Trombe wall is an inexpensive passive heating design method used for storing and utilizing solar energy to increase indoor temperature without relying on any mechanical system that requires additional energy. Most recent studies concerning solar wall configuration and energy efficiency have been conducted by using computational fluid dynamics. One reason for this is because semi-transparent and opaque boundaries are provided in simulating wall and glazing surfaces around the fluid domain and solar heat flux energy are allowed in through semi-transparent boundaries. However, finite element method programs employ solid and shell elements as opaque walls that transmit the energy into the domain. In this study, numerical heat flux analysis of a Trombe wall system, which was built for a previous experimental study, has been performed and numerical and experimental analysis results have been verified. According to the simulation studies, heat transfer analysis results are obtained in a good agreement with real time measurements when additional solar load calculated due to transmissivity are defined at the surfaces which are expected to be sun exposed. Besides, numerically verified model of the Trombe wall system was used in evaluating energy saving potential of residential buildings for three cities with different climate regions in Turkey.
Tromb duvar, güneş enerjisinin depolanarak iç ortam sıcaklığının ilave enerji tüketimi gerektiren herhangi bir mekanik sisteme bağımlı kalmaksızın arttırılması için kullanılan pahalı olmayan bir pasif ısıtma sistemidir. Son zamanlarda ısı duvarının konfigürasyon ve enerji verimliliğine yönelik yapılan çalışmaların çoğu hesaplamalı akışkanlar dinamiği yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Bunun sebeplerinden bir tanesi, bu programlarda cam ve akışkan alan çevresindeki yüzey sınır koşullarının temsil edildiği yarı geçirgen ve geçirimsiz duvarların kullanıcıya sağlanması ve enerjinin sadece yarı geçirgen duvarlar içerisinden geçebilmesine izin verilmesidir. Ancak, sonlu elemanlar metodu programlarında geçirimsiz duvar özelliklerine karşılık gelen ve enerjiyi ısı akısı şeklinde aktaran katı ve kabuk elemanlar kullanılabilmektedir. Bu çalışmada, daha önce deneysel bir çalışma kapsamında inşa edilmiş Tromb duvarı sistemine ait sayısal ısı akısı analizi gerçekleştirilmiş ve sayısal analiz deneysel analiz sonuçları ile doğrulanmıştır. Simülasyon çalışmalarına göre, güneş ışığı alması beklenen yüzeylere geçirgenlik katsayısına bağlı olarak hesaplanacak ilave güneş enerjisi tanımlanması halinde elde edilen sonuçların deneysel çalışmalarla örtüştüğü görülmüştür. Bununla birlikte, sayısal olarak doğrulanmış Tromb duvar modelinin kullanılarak Türkiye’deki üç farklı iklim bölgesine ait konut yapılarındaki enerji tasarruf potansiyelinin değerlendirilmesine yönelik bir çalışma yapılmıştır.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Civil Engineering |
Journal Section | Research Articles |
Authors | |
Publication Date | August 31, 2022 |
Submission Date | August 19, 2021 |
Acceptance Date | April 23, 2022 |
Published in Issue | Year 2022 Volume: 27 Issue: 2 |
Announcements:
30.03.2021-Beginning with our April 2021 (26/1) issue, in accordance with the new criteria of TR-Dizin, the Declaration of Conflict of Interest and the Declaration of Author Contribution forms fulfilled and signed by all authors are required as well as the Copyright form during the initial submission of the manuscript. Furthermore two new sections, i.e. ‘Conflict of Interest’ and ‘Author Contribution’, should be added to the manuscript. Links of those forms that should be submitted with the initial manuscript can be found in our 'Author Guidelines' and 'Submission Procedure' pages. The manuscript template is also updated. For articles reviewed and accepted for publication in our 2021 and ongoing issues and for articles currently under review process, those forms should also be fulfilled, signed and uploaded to the system by authors.