Mustafa Wahby Kanbar Jaber, Utku Şentürk, Aytunç Erek, Ali Güngör
Isıl tabakalaşmalı sıcak su depolama tankları (akümülatör), ısıtma ve evsel güneş enerji sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Isıl tabakalaşma, mevcut enerji kaynağı düzensiz olduğunda sistemin verimini artırmak amacıyla kullanılan etkili bir yöntemdir. Isıl tabakalaşma, depoya giriş ve çıkıştan kaynaklanan karışma, çevreye ısı kaybı ve deponun geometrisi gibi faktörlerden etkilenir. Isıl tabakalaşmalı depolama tanklarının tasarımında deneysel ve sayısal (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, HAD) yöntemlere başvurulmaktadır. Akümülatörden şarj ve deşarj işlemlerinde sıcaklık tabakalaşmasının uzun kullanım sürelerinde en az etkilenmesi ve kullanım suyunun çok az değişiklerle sağlanılıyor olması amaçlanır. Bu nedenle sayısal modellemelerde bu etkilerin araştırılması önem arz eder. Bu çalışmada, 250 L hacme sahip, helisel serpantinli, dikey bir akümülatörün içindeki ısıl tabakalaşma, HAD ile incelenmiştir. HAD simülasyonlarında, 5 saatlik şarj ve deşarj durumu ele alınmıştır. Farklı serpantin giriş sıcaklığı ve debilerinde, sıcaklık dağılımları hesaplanmıştır. Bulgular, literatürde yer alan deneysel verilerle karşılaştırılarak yöntemin doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Buna göre referans alınan Zachar vd. (2003) tarafından verilen sonuçlara kıyasla, yüzde bağıl hata, % 2’nin altında bulunmuştur.