Thermal characteristics of phase change material used as thermal storage system by using solar energy

Abstract

Bu araştırmada, güneş ısıl enerji kullanılarak dairesel kabuk ve üçgen tüp şeklindekiısı eşanjöründe PCM erime süreçleri; PCM'nin ısıl depolama performansınıdeğerlendirmek için sayısal olarak ve deneysel olarak araştırılmıştır.Tüm deneylerdış mekanda Irak'ın Babil şehrinde AL-Musayyib'de yapılmıştır.(Irak'taüretilen)PCM1 ve Almanya'da üretilen olmak üzere bu çalışmada farklı türlerde ikiparafin test edilmiştir.Şu anki çalışmada ana deney işlemi, kabuk rejiminde PCMeritimi için boşaltılmış tüpteki güneş kolektörü kullanılarak yapılır. 2016 Ağustosayından 2015 Ocak ayına kadar her sezon için ısı eşanjörü içerisindeki iç tüptekisuyun farklı hacimli akış oranları şu şekilde(200,300 ve 500 lph)kullanılmıştır.Deney sonuçları iç tüp ve ortam sıcaklığı giriş sıcaklığının hacim akışoranlarına göre erime noktasında önemli etkileri olduğunu göstermiştir.PCM sıcaklıkdağılımı incelendiğinde PCM 'nin yaz mevsiminde erime sıcaklıkları için gereklizamanın sadece (3-4) ay,kış sezonunda ise yaz sezonuna göre daha fazla zamangerektiği bunun da yaklaşık (14-16 )saat olduğunu göstermiştir.Ortam sıcaklığı vegüneş radyasyonu artımı her iki PCM türlerini erime süresini azaltmaktadır.İç tüpünsıcaklık derecesi farklılığının atması PCM için elde edilen ısıyı artırmıştır.Buaraştırmanın deney ve sayısal sonuçları ve PCM ile ilgili önceki elde edilenaraştırma sonuçları karşılaştırılmış.

In this study, the melting processes of PCM in a circular shell and rectangulartube heat exchanger by using solar thermal energy have been studied experimentallyto evaluate thermal storage performance of PCM. All experimental were conductedoutdoor at AL- Musayyib city-Babylon-Iraq. In this study two different types ofParaffin are tested; PCM1 (which is produced in Iraq) and PCM2 which is producedin Germany. The main experimental procedure in the present work is included usingthe solar collector type of evacuated tube for melting PCM in shell regime. Differentvolume flow rates of the water flow within the inner tube of the heat exchangernamely (200, 300, and 500 lph) were used for each season from August 2016 toJanuary 2017. The experimental results indicated that inlet temperature of the innertube and ambient temperature has significant effects on the melting point comparedwith the volume flow rates. Studying PCM temperature distribution, it is exposedthat a melting temperatures of the PCM in summer season needed time of (3-4) hoursonly, while it needed more time; about (14-16) hours in winter season. Increasing theambient temperature and the solar radiation reduces the melting time for both PCMtypes. Increasing water temperature difference of inner tube increased the heat gainedfor PCM. The present experimental results compared with theavailable previous studied and give a good agreement.