Design of a heat exchanger with phase change material
Faz değişim malzemesi içeren ısı değiştiricisinin tasarımı
- Tez No: 533888
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET AKİF EZAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Bu çalışmada doğalgazlı kombi ısıtıcıların sıcak su sağlanması sırasında bacadan atılan sıcak gazdan ısıl enerjinin geri kazanımı için geliştirilen yeni bir yöntem incelenmiştir. Atık gazdan kazanılan ısın kullanım suyuna aktarılmasıyla verimli ve çevre dostu ısıtma sisteminin elde edilmesi sağlanmaktadır. Önerilen ısı değiştiricisi atık gazdan ısıl enerji depolama amacıyla faz değişim malzemesi (FDM) içermektedir. Depolanan ısıl enerji daha sonra kullanıcı talebi olduğunda kullanım suyu tarafından geri çekilmektedir. Çalışmada FDM içeren bir ısı değiştiricisi farklı tasarım ve çalışma koşulları için incelenmiştir. ANSYS-FLUENT paket programında oluşturulan üç boyutlu, zamana bağlı matematiksel modelde FDM'nin sıvı fazdan katı faza geçme periyodu, yani depolanan ısının geri kullanımı fazı, incelenmiştir. Isının geri kullanım fazı FDM'den suya aktarılan enerjinin miktarını ve kullanım suyunun sıcaklığındaki değişimi belirler. Bu yüzden bu tezde kullanım suyu debisinin, FDM kütlesinin ve faz değişim sıcaklığının kullanım suyuna etkisi gelecek tasarım çalışmalarına temel oluşturması amacıyla detaylı şekilde incelenmiştir. Bu çalışmalarda kullanım suyu talebi başlarında kullanım suyu sıcaklığı on dokuz derece Celcius arttırılmıştır. Bu artış kullanıcının talep ettiği sıcak suyu daha kısa sürede almasını sağlamasının yanında atık gazın ısıl enerjisinden faydalanıldığı için enerji tüketimini azaltması beklenir. Sonuç olarak önerilen FDM içeren ısı değiştiricisi ek bir ısı kaynağı olmadan kullanım suyu sıcaklığını artırabilir.
Özet (Çeviri)
In the present study, a novel approach is developed to recover the waste heat from the flue gas of a gas-fired combi-boiler. The extracted heat energy of flue gas is proposed to transfer to domestic hot water to maintain an efficient and environmentally friendly heating system. The proposed heat exchanger includes a phase change material (PCM) to store the thermal energy from the flue gas. The stored energy is then extracted by the domestic water when the user is demanded. A three dimensional and transient numerical model is developed in ANSYS-FLUENT software to investigate the various working and design considerations of the PCM- Heat exchanger (HEX). The extraction of the stored thermal energy within PCM, which is called as the discharging period, is significantly important to determine the quantity of the extracted power from PCM and the temperature of the domestic water. That is the thesis covers only the discharging period of the PCM-HEX. A set of numerical analyses are conducted to investigate the influences of the mass of PCM, the melting temperature of PCM and the flow rate of domestic cold water (DCW). PCM-HEX integrated combi-boiler increases the domestic water temperature in the early period of the hot water demand. The maximum temperature increment is achieved as much as nineteen degree Celsius. Such an increment in the domestic water temperature may reduce the waiting time and the energy consumption. Consequently, the proposed PCM-HEX provides domestic water at a moderate temperature without using any additional energy source.
Benzer Tezler
- Güneş enerji sistemlerinde faz değiştiren malzeme ile ısıl enerji depolamada kullanılan bir ısı değiştiricisi tasarımı ve sayısal analizi
A heat exchanger design and numerical analysis of thermal energy storage used with phase change materials in solar energy systems
MELTEM KOŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA AKTAŞ
- Isı borusu tabanlı bir atık ısı geri kazanım uygulaması
A heat pipe based waste heat recovery application
OYA YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Havalı kollektörle ısıtma ve ekserji analizi
Heating with the solar air collector and its exergy analysis
MUSTAFA ALTUNBAŞ
- Sığ kuyu toprak kaynaklı ısı değiştiricilerin tasarımında mevsimlere bağlı atmosferik koşulların etkisi
Effects of seasonal atmospheric conditions on the design of shallow ground-source heat exchangers
FERHAT CAN KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Faz değiştirmeli güneş enerjisi depolama sistemiyle entegre güneş enerjili meyve kurutma sistemi modellenmesi, dizaynı, testleri ve değerlendirilmesi
Modeling, design, testing and evaluation of integrated solar powered fruit drying system integrated with phase change solar energy storage system
ÇİĞDEM ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TURHAN ÇOBAN