A solar air heater system design for air handling units and domestic hot water
Klima santralleri ve kullanım suyu ısıtıcıları için güneş kaynaklı bir hava ısıtıcısı sistem tasarımı
- Tez No: 810260
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA TUTAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Tez çalışmasında temsili bir binada kullanılan bir güneş enerjili hava ısıtıcı (SAH) sistemi için boyutlandırma optimizasyonu yapılmıştır. Bu çalışma beş farklı yöntemi içermektedir: bina enerji modellemesi (BEM), hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD), deney tasarımı (DOE), yanıt yüzey yöntemi (RSM) ve çok amaçlı genetik algoritma (MOGA). BEM üç amaç için kullanılır: optimum panel alanının belirlenmesi, iklim-sistem uygunluğunun analizi ve yaz-kış modu için SAH'ın incelenmesi. Birinci bölümde, SAH panelinin belirli bir boyutun üzerinde büyütülmesinin önemli bir fayda sağlamadığı ortaya konmuş ve bu bulgudan hareketle optimal panel alanı belirlenmiştir. Tezin ikinci bölümünde, Köppen iklim kuşağı sistemine göre seçilen dünyanın altı farklı bölgesi için SAH sisteminden elde edilen enerjiyi hesaplamak için saatlik hesaplamalar daha da genişletilmiştir. Binaya entegre SAH sistemlerinin kullanımının, güneş ışınımının fazla olduğu ve iklimin soğuk olduğu bölgelerde daha uygun olduğu hesaplanmıştır. Tezin üçüncü bölümünde, SAH sisteminin kullanım sıcak suyu ve klima santrali ısıtması için kullanılmasına olanak sağlayan sistem tasarımı incelenmiştir. Sonuçlar, sistemin bu tasarımla geleneksel panellere göre daha verimli kullanılabileceğini ortaya koymaktadır. Tezin son bölümünde, üç panel parametresinin boyutlandırma optimizasyonu için CFD, DOE, RSM ve MOGA yöntemlerinin bir kombinasyonu kullanılmıştır: panel derinliği, oluk derinliği ve yan giriş çapı. Elde edilen sonuçlara göre, panel verimi üzerinde en etkili parametre oluk derinliği olup, düz yüzeylere göre verim artışına neden olmaktadır. İkinci etkili parametre, azaldıkça hava hızının ve türbülansın artmasına neden olan panel derinliğidir. Hızdaki artış olumsuz etkilerken, türbülans verimlilik için olumlu bir faktör olarak hareket eder. Bu nedenle, optimum panel derinliği boyutu bu faktörler dikkate alınarak hesaplanır. Yan giriş çapı daha az etkiye sahiptir ve türbülans ve panel alanı etkileri dikkate alınarak bu parametrenin optimum boyutu belirlenir. Birleşik parametre grafikleri RSM ile üretilir ve boyutlandırma optimizasyonu MOGA ile yapılır.
Özet (Çeviri)
In the thesis study, dimensioning optimization is performed for a solar air heater (SAH) system utilized in a representative building. This study incorporates five different methods: building energy modeling (BEM), computational fluid dynamics (CFD), design of experiment (DOE), response surface method (RSM), and multi-objective genetic algorithm (MOGA). BEM is used for three purposes: determining optimal panel area, analysis of climate-system appropriateness, and examination of SAH for summer-winter mode. In the first part, it is revealed that beyond a certain size, enlarging the SAH panel does not yield significant benefits and based on this finding, the optimal panel area is determined. In the second part of the thesis, the hourly calculations are further extended to compute the obtained energy of the SAH system for six different regions of the world, selected according to the Köppen climate zone system. It is computed that the usage of buildingintegrated SAH systems is more suitable in regions with high solar radiation and cold climates. In the third part of the thesis, the system design that allows for the utilization of the SAH system for domestic hot water and air handling unit heating is analyzed. The outcomes reveal that the system can be more effectively utilized with this design compared to conventional panels. In the final part of the thesis, a combination of CFD, DOE, RSM, and MOGA methods is employed for the dimensioning optimization of three-panel parameters: panel depth, corrugation depth, and side inlet diameter. According to the results, corrugation depth is the most influential parameter on panel efficiency, leading to an increase in efficiency compared to flat surfaces. The second effective parameter is panel depth, which results in increased air velocity and turbulence as it decreases. While the increase in velocity has a negative impact, turbulence acts as a beneficial factor for efficiency. Therefore, the optimal panel depth dimension is computed by considering these factors. Side inlet diameter has less effect and the optimum size of this parameter is determined by considering the turbulence and panel area effects. The combined parameter graphs are generated with RSM, and dimensioning optimization is conducted with MOGA.
Benzer Tezler
- Yolcu taşıtlarının iklimlendirilmesi
Air conditioning of passenger vehicles
MERT BATIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERİDUN ÖZGÜÇ
- Kolza sap-samanı ısıl davranımının termogravimetrik yöntemle incelenmesi
Başlık çevirisi yok
BÜLENT D. ÇİFT
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
- Beton esaslı giydirme cephe sistemleri
Concrete curtain wall systems
CANER GÖÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Bilgisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKTAY CANSUN
- Makine öğrenmesi tabanlı iç ortam sıcaklık kontrolü için bir simülatör yazılımı tasarımı
Design of a simulator software for machine learning-based indoor temperature control
AYDIN BOSTANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM AKGÜN
- Effect of fin shapes and impinging jets on hydro-thermal performance for solar air heater
Havalı güneş kollektörlerinde kanatçık şekilleri ve çarpan jetlerin hidrotermal performansa etkisi
ANAS KABLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL ARSLAN