Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi
Yıl: 2018 Cilt: 33 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1055 - 1072 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.416468 İndeks Tarihi: 17-12-2018
Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi
Öz: Bu çalışmada, ışınım soğutma sistemlerinde görülen yoğuşma probleminin çözümüne yönelik, pasif nemalma paneli önerilmiştir. Bu yöntem, var olan nem kontrolü çözümlerine göre ekonomik olmasının yanında,ışınım soğutma sistemlerine kolayca entegre edilebilecek yapıdadır. Çalışma prensibi; mahal içerisindekiduyulur ısı yükü ışınım soğutma sistemi ile karşılanırken, mahaldeki gizli ve duyulur ısının bir kısmıyoğuşturucu panelle karşılanacaktır. Yoğuşturucu panel, ışınım sistemine seri bir şekilde bağlanarak aynıtesisattan beslenecektir. Yoğuşturucu panelin isi iletim katsayısı yüksek malzemeden üretildiğinden, aynı susıcaklığında yoğuşturucu panel yüzeyi çiğ noktası sıcaklığı altında kalırken, ışınım panellerinin yüzeyiüzerinde kalacaktır. Bu sayede yoğuşma sadece yoğuşturucu panel yüzeyinde gerçekleşecektir. Buçalışmada, önerilen yoğuşturucu panelin ısıl konfor performansı deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla,gerçek boyutlarda bir odayı temsil eden çevre ve oda ısıl şartları hassas bir şekilde kontrol edilebilen birdeney odası kurulmuştur. Deneylerde, aynı başlangıç hava sıcaklığı ve bağıl nem oranı için, farklıyoğuşturucu panel yüzey sıcaklıkları ve aynı yoğuşturucu panel yüzey sıcaklığı için farklı başlangıç bağılnem oranları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar kullanılarak, mahal içerisindeki hava sıcaklık, bağıl nemoranı dağılımları ve genel konfor şartları irdelenmiştir. Ayrıca yoğuşturucu panel tüm deneysel durumlarda,mahal içerisini ideal konfor şartlarına getirebilmiştir.
Anahtar Kelime: A new method that can be used to overcome the condensation risks in radiant cooling systems and thermal comfort examinations
Öz: In this study, we propose a novel cooling dehumidifying strategy, in which a condensing panel can be hydronically connected in series with the radiant cooling system to overcome condensation risk and improve indoor thermal comfort level. Based on the concept, the sensible heat-load is primarily covered by radiant cooling panels and some amount of latent heat and sensible heat can be treated by the condensing panel, while improving indoor thermal comfort level. Since, the surface temperature of the condensing panel is lower than the dew point temperature, while the radiant surface is higher for same supply water temperatures – condensation occurs only over the condensing plate. This paper evaluates the thermal comfort performance of the proposed novel condensing panel. For these aim, a new experimental chamber was developed. General thermal comfort level and the temperature, relative humidity ratio distribution in the tested room were evaluated for 10 different experimental cases. Multiple tests were conducted by varying surface temperature of the condensing panel and initial relative humidity ratios of air in the room. The results show that proposed simple solution can improve thermal comfort level, for the places where the latent heat loads are not considerable high, and reduce the condensation risk over the radiant cooling panels.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- ASHRAE Standart 55, Thermal environment conditions for human occupancy, ASHRAE, USA, 2003.
- ASHRAE Handbook-HVAC Systems and Equipment, American Society of Heating Refrigerating and AirConditioning Engineers. Inc., ASHRAE, Atlanta, 2008.
- EN ISO 7730, Ergonomics of thermal environmentAnalytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. International Organization for Standardization, Geneva, 2005.
- Fanger P.O., Thermal Comfort, Analysis and Application in Environment Engineering. Danish Technical Press, Copenhagen, 1970.
- DIN 4108 - Part3, Wärmeschutz und EnergieEinsparung in Gebäuden - Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz; Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung, Germany, 2003.
- ANSI/ASHRAE Standard 138-2005, Method of Testing for Rating Ceiling Panelsfor Sensible Heating and Cooling, USA, 2005.
- DIN 4102 - Part 1, B2, Reaction to fire tests - Ignitability of building products subjected to direct impingement of flame, Germany, 1998.
- BS EN 14037-5 Standard, Free hanging heating and cooling surfaces for water with a temperature below 120°C. Open or closed heated ceiling surfaces. Test method for thermal output, USA, 2016
- EN 1264-5 Standard, Water based surface embedded heating and cooling systems. Part 5: heating and cooling surfaces embedded in floors, ceilings and walls - determination of the thermal output, USA, 2008.
- Koca A., Düşey bir panel yüzeyinde doğal taşinim şartlarinda yoğuşmanin incelenmesi, Doktora tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2015.
- Koca A., Atayilmaz O., Agra O., Experimental investigation of heat transfer and dehumidifying performance of novel condensing panel, Energy and Building, 129, 120-137, 2016.
- Ge F., Guo X., Liu H., Wang J., Lu C., Energy performance of air cooling systems considering indoor temperature and relative humidity in different climate zones in China, Energy and Buildings, 64, 145-153, 2013.
- ASTM Standard E104, Standard Practice for Maintaining Constant Relative Humidity by Means of Aqueous Solutions, ASTM, USA, 2007.
- Fauchoux M., Bansa M., Talukdar P., Simonson C.J., Torvi D., Testing and modelling of a novel ceiling panel for maintaining space relative humidity by moisture transfer, International Journal of Heat and Mass Transfer, 53, 3961-3968, 2010.
- Mumma S.A., Chilled ceiling condensation control, in: ASHRAE IAQ Applications, Energy and Building, 5, 22-23, 2003.
- Liu X.H., Chang X.M., Xia J.J., Jiang Y., Performance analysis on the internally cooled dehumidifier using liquid desiccant, Building and Environment, 44 (2), 299- 308, 2009.
- Ameen A., Mahmud K., Desiccant dehumidification with hydronic radiant cooling system for airconditioning applications in humid tropic climates, ASHARE Transactions, 111 (2), 225-237, 2005.
- Zainal, Z.A., Binghooth A.S., Desiccant Dehumidification Integrated with Hydronic Radiant Cooling System, Cilt 1, Editor: Nóbrega C. E. L., Springer London, London, 217-247, 2013.
- Niu J.L., Zhang Z.L., Zuo H.G., Energy saving potential of chilled-ceiling combined with desiccant cooling in hot and humid climate, Energy and Buildings, 34, 487- 495, 2002.
- Zhang L.Z., Niu J.L., Indoor humidity behaviors associated with decoupled cooling inhot and humid climates, Building and Environment, 38, 99-107, 2003.
- Binghooth A.S., Zainal Z.A., Performance of desiccant dehumidification with hydronic radiant cooling system in hot humid climates, Energy and Buildings, 51, 1-5, 2012.
- Hao X., Zhang G., Chen Y., Zou S., Moschandreas D.J., A combined system of chilled ceiling, displacement ventilation and desiccant dehumidification, Building and Environment, 42, 3298-3308, 2007.
- Song D.S., Kim T.Y., Song S.W., Hwang S.H.S.B., Performance evaluation of a radiant floor cooling system integrated with dehumidified ventilation, Applied Thermal Engineering, 28 (11), 1299-1311, 2008.
- Vangtook P., Chirarattananon S., An experimental investigation of application of radiant cooling in hot humid climate, Energy and Buildings, 38, 273-285, 2006.
- Zhang L.Z., Energy performance of independent air dehumidification systems with energy recovery measures, Energy, 31, 1228-1242, 2006
- Catalina T., Virgone J., Dynamic simulation regarding the condensation risk on a cooling ceiling installed in an office room, Proceedings Building Simulation, 310-314, 2007.
- Xiaoli H., Guoqiang Z., Youming C., Shenghua Z., Demetrios J.M., A combined system of chilled ceiling, displacement ventilation and desiccant dehumidification, Building and Environment, 42, 3298- 3308, 2007.
- Niu J.L.Z., Zhang L.Z., Zuo H.G., Energy saving potential of chilled ceiling combined with desiccant cooling in hot and humid climates, Energy and Buildings, 34, 487-495, 2002.
- Liu J., Aizawa H., Yoshino H., CFD prediction of surface condensation on walls and its experimental validation, Building and Environment, 39, 905-911, 2004.
- Milorad B., Dragan C., Energy, cost, and CO2 emission comparison between radiant wall panel systems and radiator systems, Energy and Buildings, 54, 496-502, 2012.
- Stetiu C., Energy and peak power savings potential of radiant cooling systems in U.S. commercial buildings, Energy and Buildings, 30, 127-138, 1999.
- Catalina T., Virgone J., Kuznik F., Evaluation of thermal comfort using combined CFD and experimantation study in a test room equipped with a cooling ceiling, Building and Environment, 44, 1740- 1750, 2009.
- Imanari T., Omori T., Bogaki K., Thermal comfort and energy consumption of the radiant ceiling panel system, comparison with the conventional all-air system, Energy and Buildings, 30, 167-175, 1999.
- Cholewa T., Anasiewicz R., Siuta-Olcha A., Skwarczynski A., On the heat transfer coefficients between heated/cooled radiant ceiling and room, Applied Thermal Engineering, 117, 76-84, 2017.
- Koca A., Gemici Z., Topaçoğlu Y., Çetin G., Acet R.C., Kanbur B.B., Işınım ısıtma ve soğutma sistemlerinin ısıl konfor analizleri, 11. Ulusal tesisat mühendisliği kongresi, İzmir, 2025-2042, 17-20 Nisan, 2013.
- Kanbur B.B., Atayılmaz S.O., Koca A., Gemici Z., Teke İ., Işınım ısıtma panellerinde açığa çıkan ısı akılarının sayısal olarak incelenmesi, 19. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Samsun, 1498-1502, 9-12 Eylül, 2013.
- Erikci Çelik S.N., Zorer Gedik G., Parlakyildiz B., Koca A., Çetin M.G, Gemici Z., The performance evaluation of the modular design of hybrid wall with surface heating and cooling system, A/Z ITU Journal of the Faculty of Architecture, 13 (12), 31-37, 2016. (DOI: 10.5505/itujfa.2016.48658)
- Koca A., Gemici Z., Bedir K., Thermal comfort analysis of novel low exergy radiant heating cooling system and energy saving potential comparing to conventional systems, Progress in Exergy, Energy and Environment, Cilt 1, Editor: Ibrahim Dincer, Springer International Publishing, Switzerland, 38, 435-445, 2014.
- Acikgoz O., Cebi A., Celen A., Dalkilic A., Koca A., Cetin G., Gemici Z., Wongwises S., A Novel ANNBased Approach to Estimate Heat Transfer Coefficients in Radiant Wall Heating Systems, Energy and Buildings, 144, 401- 415, 2017.
- Koca A., Gemici Z., Topacoglu Y., Cetin G., Acet R.C., Kanbur B.B., Experimental investigation of heat transfer coefficients between hydronic radiant heated wall and room, Energy and Buildings, 82, 211-221, 2014.
- Rhee K.N., Kim K.W., A 50 year review of basic and applied research in radiant heating and cooling systems for the built environment, Building and Environment, 91, 166-190, 2015.
- Karmann C., Schiavon S., Bauman F., Thermal comfort in buildings using radiant vs. all-air systems: A critical literature review, Building and Environment, 111, 123- 131, 2017.
- Kim M.K., Liu J., Cao S.J., Energy analysis of a hybrid radiant cooling system under hot and humid climates: A case study at Shanghai in China, Building and Environment, 137, 208-214, 2018.
- Cholewa T., Anasiewicz R., Siuta-Olcha A., Skwarczynski M.A., On the heat transfer coefficients between heated/cooled radiant ceiling and room, Applied Thermal Engineering, 117, 76-84, 2017.
- Koca A., Çetin G., Experimental investigation on the heat transfer coefficients of radiantheating systems: Wall, ceiling and wall-ceiling integration, Energy and Buildings, 148, 311-326, 2017.
- Rhee K.N., Olesen B.W., Kim K.W., Ten questions about radiant heating and cooling systems, Building and Environment 112, 367-381, 2017.
- Güğül G.N., Köksal M.A., Economic evaluation of the methods used to reduce energy consumption of an independent house, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University (2018), https://doi.or./10.17341/gazimmfd.416483.
- Ulukavak Harputlugil G., Harputlugil T., A research on occupant behaviour pattern of dwellings in the context of environmental comfort and energy saving, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (3), 695-708, 2016.
| APA | KOCA A (2018). Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. , 1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| Chicago | KOCA Ali İhsan Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. (2018): 1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| MLA | KOCA Ali İhsan Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. , 2018, ss.1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| AMA | KOCA A Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. . 2018; 1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| Vancouver | KOCA A Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. . 2018; 1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| IEEE | KOCA A "Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi." , ss.1055 - 1072, 2018. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| ISNAD | KOCA, Ali İhsan. "Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi". (2018), 1055-1072. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416468 |
| APA | KOCA A (2018). Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33(3), 1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| Chicago | KOCA Ali İhsan Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 33, no.3 (2018): 1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| MLA | KOCA Ali İhsan Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.33, no.3, 2018, ss.1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| AMA | KOCA A Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2018; 33(3): 1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| Vancouver | KOCA A Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2018; 33(3): 1055 - 1072. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| IEEE | KOCA A "Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33, ss.1055 - 1072, 2018. 10.17341/gazimmfd.416468 |
| ISNAD | KOCA, Ali İhsan. "Işınım soğutma sistemlerindeki yoğuşma probleminin çözümüne yönelik yeni bir yöntem ve ısıl konfor incelemesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 33/3 (2018), 1055-1072. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416468 |
