Fotovoltaik termal (PV/T) sistem destekli ısı pompasının kullanımı ile sütün pastörize edilmesi
Pasteurization of milk by using photovoltaic thermal (PV/T) system assisted heat pump
- Tez No: 668914
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER ÇOMAKLI, DOÇ. DR. GÖKHAN ÖMEROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, Güneş enerjisi, Isı pompası, Fotovoltaik termal, Pastörizasyon, Renewable energy, Solar energy, Heat pump, Fotovoltaic thermal, Pasteurization
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Amaç: Bu çalışmada, monokristal fotovoltaik panelin güneş ışınım değeriyle artan yüzey sıcaklığı, arkasına yerleştirilen bakır borular içerisinden geçen suya ısısını aktarmak suretiyle düşürülmüştür. Çalışmanın amacı, panelin soğuması sağlanarak, elektrik üretimini artırmaya çalışmak, bunu yaparken de ısıl enerjisini sütün pastörizasyonu için faydalanabilir hale getirerek gerekli enerjinin bir kısmını PV/T sistemden karşılamak, pastörizasyon süresini kısaltarak birim süt başına pastörizasyon için harcanan enerji miktarını azaltmak, sistem verimliliğini artırmak ve verimlilik performansları üzerine odaklanmaktır. Yöntem: Peynire işlenecek sütü pastörize etmek amacıyla mekanik buhar çevrimi prensibine göre çalışan, dört geçişli ekonomizör ve PV/T panel ile desteklenen bir ısı pompası sistemi kurulmuştur. PV/T destekli ısı pompasında pastörize edilen sütün enerji gereksinimleri belirlenmiş, 20 °C, 25 °C, 30 °C süt giriş sıcaklığı ve 120 lt/h, 150 lt/h süt debisi gibi farklı parametrelerinin sistem üzerine etkileri incelenmiştir. 800 W/m2, 1000 W/m2, 1200 W/m2 ışınım değerleri, 700 lt/h ve 600 lt/h panel su debisi parametrelerine göre PV/T sistem analizleri yapılmıştır. Fotovoltaik-termal ısı pompası sistemi klasik yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Bulgular: Yapılan çalışmada, PV/T desteğinin ve çiğ süt debisinin 120 lt/h değerinden 150lt/h değerine çıkarılmasının toplam pastörizasyon süresini azalttığı, panel su debisinin artırılması ile termal verimin arttığı belirlenmiştir. Sonuç: Deneyler sonucunda, PV/T destekli ısı pompası sisteminin daha önce kurulan çift cidarlı kazan sisteminden %73,3, plakalı pastörizer sisteminden %60,7, ısı pompası sisteminden ise %25,5 daha az enerji harcadığı belirlenmiştir. Sütün pastörizasyonu için kurulan ısı pompası sisteminin, PV/T sistem ile desteklenmesinin kg süt başına harcanan enerji miktarında %8,8 düşüş sağladığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Purpose: In this study, the surface temperature increased with the solar irradiance value of the monocrystalline photovoltaic panel was decreased by transferring its heat to the water passing through the copper pipes placed behind it. The aim of the study is to try to increase the electricity generation by ensuring the cooling of the panel, and while doing this, to make the thermal energy available for the pasteurization of milk, to meet some of the required energy from the PV/T system, to reduce the amount of energy consumed for pasteurization per unit of milk by shortening the pasteurization period, to increase system efficiency and to focus on efficiency performances. Method: A heat pump system assisted by a four-pass economizer and a PV/T panel was installed in order to pasteurize milk to be processed into cheese. Energy requirements of the pasteurized milk in the PV/T supported heat pump were determined, and the effects of different parameters such as 20 °C, 25 °C, 30 °C milk inlet temperature and 120 lt/h, 150 lt/h milk flow rate in the system were investigated. PV/T system analyzes were performed according to the parameters of 800 W/m2, 1000 W/m2, 1200 W/m2 radiation, 700 lt/h and 600 lt/h panel water flow rate. The photovoltaic-thermal assisted heat pump system has been compared with conventional methods. Findings: In the study, it has been determined that the PV/T support and increasing raw milk flow rate from 120 lt/h to 150lt/h decrease the total pasteurization time, the thermal efficiency rises by increasing the panel water flow. Results: As a result of the experiments, it has been found out that the PV/T assisted heat pump system consumes 73,3% less energy than the previously installed double-walled boiler system, 60,7% less than the plate pasteurizer system and 25,5% less than the heat pump system. It has been determined that supporting the heat pump system established for pasteurization of milk with PV/T system provides 8,8% reduction in the amount of energy consumed per kg milk.
Benzer Tezler
- Türkiye'nin farklı iklim bölgeleri için güneş ve genleştirici-kompresör destekli iki kaynaklı ısıtma çevriminin uygulanabilirliğinin araştırılması
Investigation of performance of a solar and expander-compressor enhanced dual-source heat pump for different climate zones of Turkey
MEHMET CAN TOPAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiTarsus ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TAHİR ERDİNÇ
- Experimental ınvestigation of a solar-assisted heat pump system employing photovoltaic thermal (PV/T) collector
Fotovoltaik termal (FV/T) kollektörlü güneş enerjili bir ısı pompası sisteminin deneysel olarak araştırılması
ŞEYMA NUR DURGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiFırat ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ESEN
- Bir fotovoltaik-termal (PV/T) güneş kollektöründe poroz materyal ve nanoakışkan kullanımının performansa etkisinin nümerik olarak incelenmesi
Numerical investigation of the effect of porous material and nanofluid including on performance in a photovoltaic-thermal (PV/T) solar collector
ATILGAN ONURCAN ÖZŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKafkas ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ARSLAN OMAR
- Hava soğutmalı, ısı depolamalı fotovoltaik termal kolektör (PV/T)tasarımı ve analizi
Air cooled, heat storage photovoltaic thermal collector (PVT) design and analysis
OUMALKAIRE YASSIN AHMED
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZAYİ YILMAZ
- Soğutma sistemlerinde fotovoltaık termal modül destekli defrost uygulaması
Photovoltaic thermal module assisted defrost application in refrigeration systems
MEHMET ONUR KARAAĞAÇ
Doktora
Türkçe
2022
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER ERGÜN