Investigation of the effect of phase change materials on the performance of household refrigerators
Faz değişken malzemelerin ev tipi buzdolaplarının performansına olan etkisinin incelenmesi
- Tez No: 371884
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Bu çalışmanın ele aldığı ana problem, ev tipi bir buzdolabında faz değişken malzemelerin (FDM) uygulanmasının ısıl yönden yararlılığı ve bu uygulamanın getirdiği performans artışının nümerik yöntemlerle incelenmesidir. FDM'ler, ısıl enerjiyi katı ve sıvı faz değişim sıcaklığı aralığında gizli ısı olarak depolayan malzemelere denmektedir. Bu malzemeler yüksek miktarda ısıyı dar bir sıcaklık aralığında depolayabilmektedirler ve bu özelliklerinden dolayı son yıllarda artan bir popülariteye sahiptirler. FDM'lerin bu özelliklerinden faydalanarak, onların ev tipi buzdolaplarında uygulanmasının buzdolabının enerji verimliliğini ve enerji sınıfını arttıracağı düşünülmektedir. Çünkü, buzdolabındaki soğuk enerjiyi gizli ısı olarak depolayarak, kompresörün çalışma ve durma döngü sayısı azaltılabilir. Kompresörün çalışma ve durma sıklığını azaltmak şu yönden yararlıdır; kompresör her durduğunda, soğutma çevrimi içerisindeki soğutucu akışkan dağılımı bozulur ve bir sonraki çalışmada tekrar oluşur ve bu durum genel verimsizlik kaynağıdır. Bu çalışmada, öncelikle, FDM uygulanmasının yapılabileceği olarsı yerleri görmek amacıyla, kararlı simülasyonlar gerçekleştirilerek kararlı sıcaklık dağılımları çıkartılmıştır. Daha sonra, soğutucu bölmedeki ısıl durumunun zamana bağlı davranışını anlamak amacıyla zamana bağlı analizler gerçekleştirilmiş ve sonuçlar deneysel verilerle doğrulanmıştır. Elde edilen bu kararlı ve zamana bağlı ısıl görüntülerin ışığında, uygun faz değişim sıcaklığına sahip FDM'ler, buzdolabı duvarlarında uygun yerlere yerleştirilerek zamana bağlı analizler FDM'lerin etkisini görmek üzere tekrarlanmıştır. Ev tipi buzdolaplarında radyasyonlu ısı transferinin etkileri ihmal edilemeyecğinden dolayı, tüm analizler radyason açık ve kapalı olarak yapılmış ve radyasyonun etkileri sunulmuştur. Nümerik analizlerde, bilinen bir ticari hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) paket programı olan FLUENT kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
The main problem that this study deals with is the issues of thermal effectiveness of phase change materials (or PCM) application to household refrigerators and investigating the performance improvement with numerical methods. PCMs are materials that store thermal energy in latent heat form between its solidus and liquidus points. By this way, these materials can store large amount of heat in a narrow temperature range, which made them to gain popularity in recent years. By exploiting this feature of PCMs, it is thought that using these materials in household refrigerators could increase the energy efficiency, thus energy class of a refrigerator. Because, keeping the cold energy inside the refrigerated space as latent heat will decrease the number of stop and start cycles of the compressor. Decreasing the number of stop and start cycles is beneficial since the distribution of refrigerant fluid in the refrigeration cycle breaks down every time compressor is stopped and established again on the next start, which is the main inefficiency source. In this study, at first, the steady temperature contours are extracted by steady state numerical simulations to see the possible locations for the application of PCMs. Then, transient simulations are conducted to understand the transient thermal behavior of the refrigerated space and these transient results are validated with experimental data. In the light of these steady and transient thermal pictures, PCMs having proper phase change temperatures are placed in appropriate places on the walls of the refrigerator and transient simulations are conducted to see the effects of PCMs. Since radiative heat transfer cannot be ignored in household refrigerators, all simulations are conducted with and without radiation and effects of radiation are also presented. The well – known commercial computational fluid dynamics (CFD) code, FLUENT is employed for the numerical simulations.
Benzer Tezler
- Faz değiştiren malzemelerin farklı iklim bölgelerinde bulunan binalardaki enerji tasarrufu üzerindeki etkisinin sayısal olarak incelenmesi
A numerical investigation of effect of various phase change materials on the energy saving in buildings considering different climate zones
FEYZA BİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜSLÜM ARICI
- Gizli ısı depolama sistemlerinde erime ve katılaşma proseslerinin farklı geometrilerde incelenmesi
Investigation of melting and solidification process in different geometry latent heat storage systems
TUĞRUL MARAL
Doktora
Türkçe
2024
Bilim ve TeknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT TEKKALMAZ
- Minikanallı ısı değiştiricilerde faz değiştiren maddelerin termal performansa etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of thermal performance effect on phase change materials in heat exchangers with mini-channel
MEHMET YOLADI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EDA FEYZA AKYÜREK
- Faz değiştiren malzemelerde ısı geçişinin deneysel ve sayısal incelenmesi, sistemin enerji verimine etkisinin belirlenmesi
Experimental and numerical investigation of heat transfer in phase change materials, determination of the effect on system energy efficiency
MURAT KADAL
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ALPAY HEPERKAN
- Faz değiştiren malzemeler (FDM) ile ısıl enerji depolamanın araştırılması: Doğrudan kullanım ve hidrojen depolama uygulaması
Investigation of thermal energy storage with phase change materials (PCMs): Direct usage and hydrogen storage application
BÜŞRA ARSLAN
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA İLBAŞ