Kaçık eksenli yatay silindirik bir halka içerisinde parafinle gizli ısı depolama

Abstract

Dünyadaki konvansiyonel enerji kaynaklarının tüketimindeki artış ve bu kaynakların çevreye olan olumsuz etkileri nedeniyle, yenilenebilir enerji kaynakları ve enerjinin depolanması konularına olan ilgi artmıştır. Termal enerji depolama,mevcut enerjinin korunmasında ve enerji temini ile talebi arasındaki zaman faz farkının ortadan kaldırılmasında oldukça önemli bir role sahiptir.Bu çalışmada, yatay olarak konumlandırılan halka aralıktaki FDM?nin erime (şarj) ve katılaşma (deşarj) davranışlarıdeneysel olarak incelenmiştir. FDM olarak saf parafin (Merck/hexacosane) kullanılmıştır. Isı transfer akışkanı olarak su kullanılmıştır. Halka aralık iç içe geçmiş, her biri dairesel forma sahip, bir dış gövde ve 4 farklı eksen konumuna sahip (e = 10, 20, 30 mm) ısıtransfer borusundan meydana gelmektedir. Her bir geometrik konfigürasyon için sabit hacimsel debide ve üç farklı akışkan giriş sıcaklığında deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneyler hem şarj hem de deşarj durumu için yapılmıştır. Eksen kaçıklığının artışına bağlıolarak erime süresinin kısaldığı belirlenirken katılaşma süresinin ise uzadığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Termal enerji depolama, Faz değiştiren maddeler, Parafin, Erime, Katılaşma, Eksen kaçıklığı.

Interest on renewable energy sources and energy storage have increased recently because of dramatic increase in the consumption of conventional energy sources and their hazardous effects on environment. Thermal energy storage plays an important role in conservation of available energy and eliminating the phase lag between energy supply/availability and demand. An experimental study is conducted in order to investigate the melting (charging) and solidification (discharging) processes of a phase change material (PCM) in a tube in shell heat exchanger system. Paraffin is used as PCM while water is as heat transfer fluid (HTF). The PCM was stored in the horizontal annular space between an inner tube and outer shell. The inner tube has been settled in four different position; one is concentric (e=0 mm) while the others are eccentric (e=10, 20, 30 mm). Experiments are conducted both for charging and discharging processes. For each geometrical configuration, experiments are carried out of a constant value of mass flow rate and three different values of inlet temperature of HTF. It has been shown that eccentricity shortens the melting time for the charging process, while it makes the solidification time longer for the discharging process. Key Words: Thermal energy storage, Phase change materials, Paraffin, Melting, Solidification, Eccentricity.