Düşük boyutlu ve düşük maliyetli iklimlendirme sistemleri için bir buz bulamacı ısıl enerji depolama sisteminin termodinamik analizi

Yıl 2018, Cilt: 24 Sayı: 1, 25 - 29, 27.02.2018

Hasan Özcan

Öz

Bu çalışmada kapalı alanların iklimlendirilmesi
için buz bulamaçı (ice slurry) üretimi yapan bir buz depolama (ITES-Ice Thermal Energy Storage)
sisteminin performans değerlendirmesi yapılmıştır. Temel alınan model için
detaylı bir enerji ve ekserji analizi yapılmış, değişen çevre ve sistem
koşulları için parametrik çalışmalar rapor edilmiştir. Ekserji konsepti aynı
zamanda sürdürülebilirlik ile bağıntılanarak grafiksel olarak sunulmuştur. Bir
kompresör-kondenser ünitesi buz bulamaç üreteçine entegre edilmiş ve üretilen
buz-glikol bulamaçı günün belirli saatlerinde depolanmıştır. Depolanan enerji
daha sonra kapalı alana bir düz-plaka ısı değiştiricisi yardımıyla deşarje
edilmektedir. Termodinamik analiz sonuçları, ITES yardımıyla düşük kapasiteli
buhar sıkıştırmalı soğutma sistemleri ile yüksek kapasiteli soğutma
yapılabileceğini göstermektedir ve bu entegrasyon düşük boyutlu ve düşük
maliyetli iklimlendirme sistem kurulumuna öncülük etmektedir.

Anahtar Kelimeler

Isıl enerji depolama, İklimlendirme, Enerji, Ekserji

Thermodynamic analysis of an ice slurry thermal energy storage system for decreased size and cost of HVAC systems

Öz

Performance assessment of a cold thermal energy
storage (ITES – Ice Thermal Energy Storage) system with ice slurry generation
for closed space air conditioning purposes is conducted. A detailed energy and
exergy analysis are performed for the baseline system and some parametric
studies are also presented for varying environmental conditions. Exergy
definition is linked to sustainability and reported with graphical
representations. A compressor & condenser unit linked to an ice slurry
generator and generated ice is stored at storage tank for specific hours of a
day. Stored energy is then discharged to the building through a flat-plate heat
exchanger. Thermodynamic analysis results suggest that high capacity cooling
can be conducted with low capacity vapor compression refrigeration systems
(VCR) by integrating ITES systems, leading to a significantly lower size and
lower cost HVAC systems.

Anahtar Kelimeler

Thermal energy storage, HVAC, Energy, Exergy

Kaynakça

• Dincer I, Rosen M. Thermal Energy Storage: Systems and Applications. 1st ed. West Sussex, England, John Wiley & Sons, 2002.
• Rismanchi B, Saidur R, BoroumandJazi G, Ahmed S. “Energy, exergy and environmental analysis of cold thermal energy storage (CTES) systems”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(8), 5741-5746, 2012.
• Saito A. “Recent advances in research on cold thermal energy storage”. International Journal of Refrigeration, 25(2), 177-189, 2002.
• MacPhee D, Dincer I. “Performance assessment of some ice TES systems”. International Journal of Thermal Sciences, 48(12), 2288-2299, 2009.
• Tackett RK. “Case study: office building uses ice storage, heat recovery, and cold air distribution”. ASHRAE Transactions, 95, 1113-1121, 1989.
• Crane JM, Dunlop C. “Ice storage system for a department store”. ASHRAE Journal, 36(1), 1994.
• Habeebullah BA. “Economic feasibility of thermal energy storage systems”. Energy and Buildings, 39(3), 355-363, 2007.
• Morgan S, Krarti M. “Field testing of optimal controls of passive and active thermal storage”. ASHRAE Transactions, 116(1), 2010.
• Kirby P, Nelson PE. “Ice slurry generator”. 89th Annual Idea Conference, San Antonio, USA, 1998.
• Dincer I, Rosen MA. Exergy: Energy, Environment And Sustainable Development. 2nd ed, London, Elsevier, 2012.