Binalarda ısıl enerji depolama amaçlı kompozit faz değişim malzemelerinin geliştirilmesi, karakterizasyonu ve laboratuvar ölçekli uygulamaları
Development, characterization and laboratory scale applications of composite phase change materials for thermal energy storage in buildings
- Tez No: 770708
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET SARI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Faz değişim malzemelerinden (FDM) faydalanılan gizli ısı depolama yönteminin, enerji tüketiminde önemli bir paya sahip olan binalarda kullanılmasıyla ısıtma ve soğutma yüklerinde önemli bir azalmayla beraber bina içerisindeki sıcaklık dalgalanmaları minimize edilebilir. Bu amaç doğrultusunda farklı tür FDM'ler geleneksel yapı malzemelerine dahil edilerek ısı depolama-salıverme özelliğine sahip yeni nesil kompozit malzemeler elde edilir. Bu tez çalışmasında, öncelikle binalarda ısıl enerji depolama-salıverme kabiliyetine sahip bir seri özgün formca-kararlı kompozit FDM (FKK-FDM) hazırlanmıştır. FKK-FDM'lerin üretiminde FDM olarak PEG 600 (PEG) ve Kaprik-Stearik Asit ötektik karışımı (KA-SA); gözenekli destek malzemesi olarak ise Uçucu kül (UK) ve Silis dumanı (SD) kullanılmıştır. Ayrıca, üretilen FKK-FDM'ler, ısı depolama-salıverme performanslarını iyileştirmek için ultra-yüksek ısıl iletkenliğe sahip CNT, CNF ve GnP ile ayrı ayrı takviye edilmişlerdir. Hazırlanan kompozitler FTIR ve XRD analiz teknikleriyle kimyasal olarak, SEM tekniği ile morfolojik, DSC ve TGA analiz metotlarıyla termal olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, gözenekli destek malzemesi ve FDM'den oluşan FKK-FDM'lerin, standart çimento harcına belirli oranlarda dahil edilmesi ile ısıl enerji depolama özellikli özgün kompozit harçlar da üretilmiştir. Termoregülasyon performans testi, üretilen FKK-FDM içerikli çimento harçlarının, iç ortam sıcaklık dalgalanmalarını minimize ederek termal konfor sağlayabildiğini ve böylece binalardaki ısıtma-soğutma yüklerini azaltarak enerji tasarrufuna önemli bir katkı sunma potansiyelini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In buildings that have a significant share in energy consumption, indoor temperature fluctuations can be minimized and thus a significant reduction in heating and cooling loads can be achieved by using the latent heat storage method that exploits phase change materials (PCM). For this purpose, new kind composite materials with heat storage-releasing ability are obtained by incorporating different types of PCMs into traditional building materials. In this thesis, first of all, a series of novel form-stable composite PCMs (FSC-PCM) with thermal energy storage-releasing capability were prepared for building applications. In the production of FSC-PCMs, PEG 600 (PEG) and Capric-Stearic Acid eutectic mixture (CA-SA) as PCM; Fly ash (FA) and Silica fume (SF) as porous supporting materials were used. In addition, the produced FSC-PCMs were doped separately with ultra-high thermal conductivity CNT, CNF and GnP to improve their heat storage-releasing performance. The produced composites were analyzed by using FTIR and XRD analysis techniques as chemically, by SEM morphologically and by DSC and TGA thermally. Within the scope of the study, novel cementitious composite mortars with thermal energy storage properties were also fabricated by incorporating FSC-PCMs, which is composed of porous supporting material and PCM, into the standard cement mortar at certain ratios. The thermoregulation performance test showed that the produced cement mortars with FSC-PCM can provide thermal comfort by minimizing indoor temperature fluctuations and thus make a significant contribution to energy saving by reducing the heating-cooling loads in buildings.
Benzer Tezler
- The development of heat storing nanocomposite nanofibers
Isı depolayabilen nanokompozit nanoliflerin geliştirilmesi
EZGİ CEREN BOZ NOYAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMEL ÖNDER KARAOĞLU
- Faz değiştiren malzemelerin dış duvarda kullanımındagüneş ışınımı katkısının bina enerji etkinliği açısındandeğerlendirilmesi: İzmir ili örneği
The evaluation of solar radiation contribution on theuse of phase change materials in the exterior wallsregarding building energy efficiency: Example of Izmir,Turkey
ESRA ELVAN ÖZYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİYE ECEM EDİS
- Çanakkale için güneş destekli toprak kaynaklı düşey ısı değiştiricisi sistemi tasarımı
Solar assisted ground source vertical heat exchanger system design for Çanakkale
ARDA CAN ÇINKILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEHİR FATİH ÖZTÜRK
- Faz değiştiren malzemelerin sıcak-kuru ve soğuk iklim bölgelerindeki yapı kabuğu enerji performansının karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of phase change material enhanced building envelopes and their energy performance analysis for hot-dry and cold climatic regions
AYŞIL COŞKUNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM TEKİN
- Duvar ve çatı elemanlarında faz değiştiren malzeme kullanımına dayalı ısıl performansın farklı iklim koşullarına bağlı olarak değerlendirilmesi
Evaluation of the thermal performance based on the use of phase change materials in wall and roof components depending on different climate conditions
MERVE ANAYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İKBAL ÇETİNER