| Περίληψη: | Στις μέρες μας, το μεγαλύτερο ποσό της παγκόσμιας ενέργειας καταναλώνεται από τις κτιριακές μονάδες, ωστόσο τα αποθέματα ενέργειας συνεχώς μειώνονται. Αναπόφευκτα λοιπόν, κρίνεται αναγκαίο να καθοριστούν νέες σύγχρονες μέθοδοι κατασκευής κτιρίων ώστε να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο η ζήτηση ενέργειας από τις κτιριακές μονάδες, αλλά ταυτόχρονα και το κόστος κατανάλωσης για την θέρμανση και τον κλιματισμό των κτιρίων. Καταλυτικός παράγοντας προς αυτή τη κατεύθυνση είναι η βέλτιστη αξιοποίηση των ενεργειακών συστημάτων των κτιριακών μονάδων αλλά και των εξωτερικών κελυφών του κτίσματος. H παρούσα διπλωματική εργασία, λοιπόν, επικεντρώνεται στην θεωρητική ανάλυση των παθητικών ηλιακών συστημάτων, αλλά και στην υπολογιστική μελέτη της θερμικής συμπεριφοράς ενός παθητικού
ηλιακού συστήματος έμμεσου κέρδους, τον κλασσικό τοίχο Trombe, ένα κέλυφος που εν μέρει καλύπτει τις παραπάνω απαιτήσεις, καθώς και δύο παραλλαγών αυτού ενσωματώνοντας στην μια πλευρά του τοίχου τρία και πέντε ημικυκλικά πτερύγια εμποτισμένα με Υλικό Αλλαγής Φάσης.
Πιο συγκεκριμένα μελετάται η θερμική συμπεριφορά κάθε μίας περίπτωσης τοίχου Trombe κατά τη διάρκεια του εικοσιτετράωρου, για μία μέρα με ηλιοφάνεια κατά τη χειμερινή περίοδο. Δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην διακύμανση της εσωτερικής θερμοκρασίας του χώρου κατά τη διάρκεια της ημέρας ενώ μελετάται και η πτώση αυτής τις νυχτερινές ώρες. Επιπλέον μελετάται το κλάσμα υγρής φάσης του Υλικού Αλλαγής Φάσης και εξάγονται συμπεράσματα για τα ποσά της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας που λαμβάνει ο χώρος και για τη ροή του αέρα εντός του δωματίου, η οποία βασίζεται καθαρά στο φαινόμενο του θερμοσιφωνισμού. Τέλος μελετάται η
βέλτιστη απόσταση της γυάλινης επιφάνειας από τον τοίχο θερμικής μάζας και γίνεται σύγκριση της θερμικής απόδοσης κάθε μίας περίπτωσης. Για την μοντελοποίηση και επίλυση του προβλήματος χρησιμοποιείται το υπολογιστικό πακέτο ANSYS Fluent. Για την προσομοίωση της ηλιακής ακτινοβολίας γίνεται χρήση του μοντέλου Discrete Ordinates, η ροή του αέρα είναι στρωτή, ενώ χρησιμοποιείται και η υπόθεση Boussinesq για να υπάρξει η φυσική συναγωγή του αέρα λόγω της θερμοκρασιακής διαφοράς εντός του δωματίου.
|
|---|
