Atık ısı geri kazanım sistemleri için faz değiştirici malzemelerin farklı parametrelerinin ısı transferine etkisinin incelenmesi

Artan enerji talepleri ve sınırlı kaynaklar sanayide enerji depolama sistemlerinin tasarlanmasına olan ilgiyi arttırmıştır. Enerji depolama sorunun çözümünde Gizli Isı Depolama (GID) sistemleri umut vadeden çözüm tekniği olabilir. Gizli ısı depolama sistemi olarak Faz Değiştiren Malzemeler (FDM) düşük işletme sıcaklıklarında yüksek enerji depolama kapasitesi, kimyasal kararlılık ve düşük buhar basınç özellikleriyle iyi bilinen bir çözüm tekniğidir. Bu özellikler, faz değiştiren malzemeleri elektronik soğutma, atık ısı geri kazanım ve bunun gibi birçok alanda gelecek vadeden enerji depolama malzemeleri yapmaktadır. Bu çalışmanın amacı rejeneratif bir ısı değiştiricisinde faz değiştiren malzeme kullanarak ısı transfer etkinliğini farklı parametrelere göre sayısal olarak incelenmesidir. Çalışmada kullanılan parametreler; sıcak akışkan Reynolds sayısı (Re=400, 800, 1200, 1600), sıcak akışkan giriş sıcaklığı (Tsıcak,giriş=40, 60, 70, 80℃) ve farklı tipteki faz değiştiren malzemelerdir (SP70, RT100, RT60). Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizi için ANSYS Fluent yazılımı kullanılmıştır. Sonuç olarak, sıcak akışkanın Reynolds sayısı Re=400-1600 aralığında artması FDM'nin ısı depolama veriminde %17,2 artışa sebep olmuştur. Sıcak akışkanın giriş sıcaklığı 40℃'den 80℃'ye kademeli olarak artması FDM'nin ısı depolama veriminde %15,8 artışa sebep olmuştur. Ayrıca diğer FDM tipleri arasında RT60 en yüksek ısı depolama performansı göstermiştir. Bu çalışmadan elde edilen verilerle, ısı transfer etkinliği daha yüksek ısı değiştiricilerin tasarlanabilmesi ve farklı türdeki faz değiştiren malzemeler kullanarak daha verimli enerji depolama sistemlerinin tasarlanabileceği değerlendirilmiştir.