Düşey mantolu sıcak su tanklarında faz değiştiren malzeme kullanımının etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effect of phase change material on the vertical mantled hot water tank
Yazar: AHMET ÖZBEKLER
Danışman: PROF. DR. NECDET ALTUNTOP ; DR. ÖĞR. ÜYESİ DOĞAN ERDEMİR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Geçmişten günümüze insanoğlunun hayatında enerji önemli bir rol oynamıştır. İlerleyen teknoloji ile birlikte enerjiye olan ihtiyaç ve talep daha da artmış, enerjinin nasıl elde edildiğinin yanında verimli kullanımı ve ihtiyaç anında kullanılmak üzere depolanması da önemli bir konu haline gelmiştir. Enerji üretiminin en sık kullanıldığı alanların başında güneş enerjili sıcak su sistemleri gelmektedir. Güneş enerjili sıcak su sistemlerinin en yaygın olanı düşey mantolu sıcak su tanklarıdır. Bu çalışma kapsamında, düşey mantolu sıcak su tanklarının ısıl enerji depolama kapasitesini artırmak için tank içerisinde faz değiştiren malzeme kullanımının etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Faz değiştiren malzeme olarak maliyet, kolay bulunabilme, faz değiştirme sıcaklığı ve gizli ısıl enerji depolama kapasitesinden dolayı parafin tercih edilmiştir. Tank içerisinde artan sıcaklık ile birlikte parafin faz değiştirerek kendi bünyesinde gizli ısıl enerji depolamış, tank içerisindeki suyun kullanımı ve azalan sıcaklık ile beraber depoladığı gizli ısıyı dışarı vererek daha fazla ısıl enerji ve dolayısı ile daha fazla sıcak su elde edilmesini sağlamıştır. İçerisinde parafin bulunduran 5 litre hacimli kapsüller, 450 litre hacimli tank içerisine 4, 8, 12, 13, 14 ve 16 adet yerleştirilerek deneyler gerçekleştirilmiş, yapılan değerlendirme sonucunda optimum parafin miktarının 13 kapsül olduğu ve ısıl enerji depolama kapasitesinde en fazla artışı sağladığı görülmüştür.

Abstract:
Energy has played an important role in human life from past to present. The need and demand for energy has increased with the advancing technology, in addition to how energy is obtained, its efficient use and storage for immediate use has become an important issue. Solar hot water systems are the most widely used systems among energy production. The most common of solar energy hot water systems are vertical mantled hot water tanks. In this study, the effects of using phase changing material in the tank to increase the thermal energy storage capacity of vertical mantled hot water tank were investigated experimentally. Paraffin was preferred as a phase change material due to its cost, easy availability, phase change temperature and latent thermal energy storage capacity. The paraffin has latent thermal energy in its structure by changing phase with the increasing temperature inside the tank,  by using the water in the tank and decreasing the temperature, it gives out the latent heat and provides more thermal energy and thus more hot water. Tests were carried out by placing 4, 8, 12, 13, 14 and 16 pieces of 5 liter capsules containing paraffin in a 450 liter tank, as a result of the evaluation, it was seen that the optimum amount of paraffin was 13 capsules and it enabled maximum increase in thermal energy storage capacity.