Yerden ısıtmalı bir odada yüzeylerdeki ışınım ve taşınım ısı transfer katsayıları arasındaki ilişki
Bu çalışmada iki farklı yöntem kullanılarak yerden ısıtılan bir odada ışınım ve taşınım ısı transfer katsayıları arasındaki ilişki incelendi, önce, "Fluent" programı yardımıyla farklı boyutlardaki (L=l-6 m, H=l-3.25 m) ve ısıl şartlardaki ($T_w$=27-47°C, $T_d$=15 °C, $T_t$=10-25 °C yerden ısıtmalı odalarda yüzey ışınım değerleri ihmal edilerek, $\varepsilon_w = \varepsilon_d =\varepsilon_t$ = 0, taşınım ısısı sayısal olarak hesaplandı. Daha sonra yüzey ışınım değerleri hesaba katılarak ($\varepsilon_w = \varepsilon_d =\varepsilon_t$ = 0.9) aynı şartlarda yüzeylerdeki ışınım ısısı, direnç devreleri yardımıyla teorik olarak hesaplandı. Literatürde taban, duvar ve tavan için taşınım ısı transfer katsayısını hesaplayan farklı eşilişkiler vardır. Ancak yüzeylerdeki ısı, ışınım ve taşınım ısılarının toplamına eşittir. Bu çalışmada yüzeylerdeki ışınım ve taşınım ısı transfer katsayıları arasındaki oranlar $(\frac{h_{wr}}{h_{wc}},\frac{h_{dr}}{h_{dc}},\frac{h_{tr}}{h_{tc}})$ oda boyutlarına ve ısıl şartlara bağlı olarak belirlendi. Bulgulara göre ısı transfer katsayıları arasındaki oran 0.8 ile 1.6 arasında değişmekte ve bu oran, tabanda sıcaklık farkının artmasıyla azalmakta, duvarlarda ve tavanda ise artmaktadır. Tabandaki bu farklı davranış ısı transferi yönünün farklı olmasından kaynaklanmaktadır.
In this study the relation between the radiative and convective heat transfer coefficients in a floor heated room was investigated by using two different methods. First, the surface radiation values were neglected ($\varepsilon_w = \varepsilon_d =\varepsilon_t$ = 0) in a floor heated room and the convective heat transfer over the surfaces was computed numerically in different room dimensions (L-l-6 m, H=l-3.25 m) and thermal conditions ($T_w$=27-47°C, $T_d$=15 °C, $T_t$=10-25 °C) by using a general-purpose commercial computational fluid dynamics (CFD) package "Fluent". Then, by taking the surface radiation values into account ($\varepsilon_w = \varepsilon_d =\varepsilon_t$ = 0.9), the radiative heat transfer among the surfaces has been calculated theoretically by using thermal resistance circuits at the same conditions. There are different correlations relevant to convective heat transfer coefficient over the floor, walls and ceiling in the literature. But the heat transfer over the surfaces consists of radiative and convective heat transfer. In this study the ratios of the radiative heal transfer coeffi¬cients to convective heat transfer coefficients $(\frac{h_{wr}}{h_{wc}},\frac{h_{dr}}{h_{dc}},\frac{h_{tr}}{h_{tc}})$ were determined, depending
___
1. Bozkır O., Canbazoğlu S., "Unsteady Thermal Performance Analysis of a Room with Serial and Parallel Duct Radiant Floor Heating System Using Hot Airflow", Energy and Buildings, No: 36, 2004, pp.579-586.2. By Bjarne W.O., ''Radiant Floor Heating in Theory and Practice'', Ashrae Journal, July, 2002, pp.19-20.
3. Gürses A.Ç., "Güneş Destekli Toprak Alt Isıtma ve Isı Depolama Sistemleri", D.E.Ü. Müh. Fak., 3-p-03-0212-03, 1985.
4. Athienitis A.K., Chen T., ''Num. Study of Thermostat Setpoint Profiles for Floor Radiant Heating and The Effect of Thermal Mass'', Ashrae Trans., 1997, PH-97-14-1.
5. Cho SH., Zaheer-uddin M., "Predictive Control of Intermittently Operated Radiant Floor Heating Systems", Energy Conversion and Management, No: 44, 2003, pp.1333-1342.
6. Leigh, S.B., Arch.D., MacCluer, C.R., "A Comparative Study of Proportional Flux - Modulation and Various Types of Temperature - Modulation Approaches for Radiant Floor - Heating System Control'', 1994, NO-94-13-5.
7. Athienitis, A.K., Chen, T.Y., ''Experimental and Theoretical Investigation of Floor Heating with Thermal Storage'', 1993, CH-93-10-5.
8. MacCluer, C.R., Miklavcic, M., Chait, Y., "The Temperature Stability of a Radiant Slab-On-Grade'', 1989, CH-89-17-1.
9. Chen, Y., Athienitis, A.K., "A three-Dimensional Numerical Investigation of The effect of Cover Materials on Heat Transfer in Floor Heating Systems", 1998, TO-9824-4.
10. Freestone, M.D., Worek, W. M., "Radiant Panel Perimeter Heating Options : Effectiveness and Thermal Comfort", 1996, AT-96-7-3.
11. Athienitis, A.K., ''Numerical Model of Floor Heating System'', Ashrae Trans, 1994, NO-94-13-3.
12. Badran AA., Hamdan MA., "Comparative Study for Under- Floor Heating Using Solar Collectors or Solar Ponds", Applied Energy, No:77, 2004, pp.107-117.
13. Rekstad J., Meir M., Kristoffersen AR., "Control and Energy Metering in Low Temperature Heating Systems", Energy and Buildings, No: 35, 2003, pp.281-291.
14. Olesen BW., "Radiant Floor Heating in Theory and Practice", ASHRAE Journal, July, 2002, pp.19-26.
15. Athienitis AK., Chen Y., "The Effect of Solar Radiation on Dynamic Thermal Performance of Floor Heating Systems", Solar Energy No: 69(3), 2000, pp.229-237.
16. Cho SH., Zaheer-uddin M., "An experimental Study of Multiple Parameter Switching Control for Radiant Floor Heating Systems", Energy, No: 24, 1999, pp.433-444.
17. Zaheer-uddin M., Zheng GR., Cho SH., "Optimal Operation of an Embedded-Piping Floor Heating System with Control Input Constraints", Energy Conversion and Management, No: 38(7), 1997, pp.713-725.
18. Karadağ R., Teke İ., "Tabandan Isıtmada Duvar Isıl şartlarının Taban Nusselt Sayısına Etkisi", Sigma-Mühendislik ve Fen Bilimleri dergisi, No: 3, 2004, pp.84-93.
19. A.Jabbar N., Halifa K., ''Natural Convective Heat Transfer Coefficient a Review I. Isolated Vertical and Horizontal Surfaces'', Energy Conversion And Management, No:42, 2001, pp.491-504.
20. Kılkış B., Ritter LT., "An Analytical Model for The Design of In-Slab Electric Heating Panels", ASHRAE Transactions, 1998, SF-98-9-5.
21. Li LD., Beckman WA., Mitchell JW., "An Experimental Study of Natural Convection in an Office Room, Large Time Results". Unpublished Report, Solar Energy Laboratory, University of Wisconsin, Madison, 1983.
22. Min TC., Schutrum LF., Parmelee GV., Vouris JD., "Natural Convection and Radiation in a Panel-Heated Room", ASHRAE Transactions, No: 62, 1956, p.337-358.
23. A.Jabbar N. Halifa K., ''Natural Convective Heat Transfer Coefficient a Review II. Surfaces in Two-And Three- D mensional Enclosures'', Energy Conversion And Management, No: 42, 2001, pp.505-517.
24. Yüncü H., Kakaç S., "Temel Isı Transferi", Bilim Yayınları , Ankara, 1999, p.305.
25. A.Jabbar N. Halifa K., Marshall R.H., ''Validation of Heat Transfer Coefficients on Interior Building Surfaces Using a Real- Sized Indoor Test Cell'', Int. J. Heat Mass Transfer, No: 33(10), 1990, pp.2219-2236.
26. Karadağ R., " Tavuk Üretim Çiftliklerinde Döşemeden Isıtmanın Analizi ve Verim Üzerinde Etkileri", Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul, 2004.
27. Holman JP., "Heat Transfer, Seventh Edition", McGraw Hill, London, 1992.
- ISSN: 1300-3402
- Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
- Başlangıç: 1957
- Yayıncı: TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
Sayıdaki Diğer Makaleler
Güneş pili destekli çevre aydınlatma ve sulama sisteminin örnek bir uygulaması
Şevki Yılmaz GÜVEN, RAMAZAN ŞENOL
Yerden ısıtmalı bir odada yüzeylerdeki ışınım ve taşınım ısı transfer katsayıları arasındaki ilişki
Hafif kara taşıtlarında güneş enerjisi kullanımının araç tasarımı ve malzeme seçimi üzerine etkileri
Tanıl ÖZKAN, Mehmet Z. BAYKARA, İlker ULUTAŞ, Alkın ALKAN, Anıl GÜROL, Mahmut A. SAVAŞ
Tipik bir ısı değiştiricide $CaCo_3$ kirlenmesinin sayısal ısıl analizi