Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Meltem KOŞAN
Danışman: Mustafa Aktaş
Özet:
Bu tez çalışmasında, güneş enerjisi destekli ısı pompası sisteminin sürdürülebilir ve verimli bir şekilde ısıtma yükü sağlayabilmesi için ısı pompası sisteminin kondenseri ile entegreli yeni bir ısıl enerji depolama ünitesi tasarlanmıştır. Bu amaçla tasarlanan ısıl enerji depolama ünitesindeki faz değiştiren malzemenin ısıl davranışını karakterize etmek için Ansys-Fluent programı kullanılarak sayısal analiz gerçekleştirilmiştir. Isıl enerji depolama ünitesi öncelikle hava kaynaklı ısı pompası sisteminde deneysel olarak test edilmiştir ve sonrasında yeni bir güneş destekli ısı pompası sistemi geliştirilerek bu sistemde de deneysel analizleri gerçekleştirilmiştir. Güneş enerjisinden hem elektrik hem de ısı enerjisi elde ederek sürdürülebilir bir ısıtma sistemi için yeni bir fotovoltaik-termal destekli (güneş destekli) ısı pompası sistemi geliştirilmiştir. Isıl enerji depolamalı yeni bir güneş destekli ısı pompasının sayısal ve deneysel analizleri tamamlanıp sonuçlar sunulmuş ve karşılaştırılmıştır. Isı pompası sistemleri için önemli bir ölçüt olan performans katsayısının ortalama değerleri hava kaynaklı ısı pompası sistemi için 2,24-2,34; güneş destekli ısı pompası sistemi için 2,32-2,77 ve fotovoltaik-termal destekli ısı pompası sistemi için 2,93-3,18 arasında değişim göstermiştir. Güneş destekli ve fotovoltaik-termal destekli ısı pompası sistemleri için tasarlanan çift geçişli havalı güneş kolektörünün ve çift geçişli fotovoltaik-termal panelin ortalama ısıl verimleri meteorolojik koşullara bağlı olarak sırasıyla %56,05 ve %55,33 olarak hesaplanmıştır. Ek olarak, çift geçişli fotovoltaik-termal panelin elektriksel performansını analiz edebilmek için aynı fotovoltaik panel ile karşılaştırılmıştır. Tasarlanan çift geçişli fotovoltaik-termal panelin ortalama elektriksel verimi %16,35 olarak hesaplanmış ve fotovoltaik panele göre elektriksel verimde %1,28 oranında bir artış gösterdiği bulunmuştur. Isıl enerji depolama ünitesindeki faz değiştiren malzeme sırasıyla hava kaynaklı, güneş destekli ve fotovoltaik-termal destekli ısı pompası sistemlerinde 180, 150 ve 183 dakikada tamamen eridiği (ısı depolama) ve 348, 307 ve 343 dakikada tamamen katılaştığı (ısı salınımı) gözlemlenmiştir. Isı pompası sistemi için tasarlanan ısıl enerji depolama ünitesinin sayısal sonuçları %6,56 mutlak hata ile deneysel sonuçlarla uyumlu bulunmuştur.
Anahtar Kelimeler : Isıl enerji depolama, ısı pompası, fotovoltaik-termal panel, güneş
enerjisi