ın o o N a >, w nİ .. ·;;; ~ Doç.Dr. Hasan Hüseyin Öztürk Çukutova Üniversitesi 1988 yılında ç. Ü. Ziraat Fakültesi Tarımsal Mekanizasyon Bölümii'nden mezun olan Öztiirk, yüksek lisans eğitimini ç. Ü Fen Bilimleri Enstitüsü Tanm Makincıları Anabilim Dalı'nda 1988-1991 yılları arasında tamamladı. 1991-/997 yıllan arasıııda doktorasını tamamladı. 1998-2005 yıllan arasıııda Yrd.Doç.Dı: ünvan1111 aldı. Tarımda eneıji kullanımı, sera iklimlendirme, ısı depolama tekniği konularında çalışan Öztiirk, halen Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makina/arı Böliimü'nde doçent doktor olarak görevini sürdürmektediı: OZET ___ ~ Isı depolama mateıyalinin iç enerjisinin önemli oranda değişmesi, bu materyalin faz değiştirmesine neden olı11: Uygun sıcaklık sınırlarında, depolama materyalinin faz değiştirmesiyle ortaya çıkan gizli ısı depolanabilir. Bu nedenle ısı depolama amacıyla, belirli sıcaklıklarda ergime, buharlaşma veya diğer faz değişimlerine uğrayan ve ısı depolama kapasitesi yüksek olan materyallerden yararlanıı: Gizli ısı depolama yöntemi, ısı depolama kapasitesinin yüksek olması ve ısı depolama materyali faz değiştirme sıcaklığıııııı sabit sıcaklıkta ısı depolamak için uygun olması nedeniyle, diğer ısı depolama yqntemlerine göre istenilen olumlu özelliklere sahiptir. Bu çalışmada; gizli ısı tekniği ile güneş eneı:jisi depolama uygulamaları için faz değiştiren mateıyal (PCM) seçiminde dikkate al111ması gereken ölçütle,; gizli ısı depolama sisıemlerinin etkinlik ve uygulanabilirliği ile gizli ısı depolama sistemlerinde karşılaşılan sorunlar ve çözüm önerileri tartışılmıştır. ____ _ _ 132 Güneş Eneriisinin Gizli lsı Tekniği İle Depolanması Bölüm 1 1.Giriş Güneş enerjisinin ısı enerjisi olarak depolanması, çalışma sıcaklığı genellikle 100 °C'den daha yüksek olmayan, düşük sıcaklıktaki uygulamalar için önemlidir. lsı enerjisi, ısı depolayan materyalin iç enerjisinin değişmesi sonucunda; duyulur ısı, gizli ısı ve bunların birleşimleri şeklinde depolanabilir. Genel olarak, birim hacimdeki iç enerji değişimi fazla olan ısı depolama materyallerinin kullanılması durumunda, ısı depolama için gerekli hacim azalır. lsı depolama materyali iç enerjisinin önemli oranda değişmesi, bu materyalin faz değiştirmesine neden olur. Uygun sıcaklık sınırlarında, depolama materyalinin faz değiştirmesiyle ortaya çıkan gizli ısı depolanabilir. Bu nedenle ısı depolama amacıyla, belirli sıcaklıklarda ergime, buharlaşma veya diğer faz değişimlerine uğrayan ve ısı depolama kapasitesi yüksek olan materyallerden yararlanır. Gizli ısı depolama yöntemi, ısı depolama kapasitesinin yüksek olması ve ısı depolama materyali faz değiştirme sıcaklığının sabit sıcaklıkta ısı depolamak için uygun olması nedeniyle, diğer ısı depolama yöntemlerine göre istenilen özelliklere sahiptir. Bir materyalde faz değişimi aşağıdaki şekillerde gerçekleşebilir: katı-katı, katı-sıvı, katı-buhar, sıvı-buhar. Katı durumdaki bir materyal kristalleşerek diğer bir katı faza dönüştüğünde (katıkatı değişimi), kristalleşme ısısı şeklinde ısı depolanır. Materyal ilk durumdaki katı faza yeniden dönüştüğünde, faz değişimi sırasında depolanan ısı da geri kazanılır. Katı-katı faz değişimi sırasında açığa çıkan gizli ısı miktarı azdır. Sıvı-buhar şeklinde gerçekleşen faz değişiminde, katı-sıvı veya katı-katı faz değişimlerinden daha yüksek oranda gizli ısı açığa çıkar. Ancak uygulamada gaz fazın depolanması için, basınçlı depolama kaplarının gerekli olması gibi karşılaşılan sorunlar, sıvı-buhar değişiminde açığa çıkan gizli ısının depolanmasını sınırlandırır. Diğer taraftan, katı-buhar ve sıvı-buhar şeklinde gerçekleşen faz değişimlerinde fazla miktarda gizli ısı açığa çıkmasına karşın, hacim değişimi fazladır. Bu durum katı-buhar ve sıvı-buhar faz değişimlerinin gerçekleştiği depolama sistemlerinin karmaşık ve uygulanabilir olmayan duruma gelmesine neden olur. Pratikteki uygulamalarda, sadece katı-sıvı faz değişimine uğrayan materyallerden yararlanılır. Katı-sıvı faz değişiminde, diğer faz değişimlerine oranla daha az hacim değişimi gerçekleşir. Katı-sıvı faz değişimi geçekleşen materyaller, büyük hacim değişimi olmaksızın, sınırlı sıcaklık aralığında, kısmen fazla miktarda ısı depolayabilirler. Uygulamada hacimsel enerji depolama kapasitesi önemli olduğundan, sadece katı-sıvı veya entalpi değişimlerinin yüksek olduğu olası katı-katı faz değişimleri pratik öneme sahiptir. "Gizli ısı depolama" teriminden genellikle, istenilen sıcaklık aralığında ergiyip-katılaşarak faz değiştirilebilen materyallerde (PCM) ergime gizli ısısı şeklinde ısı depolama anlaşılır. Bu nedenle gizli ısı depolama, "ergime ısısı depolama" olarak da adlandırılır. Gizli ısı depolamada, katı-s ıvı faz değişimi sırasında PCM tarafından soğurulan ve serbest bırakılan ısıdan yararlanılır. Güneş enerjisi uygulamalarında, güneşten kazanılan ısı PCM'de ergime gizli ısısı şeklinde depolanarak (genellikle katısıvı ) faz değişimi gerçekleşir. Güneş toplaçlarından PCM'ye ısı gönderilmediği durumda, PCM depoladığı ısı enerjisini ergime gizli ısısı şeklinde serbest bırakarak, sıvı durumdan tekrar başlangıçtaki katı durumuna gelir (sıvı-katı faz değişimi). Bu çalışmada; gizli ısı tekniği ile güneş enerjisi depolama uygulamaları için PCM seçiminde dikkate alınması gereken ölçütler, gizli ısı depolama sistemlerinin etkinlik ve uygulanabilirliği
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=