Experimental Analysis of a Hybrid Thermal Storage Wall – Water Heating System

Abstract

The aim of this study is to evaluate the performance of the thermal storage wall (TSW) of the Solar Energy Research, Inspection and Training (SolERIT) laboratory in the Eastern Mediterranean University. The laboratory building has a floor area of 10 m2 and the walls are not insulated. The façade of TSW facing to south has an area of 8.037m2. An array of piping was fastened on the outer surface of the TSW to form a solar collector for heating water that can be used in heating applications of the rooms normally located in the northern parts of the buildings. Recording of solar radiation and temperatures of the ambient, TSW and water flow through the pipes were conducted during selected days of March 2015. It was found that the temperature and solar radiation variations during the day influence the performance of the TSW. TSW performed well specially on sunny days with 9-15 ᵒC temperature drops at nights. Cyprus is a suitable area for taking advantage of TSW during winter. The results of experiments showed that with the TSW under test the lowest room temperature in the coldest day (i.e. 12th March) was 17 ᵒC while the ambient temperature was 7 ᵒC. It was observed that the water pipes fixed on TSW surface played an important role on the efficiency of hybrid TSW – water heating system and low-grade heat could be accumulated in a tank for utilizing in other heating applications.Öz:Gün boyunca sıcaklık ve güneş radyasyonu varyasyonları termal depolama duvarının performansını etkileyebilir. Isıl depolama duvarının (IDD) güneşli iklimlerde ve günlük sıcaklık dalgalanmalarında olumlu bir performans göstermesi bekleniyor. Kıbrıs, kışın IDD’nin avantajlarından yararlanmak için uygun bir bölgede yer almaktadır. Bu çalışmanın amacı, Doğu Akdeniz Üniversitesi Güneş Enerjisi Araştırma, Denetleme ve Eğitim (SolERIT) Laboratuvarında bulunan IDD’nin performansını değerlendirmektir. Laboratuvar binası, 10 m2 taban alanına sahip ve duvarlar izolasyonlu değildir. IDD’nin güneye bakan cephesi 8.037m2 bir alana sahiptir. güneş kolektörü oluşturmak için boru dizisi IDD’nin dış yüzeyinde tespit edildi. Bu sistem suyu ısıtmada kullanılabilir ve odaların ısıtma uygulamalarında normalde binaların kuzey bölgelerine monte edilir. Güneşin ışınımı ve IDD ile kollektöre su giriş çıkışı sıcaklıkları Mart 2015’in seçilen günlerinde kayıt altına alınmıştır. Deneylerin sonuçları, 8,073 m2 alana sahip bir IDD’nın en soğuk günde (12 Mart), ortam sıcaklığının 7 ᵒC olduğu bir sırada oda sıcaklığı 17 ᵒC olarak ölçülmüştür. IDD yüzeyinin üzerine sabitlenen su boruları IDD ve su ısıtma sistemlerinin perfomansinda çok önemli rolü vardır ve tankın içersinde toplanan düşük derecedeki ısı miktarları diğer ısıtma sistemlerinde kullanılabilir.