Numerical investigation of solar assisted thermal energy storage systems
Güneş destekli ısıl enerji depolama sistemlerinin sayısal incelenmesi
- Tez No: 698823
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET AKİF EZAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- 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: 142
Özet
Güneş enerjisinin düzensiz doğal yapısından ve enerjinin anlık arz ve talep dengesindeki uyumsuzlukları nedeniyle bir binanın ısıtılması gibi güneş enerjisi uygulamalarında güneş enerjisi verimli veya devamlı bir şekilde kullanılamayabilmektedir. Yaygın bir yaklaşım olarak, mevcut güneş enerjisini bol olduğunda depolamak ve daha sonra güneş destekli uygulamaları sürdürülebilir bir şekilde çalıştırmak için kullanmak mümkündür. Isıl enerji depolama (IED) uygulamaları güneş enerjisinin sürdürülebilirliğini sağlamak için can alıcı çözümler sunar. Bu tez çalışması, dolgulu yataklı duyulur ve gizli ısı IED tanklarının performans indikatörlerinin çeşitli çalışma ve dizayn parametreleri için sayısal olarak değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Düz plakalı güneş kolektörü, IED tankı ve ısı pompası içeren zamana bağlı matematiksel model IED sistemlerinin ısı transferi olgularını değişken gerçek hava koşulları altında İzmir ili, Türkiye için ısıtma ihtiyacının oluştuğu aylarda elde edebilme amacıyla geliştirilmiştir. Kapsamlı bir inceleme gerçekleştirebilmek için IED tanklarının sadece ısı transferi karakteristikleri değil ayrıca ikinci yasa yönü de incelenmiştir. Isıtma sezonu ayları (Kasım, Aralık, Ocak, Şubat) için entegre IED sistemlerinin optimum dizayn parametreleri ve çalışma koşulları önerilmiştir. Sonuç olarak ısı transferi akışkanının kütlesel debisinin artması ve depolama malzemesi çapının azalması ile birlikte sistem indikatörlerinde iyileşme gözlemlenmiştir. Ayrıca, karşılaştırmalı sonuçlar göstermiştir ki ısı pompasına entegre edilmiş iyi tasarlanmış bir IED tankı sayesinde hava kaynaklı ısı pompası ile karşılaştırıldığında %48 daha yüksek COP değeri ve %30 daha az enerji tüketimi elde edilebildiği ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
Due to the intermittent nature of solar energy and the mismatch between the instantaneous demand and supply, solar energy could not be used effectively or continuously in solar-assisted applications such as heating a building. As a common approach, it is possible to store the available solar energy when it is abundant and use it later to operate solar-assisted applications sustainably. Thermal energy storage (TES) applications provide critical solutions for ensuring the sustainability of solar energy. This dissertation focuses on numerically evaluating the performance indicators of the sensible and latent heat packed-bed TES tanks under various working and design parameters. An in-house transient mathematical model is developed, which consists of a flat plate solar collector, TES tank, and heat pump to simulate the TES systems' heat transfer phenomena under variable weather conditions for the heating season months of Izmir City, Turkey. The heat transfer characteristics and the second law aspect of the TES tank are examined to provide a thorough understanding. The integrated TES systems' optimum design parameters and working conditions are proposed for heating season months (November, December, January, and February). Consequently, it is observed that increasing the mass flow rate of the heat transfer fluid and decreasing storage material diameter enhances system indicators. Moreover, comparative results reveal that a well-designed TES tank integrated with a heat pump unit could have up to 48% higher COP values and provide 30% less energy consumption when it is compared with the traditional air-source heat pump.
Benzer Tezler
- Experimental and numerical investigation of system performance of latent heat storage unit integrated with solar assisted heat pump
Güneş enerjili ısı pompasına entegre gizli ısı depolama ünitesinin sistem performansının deneysel ve sayısal incelenmesi
ÇAĞATAY YILDIZ
Doktora
İngilizce
2024
EnerjiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜSLÜM ARICI
DR. MUSTAFA SEÇİLMİŞ
- Isı pompası kaynaklı ısıl depolama sisteminin performansı üzerine tekstil esaslı havalı güneş kollektörünün etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of textile-based air solar collector on the performance of heat pump welded heat storage system
ONUR VAHİP GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KEÇEBAŞ
- Simulation of solar assisted heat pump space heating systems with seasonal thermal energy storages
Mevsimlik güneş enerjisi depolamalı ve ısı pompalı konut ısıtma sistemlerinin simülasyonu
RECEP YUMRUTAŞ
Doktora
İngilizce
1998
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAZHAR ÜNSAL
- Güneş enerjisi ile koşullandırılan havanın güneş enerji destekli ısı pompası için kullanımının matematiksel ve deneysel incelenmesi
Mathematical and experimental investigation of the use of solar conditioned air for solar assisted heat pump
KUTBAY SEZEN
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AFŞİN GÜNGÖR
- Rollbond buharlaştırıcı tasarımının doğrudan genleşmeli ısı pompası performansına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Investigation of the effect of rollbond evaporator design on the performance of direct expansion heat pump experimentally
EMİNE MUTLU
Doktora
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. L. BERRİN ERBAY