Numerical Investigation of Thermal Comfort and Indoor Air Quality in a Office Room Using Floor Heating System

Alttan Isıtma Sisteminin Kullanıldığı Bir Ofis Odasında Isıl Konfor ve İç Hava Kalitesinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Abstract

Air conditioning systems use about 40% of global energy. These systems are widely used in office rooms and it is known that their performance directly affects the productivity of employees. In this study, air distribution, , indoor air quality based on carbondioxide and thermal comfort are investigated numerically by using a breathing thermal mannequin model in an office room which is heated by underfloor heating. For office room geometry, the measurements of one of the faculty member offices of Uludag University Faculty of Engineering Department of Mechanical Engineering is used. The air flow in the room is considered as three-dimensional, time-dependent, turbulent, multiphase and compressible (ideal gas approach). Standard k-e turbulence model is used with Scalable Wall Function. Conservation equations were solved using the Ansys-Fluent 18.0 software. Thermal comfort is indicated by PMV (Predicted Mean Vote), PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) and PD (Percent Dissatisfaction). Thermal comfort and indoor air quality were examined according to the defined boundary conditions of the office room.

Özet

İklimlendirme sistemleri dünya enerji tüketiminde %40’lık bir paya sahiptir. Bu sistemler ofis odalarında yaygın olarak kullanılmakta ve performanslarının çalışanların üretkenliğine doğrudan etki ettiği bilinmektedir. Bu çalışmada alttan ısıtma ileısıtılan bir ofis odasında nefes alıp veren bir termal manken modeli yardımı ile havadağılımı, karbondioksite bağlı iç hava kalitesi ve ısıl konfor sayısal olarak araştırılmıştır. Ofis odası geometrisi için Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi ofislerinden birinin ölçüleri kullanılmıştır.Oda içerisindeki akış üç boyutlu, zamana bağlı, türbülanslı, çok fazlı (Mixture) vesıkıştırılabilir (ideal gaz yaklaşımı) olarak kabul edilmiştir. Scalable Wall Functionyaklaşımıyla Standard k-e türbülans modeli kullanılmıştır. Korunum denklemleriAnsys-Fluent 18.0 yazılımı kullanılarak çözülmüştür. Isıl konfor PMV (predictedmean vote), PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) ve PD (Percent Dissatisfaction) ile ifade edilmiştir. Ofis odasının tanımlanan sınır şartlarına göre ısıl konforuve iç hava kalitesi incelenmiştir.