Güneş enerjili ısı pompasında grafenli faz değiştiren madde ve nanoakışkan kullanımının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of solar assisted heat pump using phase change material and nanofluid with graphene
Yazar: SERCAN GÜLCE GÜNGÖR
Danışman: PROF. DR. MEHMET ESEN ; PROF. DR. LUISA F. CABEZA
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Tekniği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Isı pompası = Heat pump

Özet:
Güneş enerjisi destekli ısı pompası sistemleri geliştirilmeye devam etmekte ve bu konudaki çalışmalar giderek artmaktadır. Sistemi geliştirmek adına literatürde güneş kolektörü üzerine geliştirmeler ve ısı depolaması yapılması gelecek çalışmalar için tavsiye edilmektedir. 
Güneş enerjisi destekli ısı pompası sisteminin güneş kolektöründe ısıl özellikleri geliştirilmiş ısı transfer akışkanı kullanılması ve ısı deposu tankında ise nano parçacık katkılı faz değiştiren madde kullanılmasının ısı transferi ve ısı depolama verimliliğini arttıracağı ve güneş enerjisi destekli ısı pompasının verimliliğini arttıracağıdır. 
Bu çalışmada güneş kolektörü olarak vakum tüplü u borulu güneş kolektörü kullanılmıştır. Güneş enerjili ısı pompasında güneş kolektörü bölümünde nano parçacık katkılı nanoakışkan kullanılmıştır. Güneş enerjili ısı pompası dolaylı genleşmeli olarak tasarlanmıştır. Nanoakışkan; kolektör, ısı deposu tankı serpantini ve ısı pompası tankı serpantini içerisinde ısı transfer akışkanı olarak kullanılmıştır. Isı deposu tankı ve ısı pompası tankı içerisinde su kullanılmıştır. Isı deposu tankı içerisinde 6 adet silindir tüp içerisine nano parçacık katkılı faz değiştiren madde yerleştirilmiştir. 
Güneş enerjisi destekli ısı pompası deney seti kurulumu yapılmıştır. İki adım yöntemiyle hazırlanan nano parçacık katkılı faz değiştiren madde ve nanoakışkan sisteme eklenmiştir. Akışkan debisi, güneş ışınımı güneş kolektörü, ısı pompası, ısı deposu tankı ve ısı pompası tankı akışkan sıcaklıkları ölçülmüştür. Bu değerlerle termodinamik analiz yapılmıştır. 
Elazığ ili iklim şartlarında güneş enerjisi destekli ısı pompası deneyleri geçekleştirilmiştir. Deneysel olarak sistem sonuçları ortaya konulmuştur.

Abstract:
Solar-assisted heat pump systems continue to be developed and studies on this subject are increasing. In order to improve the system, improvements on the solar collector and heat storage are recommended for future studies in the literature. 
The use of heat transfer fluid with improved thermal properties in the solar collector of the solar-assisted heat pump system and the use of nanoparticle added phase change material in the heat storage tank will increase the heat transfer and heat storage efficiency and increase the efficiency of the solar-assisted heat pump. 
In this study, vacuum tube u-tube solar collector was used as solar collector. In the solar-assisted heat pump, nanoparticle added nanofluid is used in the solar collector section. The solar-assisted heat pump is designed as indirect expansion. Nanofluid is used as heat transfer fluid in the collector, heat storage tank coil and heat pump tank coil. Water was used in the heat storage tank and heat pump tank. Nano particle added phase change material was placed in 6 cylinder tubes in the heat storage tank. 
Solar-assisted heat pump experimental design was installed. The nanoparticle added phase change material and nanofluid prepared by the two-step method were added to the system. Fluid flow rate, solar radiation, solar collector, heat pump, heat storage tank and heat pump tank fluid temperatures were measured. Thermodynamic analysis was performed with these values. 
Solar-assisted heat pump experiments were carried out under the climatic conditions of Elazığ province. Experimental system results are presented.