Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Madhkhan,AliAkbar AlemRajabi
مرتضی مدح خوان (استاد راهنما) علی اکبر عالم رجبی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Afshin Marani
افشین مارانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Experimental Study of Thermal Energy Absorption Capacity of Precast Concrete Sandwich Panels Incorporating Phase Change Materials (PCMs)
In recent decades, the energy conservation in buildings have attracted a broad spectrum of researchers’ interest in building and energy-related fields. Enhancement of energy efficiency and utilization of renewable energy are the most prevalent solutions for energy conservation in buildings. The application of phase change materials in the construction of building materials and building elements, which results in an increase in the thermal mass and thermal inertia of buildings, is one of the most recent methods of increasing energy efficiency of buildings. In this study, thermal performance and thermal energy storage (TES) capability of precast concrete sandwich panel wall specimens incorporating PCMs made out of normalweight and structural lightweight concrete were investigated. The total thickness of the specimens was 10 or 15 cm and the thickness of the macro encapsulated PCM layer was 1.5 or 2 cm. PEG 600 and a kind of salt hydrate are used as the PCM. The specimens were tested under the weather temperature condition of a summer day of Ardebil, Kashan and Ahwaz cities. For thermal performance test of specimens, an innovative experimental setup called “Daily Temperature Simulator” was employed and the maximum reduction of inner side temperature and the reduction of ultimate inner side temperature and time delay to reach to the maximum temperature were measured as the thermal performance criteria. Furthermore, the charge/discharge process of the PCM during a complete day was evaluated. Results stated that the application of phase change materials in concrete walls would reduce the inner side temperature of the wall up to 5.4 °C and up to 6 hour shift in peak load with respect to the specimen and applied temperature condition. Keywords : Concrete, Phase change material (PCM), Solar Energy, Daily temperature simulator apparatus, Thermal performance.
در دهه های اخیر بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها توجه محققان بسیاری را در حوزه ی ساختمان و انرژی به خود معطوف کرده است. افزایش کارایی انرژی ساختمان ها و استفاده از انرژی های تجدیدپذیر از موثرترین راه های بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها می باشد. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در ساخت مصالح و اجزای ساختمانی از جمله سقف ها و دیوار های ساختمانی که منجر به افزایش جرم و اینرسی حرارتی ساختمان می شود، از جدیدترین روش های افزایش بهره وری انرژی می باشد. در این پژوهش عملکرد حرارتی و قابلیت جذب انرژی گرمایی نمونه های دیوار ساخته شده از بتن های معمولی و سبک با ضخامت های 10 و 15 سانتی متر حاوی لایه ی ماکروکپسول مواد تغییر فاز دهنده با ضخامت های 5/1 و 2 سانتی متر بررسی شده است. از پلی اتیلن گلیکول رده ی 600 و نمک هیدرات به عنوان مواد تغییر فاز دهنده استفاده شده و نمونه ها تحت دمای یک روز تابستانی شهرهای اردبیل، کاشان و اهواز آزمایش شده اند. برای بررسی عملکرد حرارتی نمونه ها از دستگاه "شبیه ساز دمای هوای شبانه روز" استفاده شد و حداکثر میزان کاهش دما و میزان کاهش دمای نهایی سطح داخلی نمونه ها و میزان تاخیر زمانی در رسیدن به این دمای حداکثر به عنوان معیار سنجش عملکرد حرارتی نمونه ها بررسی شده است. هم چنین چرخه ی ذوب و انجماد ماده ی تغییر فاز دهنده در یک شبانه روز کامل مورد مطالعه قرار گرفته است. از بررسی نتایج به دست آمده مشخص شد که استفاده از مواد تغییر فاز دهنده بسته به نوع نمونه و شرایط دمایی مورد آزمایش باعث کاهش دمای سطح داخلی نمونه ها تا 4/5 درجه ی سانتی گراد می شود و تا 6 ساعت تاخیر زمانی در رسیدن به دمای حداکثر نهایی ایجاد می کند. کلمات کلیدی: بتن، ماده ی تغییر فاز دهنده (PCM)، انرژی خورشیدی، دستگاه شبیه ساز دمای هوای شبانه روز، عملکرد حرارتی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی