Tesisat Dergisi 196. Sayı (Nisan 2012)

· · · · · önem taşımaktadır. Bu tasarım faktörleri arasın­ da ısı depolama cihazı üzerindeki paletler vardır. Düz bir ısı depolama cihazı ile üzerinde paletler bulunan bir ısı depolama cihazı arasında karşı­ laştırma yapılmıştır. Karşılaştırma sonucunda, paletiere sahip olan ısı depolama cihazında, eri– me süresinin azaldığı tespit edilmiştir. Son on yılda emilim ve termekimyasal depo– lama cihaziarı üzerinde de ciddi ilgi ortaya çıkmıştır. Bu alanda, emilim ve emilimli ısı depolama cihaziarı üzerine bazı çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Malzeme fiyatlarının yük– sekliği sebebiyle bunların kullanımı sınırlıdır. Bu teknolojinin avantajı ise uzun dönemli ısı depolama imkanı sunmasıdır. Sistemin Tanımı Solar radyasyon sürdürülebilir bir enerji kay– nağıdır. Yeryüzüne düşen güneş enerjisi bir yıl­ da tüm dünyada birincil enerjiye olan talebin sekiz bin katından fazladır. Yıllık toplam güneş enerjisinin yerel dağılımı fazlasıyla lokayona bağlı olan iklimsel ve meteorolojik koşullara bağlıdır. Güneş enerjisinin değerlendirilebilmesi için, gü– neş enerjisi kolektörleri, düşük ısılı (latent) ısı depolama cihazları, ısı depolama cihazına bağlı olan bir ısı pompası ve ısıtma sistemi kullanıla­ bilir. Bu sistem Şekill'de gösterilmiştir. Sistemin Çalışması Güneş enerjisi koliektörleri güneş enerjisini emip daha sonra ısı değişim cihaziarı ile latent ısı depolama cihazına aktarırlar. Bu depolama aracı parafin adı verilen bir faz değiştirici mal– zerneye (PCM) sahiptir. Faz değişim malzemesi fiziksel durumlarını katıdan sıvıya değişti rirken enerjiyi depolarlar. Bizim çalışmamızda erime ısısı 30°Cdir. Bunun ardından ısı depolama cihazındaki ısıl enerji ısı pompası tarafından daha yüksek de– recede kullanılır. Bu enerji daha sonra ısı depo– lama cihazında muhafaza edilir ve sonra bir ısı değişim cihazı vasıtası ile bir binanın ısıtılması için kullanılan bir ısı sistemine gönderilir. Bu sa– yede, 20°C seviyesinde özel bir ısı sağlanabil­ mektedir. Isıtma sisteminin derecesi 40°Cdir. Matematiksel Model Karmaşık bir ısıtma sisteminin analizinde, ısıtma sisteminin farklı iklim koşullarındaki 62 Tesisat Dergisi Sayı ı96- Nisan 20ı2 Isıtma Sistemi HS Şekil 1. Isıtma sistemi şaması Şekil 2. Hesaplama şaması Isıtma cihazı Biyekütle davranışının simülasyonunu sman bir bilgi– sayar programı kullanılmıştır. Simülasyonu uygulamak için kullanılan girdi verileri saat– lik solar radyasyon; buna denk gelen dış ısı, güneş enerjisi kolektörünün özellikleri, parafin Rubitherm RT 3ı ile dolu bir latent ısı depo– lama cihazı, ısı pompası özellikleri ve düşük enerjili ev özellikleridir. iklim verileri için Test Referans Yılı (TRY) kullanılmıştır. Hesaplama şeması Şekil2'de sunulmuştur. Aşağıdakiler sistem komponentlerin fiziksel parametreleridir. • Güneş enerjisi kolektörü - (SC) Güneş enerjisi koliektörü güneş enerjisini ısı­ ya çevirmek için tasarlanmıştır. Analiz edilen sistemde, iki solar kolektör kullanılmıştır. Her bir koliektörün özellikleri Tablo l'de sunul– muştur. ~ ~~ ,..,._. .ıı:ı. ııı: Illi 11111 1 .. F' Asc Gglob.p Teaver aabs use Tmid [m2] [W/m 2] [W/m 2K] [K] 0.95 25 500 ı 0.95 1.5 30 Güneş tarafından üretilen ısı miktarı Eşitlik ı kullanılarak hesaplanmaktadır. Qşc = F Asc [Ggfob.,e r_,. aa~n-kUsc (Tmid- T...w)] (1) burada: F' : emicinin boyutsuz verimlilik faktörü AssE : güneş enerjisi kolektör alanı LHS SC- güne§ enerjisi koliektörü LHS -latent ısı depolayıcı HS - ısı depolayıcı HP- ısı pompası Bina ısı kayıpları Gglobp toplama kapağı düziemindeki global solar radyasyon (W/m2) T cover. Güneş enerjisi toplayıcı kapağının aktarım oranı a,b, Emici üzerindeki solar radyasyonun emilebilme oranı Use Güneş kolektörünün ısıl iletkenliği (W /m.IQ Tmıd Kolektör içindeki sıvının ortalama ısısı (K) T,mb Ortam ısısı.(K) • Parafin Rubitherm RT 3ı'e sahip gizli ısı de– polama cihazı (LHS) Düşük ısıda enerji depolaması için, aşağı­ daki özelliklere sahip parafin Rubitherm RT 3ı'e sahip gizli ısı depolama cihazı kullan– dık: ~ ~~·. " IP.II ;'II ı cpsolid cp/iquid Psolid P/iquid Tmeltingpoint [kJ/kgK] [kJ/kgK] [kgfm3J [kgfm3J [OC] 1.8 2.4 880 760 31 Parafin sahip olduğu özellikler sebebiyle, Şekil 3'te görüldüğü üzere faz değişiminde (katı-sıvı ve tersi) ısısını değiştirmeden daha fazla miktarda enerji depolayabilmektedir. Bu durumda, faz değişiminin meydana geldiği ısı 3 ı sa ntigrattı r. • Isı pompası (HP)