Investigation of thermal performance of ground coupled space cooling system with underground energy storages
Enerji depolu konut soğutma sisteminin yıllık ısıl performansının incelenmesi
- Tez No: 130886
- Danışmanlar: PROF. DR. MELDA ÇARPINLIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Isı pompası sistemleri, toprakaltı enerji kaynağı, konut soğutma sistemi, enerji depolama, Space cooling system, ground coupled system, energy storage
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Bu çalışmada, toprak altında bulunan küresel bir enerji deposu ve bir çiller ünitesi ile mahal soğutma sisteminin ısıl performansı kuramsal ve sayısal yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Soğutma sistemi toprak altında bulunan küresel bir enerji deposu, çiller ve yaz aylarında soğutulacak bir evden oluşmaktadır. Sistemin yıllık ısıl performansını elde etmek için teorik bir model geliştirilmiştir. Analitik model, enerji deposu çevresinde geçici rejim ısı transferi probleminin çözümü, çiller ünitesinin analitik modeli ve bir konutun ısı kazanımı hesaplanmasından meydana gelmiştir. Yer altında bulunan enerji depoju incelenen sistemin en temel parçalarındandır. Depo çevresindeki geçici rejim ısı transferi problemi kısmi türevli bir denklem, başlangıç ve sınır şartları ve de enerji bilançosundan oluşmaktadır. Bu problem, bir dönüşüm ve boyutsuz değişkenler kullanılarak boyutsuz hale dönüştürülmüştür. Boyutsuz probleme kompleks sınırlı Fourier dönüşümü (CFFT) tekniği uygulanarak başka bir forma dönüştürülerek çözülmüştür. Bu çözüm depoda bulunan su ve depo çevresindeki jeolojik yapının sıcaklığını elde etmek için kullanılmıştır. Çiller ünitesinde kompresörün tükettiği enerji miktarını ve konutun ısı kazanımını hesaplamak için bir formülasyon elde edilmiştir. Depo probleminin çözümü ile kompresör işi ve evin ısı kazanımını veren denklemler birleştirilerek sistemin teorik modeli elde edilmiş ve iteratif bir hesaplama yöntemi hazırlanmıştır. Hesaplamalar için Fortran 90 programlama dilinde bir bilgisayar benzeşim programı hazırlanmıştır. Hazırlanan program çalıştırılarak aylık ortalama depo su ve toprak sıcaklığı, çillerin performans katsayısı (COP) ve diğer performans parametreleri elde edilmiştir. Ayrıca, derintoprak, dış hava ve depo su sıcaklığının, toprak cinsi, depo hacmi ve sistem büyüklüğünün COP üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the numerical investigation of thermal performance of ground coupled space cooling system with an underground thermal energy storages (UTES) using analytical and computational methods. The cooling system consists of an underground spherical thermal energy storage tank, a chiller unit and a house to be cooled during summer season. An analytical model for the cooling system in order to obtain annual thermal performance of the system is developed. The analytical model consists of a solution of transient temperature field problem around the storage tank, an anlytical model for the chiller unit and heat gain calculations for the house. The UTES is an essential part of the cooling system under investigation. The transient temperature field problem consists of a partial differential equation, an initial and boundary conditions and an energy balance for the storage. The problem formulation is put into dimensionless form using a transform and dimensionless variables. The dimensionless formulation of the problem is transformed by an application of Complex Finite Fourier Transform (CFFT) technique, which yields another form of the problem formulation. Analytical solution of the problem is obtained to find the annually periodic temperature distribution in te storage tank and in earth surrounding tank. A formulation is obtained as algebraic equations to find the energy consumption of the compresor in the chiller unit and heat gain of the house. An analytical model for the cooling system is improved combining the solution of the transient tempreture field problem, work consumption of the chillerunit and equations for the heat gain of the house. A computational procedure is prepared, which is based on an iterative solution method. An interactive computer simulation program based on the present analysis was prepared in Fortran 90 for computing annual variation of water temperature in the spherical storage tank, temperature in earth surrounding the tank, compressor's work, space heat gain, and annually periodic performance of the ground coupled space cooling system. Also, effects of temperature of the deep earth, water in the storage, storage volume, system size on the COP are investigated.
Benzer Tezler
- Experimental investigation on performance of a heating and cooling system with ground coupled heat pump
Toprak kaynaklı ısı pompalı ısıtma ve soğutma sistemi verimlerinin deneysel incelenmesi
AHMED SAADALLAH SALMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
EnerjiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECEP YUMRUTAŞ
- Investigation of thermal performance of a ground coupled carbonated soft drink cooling system with an underground thermal energy storage tank
Yeraltı termal enerji depolama tankı ile birleştirilmiş bir toprak bağlantılı karbonatlı içecek soğutma sisteminin termal performansının incelenmesi
AHMED WSHYAR RASOOL RASOOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP YUMRUTAŞ
- Düşey borulu toprak kaynaklı ısı pompasının konut iklimlendirme sistemlerinde mevsimlik davranışının araştırılması
Investigation of seasonal behaviour of a vertical ground source heat pump used in residential air conditioning systems
HİKMET ESEN
- Toprak kaynaklı ısı pompalı radyant ısıtma/soğutma sistemlerinde ısıl konforun deneysel incelenmesi
Experimental investigation of thermal comfort in radiant heating-cooling systems coupled with ground source heat pump
AHMET DOĞAN
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN DEMİR
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURULLAH KAYACI
- Yüksek gerilim yeraltı kablo sistemlerinde tasarım parametrelerinin elektriksel ve termal performansa etkisinin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Investigation of the effect of design parameters on electrical and thermal performance in high-voltage underground cable systems with fem
YUNUS BERAT DEMİROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ