Toprak kaynaklı ısı pompalı radyant ısıtma/soğutma sistemlerinde ısıl konforun deneysel incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHMET DOĞAN
Danışman: Hakan Demir
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Hidronik radyant ısıtma ve soğutma sistemleri, meydana getirdikleri geniş yüzey alanları sayesinde düşük su sıcaklıklarında ısıtma, yüksek su sıcaklıklarında soğutma sağlamakta ve yenilenebilir enerji kaynaklarıyla uyumlu çalışabilmesi sayesinde yüksek enerji tasarrufu imkânı vermektedir. Düşük enerji tüketiminin yanında bu sistemler sağladıkları yüksek ısıl konfor sayesinde son yıllarda farklı bina uygulamalarında sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, Yıldız Teknik Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi bünyesinde yer alan toprak kaynaklı ısı pompası ile entegre duvar ve tavanda radyant paneller bulunan ofis odası, tam ölçekli bir test sistemine dönüştürülmüş ısıl konfor, enerji performansı ve ısı transfer karakteristiğinin belirlenmesi açısından deneysel çalışmalar yapılmıştır. Yapılan tez çalışması dört ana bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde radyant sistemlerle ilgili yapılmış çalışma ve değerlendirmeler farklı başlıklar altında detaylı olarak incelenmiştir. İkinci bölümde; ofis odasının tez çalışması için nasıl tam ölçekli bir test odasına dönüştürüldüğü ve deneylerde kullanılan ölçüm cihazlarının hazırlık aşamaları ve deney sistemindeki rolleri, deneysel yöntem ve hesaplama yöntemi yer almıştır. Üçüncü bölümde, deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen bulgular soğutma ve ısıtma sezonu ana başlıkları altında radyant panellerin farklı konfigürasyonları konfor ve enerji performansı bakımından değerlendirilmiştir. Tüm panellerin soğutulduğu deneylerde elde edilen PMV ve PPD değerlerinin önerilen ASHRAE Standart 55 ve ISO 7730 genel konfor kriterlerini değerleri karşıladığı fakat yalnız duvar ve tavan soğutma durumlarında panel yüzey alanlarının yetersiz kaldığı görülmüştür. Ayak bileği ile baş mesafesi arasında düşey sıcaklık dağılımı ortalama 0,9 °C ile 1,4 °C arasında değişkenlik göstermiş ve literatürde önerilen sıcaklık farklarını bütün durumlar için sağladığı görülmüştür. Aydınlatma kontrolü amacıyla pencere yüzeyine yerleştirilen perdelerin iç ortam sıcaklık ve konfora etkisi detaylı olarak incelenmiştir. Stor perde kullanım durumunda ortalama 0,2 PMV ve %6 PPD ile en yüksek konfor standardı karşılanabilirken, perdesiz durumda 0,6 PMV ve %12 PPD değerleri ile ofis konfor koşulları karşılanamamıştır. Isıtma sezonunda, soğutma sezonunun aksine iç ortam ısıl konfor durumu panel yüzeylerinde yoğuşma riski olmamasından dolayı rahatlıkla sağlanabilmiştir. Düşey sıcaklık farkından kaynaklanan konforsuzluk bütün senaryolarda duvar kenarında ve pencere kenarında 4 °C üzerinde gerçekleşmiş ve hedeflenen ısıl konfor değerlerinin sağlanamadığı görülmüştür. Ortalama ışınım sıcaklığı (OIS), küre termometre kullanılarak odanın farklı noktalarında ölçülmüş ve çevre yüzeylerin sıcaklıklarına ve görüş faktörüne dayalı bir OIS hesaplama yöntemi seçilerek hesaplama yönteminin güvenilirliği araştırılmıştır. Hesaplanan ve ölçülen OIS sonuçlarının ölçüm noktalarının yoğun olduğu duvar kenarında daha iyi eşleştiği, dış pencere yanında en büyük sapmanın gerçekleştiği görülmüştür. Hesaplanan OIS değerinin PMV ve PPD sonuçlarında %1 ile %2 arasında sapmalara neden olduğu görülmüştür. Dördüncü bölümde yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen bulgular değerlendirilerek önerilerde bulunulmuştur.