dc.description.abstract | Varmelagring er et velkjent fenomen som er blitt mye brukt. Denne oppgaven tar for seg hovedsakelig to
elementer for varmelagring der det ene er betong og det andre er PCM. Oppgavens hovedformål er å
sammenligne forskjellige oppsett med betong og PCM både eksperimentelt og med numeriske metoder.
Det ble utført 7 forskjellige eksperiment med følgende 7 forskjellige simuleringer.
Metode som er brukt kan oppsummeres kort i tre steg. Planleggingsfase, logistikk rundt utstyr/materialer og
utførselsfase. For planleggingsfasen ble det valgt hvilke startsbetingelser og hvilke karakteristikker
klimarommet skulle ha i henhold til tilluft, driftstider og størrelsesorden for internlaster/solstråling som skulle
brukes gjennom de forskjellige eksperimentene. Det ble brukt et klimarom på OsloMet som
eksperimentrom, der det ble festet sensorer på alle overflater, samt fem sensorer som målte lufttemperatur
inne i rommet. Dimensjoner av klimarom ble målt under planleggingsfasen i tillegg. Dermed ble det naturlig
å gå videre på størrelsesorden i henhold til materialer og utstyr som det var behov for. Under andre fase
som omhandler logistikk for materialer, ble det satt opp en inventarliste over hvilke materialer skolen
allerede hadde og det ble bestilt inn materialer det var behov for som betong, varmefolier og manglende
utstyr.
Den siste fasen omhandlet utførsel av eksperimenter og simuleringer. Denne fasen ble delt inn i henhold til
de 7 eksperimentene som ble utført. For eksperimenter var det delt opp i 4 faser, 2 klimatiseringsfaser og to
eksperiment faser, der klimatisering varte i ca. 30 timer og eksperiment fase varte i 41 timer. Hvert
eksperiment varte i en periode på 72 timer hver, scenarioer hadde noe forskjell i timer i preklimatiseringsfase.
Ved å bruke to klimatiseringsfaser, først en der tilluftstemperatur var satt til 12°C og
andre klimatiseringsfase ble satt til 16°C ble en stor andel av PCM solidifisert over nevnte
klimatiseringsfaser. Når alle målinger var utført ble det beregnet operativ temperatur utfra sensorene på
overflater og sensorer som følte lufttemperatur, disse ble igjen sammenlignet med simulerte verdier i
henhold til operativ temperatur og en tidsperiode på 2 døgn.
En tendens oppstod ved forskjellig antall termiske elementer i henhold til første dag. I tilfellene med et
termisk element, der klimarommet hadde betong på gulv og PCM på gulv, lå operativ temperatur ved
tidspunkt 16:00 mellom 29°C til 28,65°C. For tilfellene med to og tre termiske elementer, der alle scenarioer
hadde betong på gulv men to lag med PCM fordelt på vegg og himling, dobbelt PCM himlingslag og enkelt
PCM himlingslag havnet den operative temperaturen klokken 16:00 mellom 26,74°C til 26,96°C.
Mellom første og andre dag kan en tydelig økning observeres i operativ temperatur ved tidspunkt 16:00.
For alle scenarioer inntrer denne økningen fra dag en til dag to, denne differansen er klart størst for
scenarioet der PCM er lagt på gulvet. Det viste seg gjennom eksperimenter at det ikke ble kjølig nok i
klimarom på natten mellom to eksperimentdager, noe som igjen påvirket faseendringen til PCM.
Når bare betong sammenlignes med PCM på gulv, har betong på gulv et jevnere temperaturforløp over
hele eksperiment perioden i henhold til topp og bunnpunkter. For PCM er operativ temperatur lavere i løpet
av natten enn for betong eksperimentet, men for dag 2 ser det ut som PCM ikke har solidifisert og
topptemperaturen for dag 2 er likere referanse eksperimentet enn betong eksperimentet.
Resultatene for eksperimenter viser for alle 7 scenarioer en lik tendens på grafer men med en selvsagt
differanse i operativ temperatur spesielt på den varmeste perioden i løpet av dagen. Den største
differansen oppstår mellom referanse forsøket og scenario 5b, der oppsettet til scenario 5b er betong på
gulv, PCM på vegg og i himling, i tillegg er tilluftstemperatur konstant på 16°C. Ser en vekk fra referanse
forsøket er det størst differanse mellom scenario 2 og scenario med tre termiske elementer og konstant
tilluftstemperatur på 16°C. Der scenario 2 innebærer PCM kun på gulv men tilluftstemperatur er delt opp i
16°C utenfor driftstid og 19°C i driftstid. Hovedsakelig ble eksperimenter delt inn i tre grupper der scenario
1-3 var i en gruppe. Gruppe to besto av scenario 4, 5a og 6 og gruppe tre omhandlet scenario 5a og 5b. Av
disse tre gruppene er det nesten ingen differanse ved temperatur i gruppe 2 mellom eksperimenter.
Ved sammenligning av simulering og eksperiment fulgte alle scenarioer samme tendenser men scenario
5a har en stor forskjell i operativ temperatur mellom 16:00 første eksperiment dag til 07:00 andre
eksperiment dag. Ved tidspunktet 07:00 er det en prosentdifferanse på 7,74%. Alle toppunkter er innenfor
en differanse for operativ temperatur under 5%. Scenario 3, 4, 5a og 6 har alle toppunkter under 3%. Når
det gjelder bunnpunkter ligger scenario 1, 5a og scenario 6 over 5% temperatur differanse.
Simuleringer i WUFI+ ble utført for sammenligning mellom eksperimenter samt for å kunne studere andre
termiske masser enn betong og i flere kombinasjoner som var fysisk mulig i klimarom. Seks tilleggs
simuleringer er kjørt med tanke på betong/massivtre/PCM på gulv og i henhold til gulv & i himling. Disse
simuleringene viste mest effektiv temperaturforløp for simulering med betong og relativt like operative
temperaturer for PCM og massivtre. Ved sammenligning av en og to termiske masser observeres en
reduksjon, størst for betong, på omtrent 2,7°C for begge temperaturtopper. PCM varianten hadde en
reduksjon på 2,65°C og massivtre varianten viste en reduksjon av operativ temperatur på ca. 1,7°C. | en |