Geri Dön

Passive radiative cooling using optical thin film coatings

Optik ince film kaplamalar aracılığı ile pasif ışınımsal soğutma

  1. Tez No: 459041
  2. Yazar: MUHAMMED ALİ KEÇEBAŞ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İBRAHİM KÜRŞAT ŞENDUR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 113

Özet

Işınımsal soğutma bir objenin etrafına enerji yayarak ısı kaybettiği pasif bir soğuma yöntemidir. Bir obje gökyüzü ile etkileşim halinde olduğunda atmosferin geçirgenliğine bağlı olarak obje ve gökyüzü arasında radyasyon aracılığı ile ısı transferi gerçekleşir. Gece saatlerinde gelen güneş enerjisi çok az olduğundan bu saatlerde soğuma gerçekleşebilir. Ancak gündüz saatlerinde İstanbul üzerine yaklaşık 940 W/m2 güneş enerjisi gelmektedir ve objenin yaydığı enerji bu denli yüksek olmadığı için soğuma gerçekleşememektedir. Bu yüzden gündüz saatlerinde objenin güneş enerjisinden dolayı ısınmasının engellenmesi ve ışınımsal soğutmanın gerçekleştirilebilmesi için gelen bu enerjinin güçlü bir şekilde yansıtılması gerekmektedir. Ayrıca objenin yayınım katsayısını çok düşük miktarda güneş enerjisinin mevcut olduğu ve atmosferik geçirgenlik penceresinin bulunduğu 8-13 μm tayfında yükselterek ışınımsal soğutma gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada amacı yüksek miktarlarda güneş enerjisinin mevcut olduğu görülebilir ve yakın kızılötesi bantlarda yüksek yansıma ve atmosferik geçirgenlik penceresinin bulunduğu 8-13 μm tayfında yüksek yayınım katsayısına sahip ince film filtre tasarımları yapılmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda yüksek yansıma için çeyrek dalga boyundaki katmanlardan oluşan bir tasarım geliştirilmiş ve yüksek yayınım için ise bir empedans eşleştirme tekniği olan Chebyshev dönüşümü ile oluşturulmuş bir tasarım incelenmiştir. Performans değerlendirmeleri için ışınımsal ısı transferi dinamikleri incelenmiş ve soğutma güçleri literatürde verilen bir başka tasarım sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Önerilen yeni tasarımların sonuçları göz önüne alındığında yüksek miktarda performans artışı gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Radiative cooling is a passive way of cooling by which a body loses heat by emitting energy. When a body is exposed to sky, heat transfer between the body and sky occurs depending on transparency of the atmosphere through radiation. During nighttime, due to extremely low incident solar irradiation cooling can be achieved. However, during daylight nearly 940 W/m2 energy is present in Istanbul, due to sun and since emission by the object is not as high as this energy, cooling cannot be achieved. So, in order to achieve radiative cooling during daylight, incident solar energy has to be reflected strongly which prevents heating of the object. Also, by maximizing emission in the atmospheric transparency window in 8‐13 μm range, in which very low amount of solar energy is carried, radiative cooling can be achieved. In this study, design studies about thin film filters are carried out whose focus is to achieve high reflection in the visible and near‐infrared spectrums in which high amount of solar energy is present and maximize absorption/emissivity in 8‐13 μm spectrum where atmospheric transparency window is present. For these purposes, different design methods are examined, e.g. quarter wavelength stacks for high reflection and an impedance matching technique, Chebyshev transform, is used to increase emission in 8‐13 μm spectrum. For the performance evaluations, radiative heat transfer dynamics are examined and cooling powers are compared with a design results given in the literature. It is observed that significant performance improvement can be observed by proposed design methods.

Benzer Tezler

  1. Farklı bina formlarında güneş pili uygulamalarının enerji ve maliyet etkinliği açısından değerlendirilmesi

    Evaluation of energy and cost performance of PV systems on different building forms

    HATİCE MERVE YANARDAĞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Bölümü

    YRD. DOÇ. GÜLTEN MANİOĞLU

  2. Havalı kollektörle ısıtma ve ekserji analizi

    Heating with the solar air collector and its exergy analysis

    MUSTAFA ALTUNBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Y.DOÇ.DR. A. KORHAN BİNARK

  3. Dielectric metasurfaces as passive radiative coolers, colorimetric refractive index sensors, color filters, and one-way perfect absorber/reflectors with transparent sidebands

    Uzay aracı pasif radiatif soğutucu, kolorimetrik kırıcılık indisi sensörü, renk filtresi, ve komşu bantlarda geçirgen tek taraflı mükemmel soğurucu/ yansıtıcılar olarak dielektrik metayüzeyler

    DENİZ UMUT YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKMEL ÖZBAY

  4. Cr:Colquiriite'lerde spektroskopik özelliklerin sıcaklığa bağlı ölçümü ve diyot pompalı Cr:LiCAF, Yb:YLF ve Yb:LLF lazer sistemlerinin geliştirilmesi

    Temperature dependent measurement of spectroscopic properties in cr:Colquiriites and development of diode pumped Cr:LiCAF, Yb:YLF and Yb:LLF laser systems

    SERDAR OKUYUCU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SIDDIK CUMHUR BAŞARAN

  5. Soğuk iklim bölgelerinde ısıtma enerjisi korunumu açısından plastik doğramalı pencerelerin kullanılması durumunda uygun bina kabuğu alternatiflerinin belirlenmesi

    Determination of suitable building envelope alternatives due to heating energy conservation while using plastic (pvc) windows at cold climatic areas

    A.PAPATYA AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. GÜL KOCAASLAN