Sıcak Su Tanklarında Yalıtım Kalınlığının Isıl Katmanlaşmaya Etkisi

Abstract

Isıl enerji depolama amacı ile kullanılan sıcak su tanklarının veriminin artırılmasında ele alınması gereken önemli etkenlerden bir tanesi ısıl katmanlaşmadır. Tank tabanındaki suyun sıcaklığının düşürülmesi suyun ısıtılması sırasında ısı kaynağının enerjisinden daha fazla faydalanılmasını sağlamakta ve sistemin verimini artırmaktadır. Bu çalışmada tank dış yüzeyindeki yalıtım kalınlığının ve tank çapının tank boyuna oranının (D/H) ısıl katmanlaşmaya olan etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal analizler D/H=0,3-1 aralığında yalıtım kalınlığının sabit ve değişken olması koşulları için gerçekleştirilmiştir. Isı depolama akışkanı olarak su kullanılmış ve analiz sonuçları sekiz saatlik soğuma periyodu için elde edilmiştir. Sayısal sonuçlar yalıtım kalınlığının değiştirilmesi ile birlikte D/H=0,3-1 aralığındaki oranlar için tank alt ve üst yüzeylerindeki sıcaklık farkının 7-9°C arasında arttığını göstermiştir

One of the important factors to be considered in increasing the efficiency of hot water storage tanks used for thermal energy storage is thermal stratification. Reducing the temperature of the water at the base of the tank provides more utilization of the energy of the heat source during the heating of the water and improves the efficiency of the system. In this study, the effect of the insulation thickness on the outer surface of the tank and the ratio of the tank diameter to the height (D/H) on the thermal stratification was investigated numerically. Numerical analyzes were carried out for the condition that the insulation thickness was constant and variable in the range of D/H=0,3-1. Water was used as the heat storage fluid and the analysis results were obtained for eight hours cooling period. Numerical results showed that the temperature difference between the bottom and top surfaces of the tank increased between 7-9 ° C for the range of D / H = 0,3-1 with changing the insulation thickness