Investigation Of The Effect Of Using Phase Change Materials On Heat Gain At Building Walls With Different Orientations

Abstract

Bu çalışmada, farklı yönlere bakan bina dış duvarlarında geleneksel ısı yalıtım malzemesi yerine faz değiştiren malzeme (FDM) kullanılarak soğutma yükleri ANSYS Fluent programı ile nümerik olarak araştırılmıştır. Analizler iki boyutlu ve zamana bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Elazığ ilinin yaz iklim şartları göz önünde bulundurularak bina dış yüzeyinin 24 saat boyunca değişen güneş ışınımı ve dış ortam sıcaklıklarına maruz bırakıldığı iç yüzeyinin ise sabit sıcaklıkta oda havasıyla temasta olduğu kabul edilmiştir. Bu amaçla 5 farklı duvar modeli belirlenerek ilk olarak duvar kalınlığı boyunca sıcaklık dağılımları ve soğutma yükleri hesaplanmış ve daha sonra ise ısıl depolama kapasitelerini temsil eden faz kayması ve sönüm oranları tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar mevcut yalıtım ile kıyaslanmıştır. Sonuç olarak, duvara yalıtım yerine aynı kalınlıkta FDM uygulanarak tüm duvar yönlendirmeleri için dış sıcaklık dalgalanmaları sönümlenip iç yüzey yayılımının en aza indirilmesi sağlanmıştır. Ayrıca duvara FDM uygulanarak maksimum faz kayması ve minimum sönüm oranı açısından duvarın ısı depolama kapasitesinin de arttığı görülmüştür. Faz değiştiren malzemenin dışta kullanılmasının daha verimli olduğu görülmüş ve yalıtımsız duvara göre iç yüzeyde 2oC daha düşük sıcaklık elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan UDF (User-defined function) kodu sayesinde her bir saatteki sıcaklık değerleri değişken sınır şartı olarak verilmiştir.