Tavan tipi sulu radyant ısıtma panelinin nümerik olarak araştırılması
Numerical investigation of ceiling type radiant panel heater
Yazar: TAHİR DİKMEN
Danışman: PROF. DR. ŞENOL BAŞKAYA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Silah Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Silah Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yeni bir teknoloji olan tavan tipi sulu radyant ısıtma panel sisteminin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile nümerik analizleri gerçekleştirilmiştir. Tavan tipi sulu radyant panel sisteminin ısıtma performansı değişik parametreler altında üç boyutlu ve sayısal olarak incelenmiştir. Nümerik analizler hesaplamalı akışkanlar dinamiği programı olan FloEFD yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın başlangıcında literatürden benzer bir problem seçilmiş ve yöntem doğrulama çalışmaları yapılmıştır. Ardından ticari olarak temin edilebilen bir tavan tipi sulu radyant panel seçilerek analizler gerçekleştirilmiştir. Radyant panelin seçilmesinin ardından çalışmanın gerçekleştirileceği odanın ve radyant panelin üç boyutlu modelleri oluşturulmuştur. Modeller oluşturulduktan sonra Reynolds sayısı, su giriş sıcaklığı, oda duvar sıcaklığı, yayıcılık katsayısı, boru malzemesi, boru çapı, boruların saca gömülme mesafesi, boru geçiş sayısı ve kolektör genişliği parametrelerinin sistemin ısıtma performansı üzerindeki etkileri detaylı olarak incelenmiştir ve toplam ısıl güç ile radyasyon yayıcı yüzeyin radyasyon miktarı ve ortalama yüzey sıcaklığına etkileri grafikler yardımıyla sunulmuştur. Sonuçlar her bir parametre için karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir ve incelenen bu parametrelerin oda ve panel bölgesindeki sıcaklık dağılımları, hız vektörleri, saclara ve yalıtım malzemesine etkileri analiz edilerek incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: HAD, ısıtma, radyant panel

Abstract:
In this study, a numerical analyzes of a ceiling type radiant panel heater system, which is a new technology, was performed by using Computational Fluid Dynamics (CFD). The heating performance of the ceiling type radiant panel system has been examined under different parameters three dimensional and numerically. Numerical analyzes was performed by using the FloEFD code which is a computational fluid dynamics code. At the beginning of the study, a similar problem was taken from the literature and validation studies were carried out. Then, a commercially available heater was selected and analyzed. After the selection of the radiant panel, three-dimensional models of the room and radiant panel heater were created. After that, the effects of Reynolds number, water inlet temperature, room wall temperature, emissivity, pipe material, pipe diameter, pipe embedding distance on metal sheet, number of pipe runs and collector width parameters on heating performance of this system were examined in detail, and the effects of these parameteres on total heat load, net radiation rate and average surface temperature have been presented with the help of graphical representations. The results were evaluated comparatively for each parameter. The effects of these parameters on temperature distribution and velocity vectors were analyzed inside the room and panel region. In addition to the temperature distributions and velocity vectors in the room and panel regions, the effects of these parameters on the sheets and insulation materials were also investigated.

Key Words: CFD, heating, radiant ceiling panel