmaz oluşu gibi nedenlerden dolayı zaman bağımlı bir problemdir. Isıtma süresince sistem bileşenlerinin (ısıtma sisteminin kendisi, yaşam ortamının havası ve yapı malzemesi) birbiri arasında ve iç ortam havası ve dış ortam havası arasındaki ısı transferi eş zamanlı olarak gerçekleşir. Bu çalışmada her bir sistem bileşenine ait enerjinin korunumu adi diferansiyel denklemle temsil edilmiş ve bu denklemler eş zamanlı olarak dördüncü dereceden Runge-Kutta yöntemi ile çözülmüştür. çözülmüştür.Sayısal sonuçlar, sistem için etkili olan parametrelerin; yapı malzemesi zaman sabiti, bina zarf direnci ve dış ortam sıcaklığı genliği olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Binalarda ısıtma, zaman sabiti, ilk ısıtma süreci, zaman bağımlı ısıtma

Abstract:
Heating of living spaces is the subject of interest for mechanical engineers. Heating comfort demands and importance of energy efficiency concept in engineering have increased the expectations for a qualified design. For the current application of heating project, temperatures of the system components are taken as constant and the related calculations are based on these constant values. Supplementary tables, graphics and similar materials are documented according to the constant values. Therefore, heating process is assumed as a steady-state problem.
However, because of time varying nature of outer temperature and inevitable occurrence of process interruptions, the heating process is a transient problem. During the heating process, heat transfer takes place simultaneously among the system components themselves (heating system itself, air of living environment and structure material) and between the internal and outer air. In the presented study, conservation of energy for each of the system component is represented by ordinary differential equations and these equations are solved simultaneously by fourth order Runge-Kutta method.
Numerical results show that the effective parameters for the system are the time constant of structure material, the building envelope resistance and the amplitude of outer air temperature.

Key Words: Heating of buildings, time constant, heating up period, transient heating