Journals / Konya Journal of Engineering Sciences / 2020 / Cilt: 8 Sayı: 3

Investigation of Phase Change Materials on the Use of Trombe Walls for Thermal Energy Storage Systems

TERMAL ENERJİ DEPOLAMA SİSTEMLERİ İÇİN FAZ DEĞİŞTİREN MALZEMELERİN TROMBE DUVARLARDA KULLANIMI ÜZERİNE BİR İNCELEME

Pages
529–551
Publication Date
2020-09-03
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

In the PCTW system, which is planned to be designed in aspecific climate zone, the most efficient result can be achieved by optimization of these criterias.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:This study is conducted to determine the contribution of phase change materials (PCM)and trombe walls (TW) for energy efficiency and it is aimed to identify the criterias that is requiredduring design process.
📊
Key Findings & Data:It is observed thatphase changing trombe wall (PCTW) application alleviated the heavy mass of the wall unlike thetraditional methods and PCM increased the efficiency of heating and cooling applications by providinglatent heat storage to the massive wall.
💡
Conclusion & Impact:In the PCTW system, which is planned to be designed in aspecific climate zone, the most efficient result can be achieved by optimization of these criterias.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Faz değiştiren malzemeler · tromb duvarlar · gizli ısı depolama

Abstract

This study is conducted to determine the contribution of phase change materials (PCM)and trombe walls (TW) for energy efficiency and it is aimed to identify the criterias that is requiredduring design process. In this study, after giving general definitions about PCM and TW, domestic andforeign literature is searched and application examples are analyzed and compared. It is observed thatphase changing trombe wall (PCTW) application alleviated the heavy mass of the wall unlike thetraditional methods and PCM increased the efficiency of heating and cooling applications by providinglatent heat storage to the massive wall. Although TW has simple application schemes, there are somedifficulties in achieving full efficiency. It can be confusing to predict how a PCTW, whose details aredecided, will respond to environmental conditions throughout the whole year. Accordingly, consideringthe criteria that will affect the system before designing the PCTW, it will increase efficiency to seepossible problems that the wall may face. In the PCTW system, which is planned to be designed in aspecific climate zone, the most efficient result can be achieved by optimization of these criterias.

Özet

Bu çalışmada faz değiştiren malzemelerin (FDM) ısı depolama sistemlerinden biri olan trombeduvarlarıyla (TD) kullanımının enerji verimliliğine getirdiği katkıların belirlenmesi ve faz değiştirenmalzemeli trombe duvar tasarımında göz önüne alınması gereken kriterlerin ortaya konmasıamaçlamıştır. Çalışmada, FDM ve TD ile ilgili genel tanımlar verildikten sonra yerli ve yabancı literatürtaraması yapılarak günümüze kadar yapılan örnekler incelenip karşılaştırmaları yapılmıştır. İncelenenörneklerde FDTD’nin özellikleri, detayları ve uygulama yöntemleri belirtilerek yapı endüstrisine veenerji verimliliğine getirdiği katkılar irdelenmiştir. FDTD uygulamasının geleneksel yöntemlerden farklıolarak duvarın masif kütlesini hafiflettiği ve FDM’nin duvara gizli ısı depolama özelliği kazandırarakısıtma ve soğutma uygulamalarında verimliliği artırdığı görülmüştür. TD’nin basit uygulama şemalarıolmasına karşın tam anlamıyla verim almak konusunda bazı güçlükler söz konusudur. Detaylarına kararverilen bir FDTD’nin yıl boyunca çevresel koşullara karşı ne şekilde cevap vereceğini tahmin etmek zorolabilmektedir. Buna göre FDTD’yi tasarlamadan önce sisteme etki edecek kriterleri göz önüne alarakduvarın karşılaşabileceği olası sorunları görmek verimliliği artıracaktır. Belirli bir iklim bölgesindetasarlanması planlanan FDTD sisteminde en verimli sonuca ulaşmak bu kriterlerin optimizasyonuylamümkündür.

🔖

Cite This Article

ERDEM, N. S., ORHON, A. V. (2020). Investigation of Phase Change Materials on the Use of Trombe Walls for Thermal Energy Storage Systems. Konya Journal of Engineering Sciences, Cilt: 8 Sayı: 3, 529–551. https://ajindex.com/articles/909150

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (12)

  1. Abuelnuor, A., Omara, A., Saqr, Km., Elhag, H., 2018. “Improving Indoor Thermal Comfort By Using Phase Change Materials: A Review”, Int J Energy Res., Vol. 42, No.6, pp. 2084‐ 2103. Akeiber, H., Nejat, P., Majid, M.Z.D., Wahid, M.A., Jomehzadeh, F., Famileh, I.Z, Calautit, J.K., Hughes, B.R. A., 2016, “Review On Phase Change Material (PCM) For Sustainable Passive Cooling in Building Envelopes”, Renew Sustain Energy Rev, Vol.60, pp. 1470-1497.
  2. Alam, T.E., Dhau, J.S., Goswami, D.Y., Stefanakos, E., 2015, “Macroencapsulation and Characterization of Phase Change Materials for Latent Heat Thermal Energy Storage Systems”, Appl. Energy Vol.154, pp. 92–101.
  3. Anderson, Rkf., 1985, “Natural Convection in Active and Passive Solar Thermal Systems”, Advn Heat Transfer, vol.8, pp. 1–86.
  4. Baetens, R., Jelle, B.P., Gustavsen, A., 2010, “Phase Change Materials For Building Applications: A State- Of-The Art Review”, Energy Build, vol.42, pp.1361-1368
  5. Benli, H., Durmuş, A., 2007, “Havalı Güneş Kolektörleri ve Gizli Isı Depolama Yöntemi Kullanılarak Sera Isıtılması”. Mühendis Ve Makine, cilt.48 no.569, ss.16-25
  6. Berthou, Y., Biwole, P., Achard, P., Sallée, H., Tantot-Neirac, M., Jay, F., 2015, “Full Scale Experimentation on a New Translucent Passive Solar Wall Combining Silica Aerogels and Phase Change Materials”, Solar Energy, vol.115, pp. 733-742.
  7. Beyhan, B., Cellat, K., Konuklu, Y., Gungor, C., Karahan, O., Dundar, C., Paksoy, H., 2016, “Robust Microencapsulated Phase Change Materials in Concrete Mixes for Sustainable Buildings”, Int. J. Energy Res., vol.41, no.1, pp.113-126
  8. Cabeza, L. F., Castellón, C., Nogués, M., Medrano, M., Leppers, R., Ve Zubillaga, O., 2007, “Use of Microencapsulated PCM in Concrete Walls for Energy Savings”, Energy and Buildings, vol.39, pp. 113–119.
  9. Casini, M., 2014, “Smart Materials and Nanotechnology for Energy Retrofit of Historic Buildings”, Journal Of Advances In Civil, Structural And Construction Engineering, Csce, vol.1, no.3, pp. 88-97
  10. Ceylan, İ., Zuhur, S., Gürel A. E., 2017, “Isı Depolama Yöntemleri ve Uygulamaları”, TTMD Dergisi, ss.38-47
  11. Chaichan, M.T., Abaas, K.I., 2015, “Performance Amelioration of a Trombe Wall by Using Phase Change Material (PCM)”, International Advanced Research Journal,n Science, Engineering and Technology, vol. 2, no.4, pp.1-6
  12. Chandel, S.S., Agarwal, T., 2017, “Review of Current State of Research on Energy Storage, Toxicity, Health Hazards and Commercialization of Phase Changing Materials”, Renew. Sustain. Energy