Olivinli bazalt taşının ısı depolama malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
The research of the usability of the basalt stone as heat storage material
Yazar: MUSTAFA ÖZBULDU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CENGİZ KARACA
Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımında en büyük dezavantaj olan süreksizlik sorununa enerjinin depolaması çözüm getirmektedir. Isı enerjisinin depolanması ısıtma ve soğutma sistemlerinde enerjinin daha etkin ve verimli kullanılmasını sağlamıştır. Bu çalışmada, duyulur ısı depolama yönteminde depolama materyali olarak bazalt taşının kullanılabilirliği ve ısı depolama verimliliğine ısı taşıyıcı akışkanın debisinin etkisi araştırılmıştır. Denemeler üç farklı debide gerçekleştirilmiştir ve her bir debi miktarı için üçer günlük on dakika aralıklarla ölçümler alınmıştır. Analiz sonuçların da 15 L/dk debide suya aktarılan ısının ortalama 660,5 W olduğu görülmüştür. Buna karşılık 30 ve 45 L/dk debilerde akışkanın aktardığı ısı miktarının ortalamasının sırasıyla 2339,9 ve 2626,3 W olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar giriş sıcaklığındaki artışın akışkanın aktardığı ısı miktarında bir artışa neden olduğunu ortaya çıkarmıştır. Giriş sıcaklığı ve debi bağımsız değişkenleri ile akışkanın aktardığı ısı miktarı bağımlı değişkeni arasında matematiksel ilişkinin belirlenmesi amacıyla çoklu lineer regresyon modeli oluşturulmuştur ve oluşturulan model ile hesaplanan ısı aktarım değerleri doğrusal bulunmuştur. Su akış debisinin artışı ile ısı depolama materyalinin depoladığı ısı miktarının azaldığı görülmüştür. Yapılan hesaplamalar sonucunda 15, 30 ve 45 L/dk olarak ayarlanmış su akış debileri için ısı depolama etkinliği sırasıyla; %43,1, %9,5 ve %6,5 bulunmuştur. Bu sonuçlara göre buna benzer ısı depolama sistemlerinde su akış debisinin mümkün olduğu kadar düşük tutulmasının ısı depolama etkinliğini artıracağı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Energy storage is the solution to the problem of discontinuity which is the biggest disadvantage of using renewable energy resources. Storage of heat energy has enabled more efficient and effective use of energy in heating and cooling systems. In this study, the availability of basalt stone as storage material in sensible heat storage method and effect of heat transfer fluid flow rate were investigated. The experiments were carried out at three different flow rates and measurements were taken at intervals of ten minutes for three days for each flow rate. Analytical results also show that the heat transfer to the water at 15 L / min is 660.5 W on average. On the other hand, it was determined that the average amount of heat transferred by the fluid at 30 and 45 L / min is 2339,9 and 2626,3 W, respectively. These results revealed that the increase in the intake temperature caused an increase in the amount of heat transferred by the fluid. Multiple linear regression model was created to determine the mathematical relationship between the inlet temperature and flow independent variables and fluid heat transfer dependent variable and heat transfer values calculated by the generated model are found linear. It is seen that the amount of heat stored by the heat storage material decreases with the increase of the water flow rate. As a result of the calculations made, the heat storage efficiency for the water flow adjusted at 15, 30 and 45 L / min was found 43,1%, 9,5% and 6,5% respectively. According to these results, it is concluded that the water flow rate as low as possible in such as heat storage systems will increase the efficiency of the heat storage.