Bir iklimlendirme sisteminde gizli ısı depolama teknolojisi kullanımının mahal soğutma ihtiyacına etkisinin incelenmesi

Bu tez kapsamında klasik mekanik buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimine sahip bir iklimlendirme sisteminde faz değiştiren malzeme kullanımının termal ve ekonomik incelenmesi deneysel olarak çalışılmıştır. Bu amaçla, laboratuvar ortamında gizli ısı enerjisi depolama ünitesine sahip bir iklimlendirme deney sistemi kurulmuştur. Böylece, iklimlendirme sistemleri için aktif sistem olarak nitelendirilen yöntem ile mahal soğutma giderlerinin azaltılması hedeflenmiştir. Bunun için, görece yüksek enerji depolama kapasitelerine ve faz geçiş sıcaklıklılarına sahip iki farklı faz değiştiren malzeme makrokapsülleme yöntemi kullanılarak iklimlendirme kanalı üzerinde tasarlanan enerji depolama ünitesine uygun şekillerde yerleştirilmiştir. Makrokapsülleme işlemi için dikdörtgen prizma geometrisine sahip alüminyumdan imal edilmiş metal plakalar kullanılmıştır. Gizli ısı enerji depolama ünitesinin ısıl davranışının ve soğutma ihtiyacına etkisinin incelenmesi amacıyla yapılan deneysel çalışmada, farklı koşullar ve plakalar arası mesafeler gözetilerek performans testleri gerçekleştirilmiştir. Makrokapsüllenmiş FDM'lerin şarj işlemi, 1,5 – 2 - 2,5 m/s hava hızlarında (9°C, 11°C ve 13°C hava sıcaklıklarında) eş zamanlı ve geri dönüş havası kullanılarak (3, 6 ve 9°C hava sıcaklıklarında) gerçekleştirilmiştir. Deşarj işlemleri ise 1,5 – 2 - 2,5 m/s hava hızlarında (38°C, 34°C ve 32 °C hava sıcaklıklarında) gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, hem şarj hem de deşarj işlemlerinde 10 mm ve 20 mm olarak farklı plakalar arası mesafeler çalışılmıştır. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalar sonucunda, enerji depolama ünitesine yerleştirilen plakaların arasındaki mesafelerin 20 mm'den 10 mm'ye daralmasıyla hava – FDM arasında ortalama ısı transfer hızlarında % 17 – 24 oranlarında artışlar olduğu ve FDM yüklenen tüm plakaların daha etkin kullanılmasına bağlı olarak ısıl konfor şartlarına ulaşılma sürelerinin % 25 – 37 mertebelerinde artarak iyileştiği belirlenmiştir. Bununla birlikte, gerçekleştirilen ekonomik analiz neticesinde, elde edilen maddi tasarruf miktarlarının eş zamanlı şarj ve geri dönüş havalı şarj sistemlerinde farklılık gösterdiği bulunmuştur. Elde edilen veriler ışığında, hazırlanan gizli ısı depolama üniteli iklimlendirme sisteminde faz değiştiren malzeme kullanılmasıyla birlikte elektrik kullanım bedelinden farklı koşullar altında % 26,5'a varan miktarlarda tasarruf edilebilmesinin mümkün olduğu sonucuna varılmıştır.