Tesisat Dergisi 217. Sayı (Ocak 2014)

MAKALE 108 Tesisat Dergisi Say× 217 - Ocak 2014 Güneü Enerjisi ile Desteklenen Termoelektrik Soùutma Sistemi Performans Analizi - 1. Bölüm Kocaeli Üniversitesi Kocaeli Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Dilek Özlem ESEN Elif BALTA Bu çal×ümada, elektrik enerjisinin olmad×ù× yerlerde güneü enerjisi ile çal×üan termoelektrik soùutma sistemi (TEC) tasarlanm×üt×r. TEC sistemi; besinlerin saklanmas×, t×bb× malzemelerin, ilaçlar×n, aü× ve kan ünitelerinin düüük s×cakl×klarda muhafazas× için kullan×lmaktad×r. Sistem, bir taraf× ×s×n×rken diùer taraf× soùuyan termoelektrik modül (peltier etkisi) ilkesine baùl× olarak çal×ümaktad×r. Termoelektrik modülün, s×cak ve soùuk yüzeylerine ×s× transferini kolaylaüt×rmak için 89x68x34.5 mm boyutunda alüminyum ×s× eüanjörü yerleütirilmiütir. H×zl× bir üekilde hava ak×m×n× kolaylaüt×rmak amac×yla, ×s× eüanjörünün üzerine 12 Voltluk 7H54A-R1 model fan monte edilmiütir. Kabinin arka üst bölgesine termoelektrik modül, ×s× eüanjörü ve fandan oluüan iki adet kombin monte edilmiütir. Bu sistem iki farkl× soùutma fan× (hava ve sulu) kullan×larak çal×üt×r×lm×üt×r. TEC sistemi, su soùutmal× fan kullan×larak sadece güç kaynaù× modunda, hava soùutmal× da ise güç kaynaù×, batarya, PV ve PV+batarya olmak üzere dört farkl× modda çal×üt×r×lm×üt×r. PV ve güç kaynaù× ile olan deneysel çal×ümalar, 10:00-17:00 saatleri aras×nda gerçekleütirilmiütir. Batarya desteùi ile yap×lan çal×ümalar ise 18:00-01:00 saatleri aras×nda yap×lm×üt×r. Hava ve su soùutmal× olarak yap×lan testler sonucunda TEC sistemi performans deùerleri hesaplanm×üt×r. COP deùerleri, hava soùutmal× system için s×ras×yla; 0,548,0,502,0,38,0,43 hesaplanm×üt×r. Su soùutmal× da ise güç kaynaù× ile çal×üma modunda 0.12 olarak bulunmuütur. Anahtar Kelimeler: TEC, Peltier, PV, COP, Güç Kaynaù×. 1. Giriü Termoelektrik soùutma prensibi ile çal×üan ci- haz×n performans×n× artt×rmak amac×yla, siyah yünle kapl× duvardan oluüan güneü kolektör- lü bir sistem kurulmuü ve sistemin duvarlar× pleksiglass ile kaplanm×üt×r. Ölçümler, úran’×n iklim koüullar×nda 9 gün boyunca yap×lm×ü- t×r. Deneyler sonucunda, performans× ortam s×cakl×ù× ve güneü ×ü×n×m×n×n direkt olarak et- kilediùi gözlemlenmiütir. Yaz ve k×ü sonuçlar× karü×laüt×r×larak sistemin verimliliùi k×yaslan- m×üt×r. (Esfahani J. A., Rahbar N. ve Lavvaf M., 2011’de) [1]. Dai Y.J., Wang R.Z, Ni L., 2003’te güneü pili kullan×larak yap×lan termoelektrik soùutman×n deneysel araüt×rmas×n× ve bu araüt×rma ile il- gili analizini yapm×üt×r. Taü×nabilir buzdolab×n× gece ve gündüz kullan×m×na uygun olarak fark- l× modlarda çal×üt×rm×üt×r. Buzdolab×n× gündüz çal×üt×rmak için güneü ×ü×n×m×ndan faydalan- m×üt×r. Gece kullan×m×nda, bulutlu ve yaùmur- lu günlerde ise elektrik enerjisini doùrultucu ve aküden elde etmiütir. Deney sonucunda, buzdolab× s×cakl×ù× 5-10 ºC, COP deùeri yak- laü×k 0.3 olarak elde edilmiütir. Bu sistem, güç kaynaù× bulunmayan mekan uygulamalar×nda, aü×, g×da, içecek ve soùuk depolama için kulla- n×labilir olduùunu ispatlam×üt×r [2]. 2011’de, 25 × 25 × 35 cm 3 boyutlar×nda, 4 × 4 cm 2 termoelektrik modül kullan×larak bir soùutma sistemi tasarlayan Jugsujinda S., Vora-ud A., ve Seetawan T., bu amaçla sis- temde 40W’l×k fan kullanm×üt×r. TER (Termo- elektrik Buzdolab×) soùutma sistemini kontrol etmek için 10 noktadan ölçüm yaparak; s×cak- l×k, zaman ve COP deùerlerini incelemiülerdir [3]. Termoelektrik jeneratör (TEG) ile hibrid sistem tasarlanm×üt×r. Bu sistemde; PV (fotovoltaik) hücre, TEG ve ×s× daù×t×c× kullan×lm×üt×r. Bi 2- Te 3 yar×iletken malzemesinden oluüan TEG, 50–200 º C s×cakl×k aral×ù×nda incelenmiü- tir. TEG’de üretilen güç 3 W ve s×cakl×k ise ûekil 1. TEC1- 12705 Performans Özellikleri ve úç Görünüüü. S×cak Yüzey S×cakl×ù×(°C) 25 °C 50 °C Qmax (Watt) 43 49 ' Tmax (°C) 66 75 Imax (Amper) 5,3 5,3 Vmax (Volt) 14,2 16,2 Modül Direnci (ohm) 2,4 2,75 Bu makalenin Deney Ölçümleri ve Sonuç ile ilgili bilgileri içeren 2. Bölümü gelecek say×m×zda olan ûubat 2014, 218. say×da yay×nlanacakt×r. GÜNE¶ ENERJµSµ DOSYASI