Krom Bir Güneşli Su Isıtıcısının Tasarımı, Yapımı ve Denenmesi

Benzer belgeler
TABİİ DOLAŞIMLI, ENDİREKT ISITMALI PRİZMATİK TİP KOLLEKTÖRLÜ GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ

Doğal Dolaşımlı ve Kapalı Tip Güneşli Su Isıtıcı Sistemler İçin Kullanılan Eşanjörlerin Verimlerinin Belirlenmesi

Abs tract: Key Words: Elif ŞAHİN Erkan DİKMEN Arzu ŞENCAN ŞAHİN

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MM G Ü Z D Ö N E M İ

GÜNEŞ ENERJİSİ Termal Sistemler SOLİMPEKS AKADEMİ İZMİR

Şekil-1 Yeryüzünde bir düzleme gelen güneş ışınım çeşitleri

DOĞAL DOLAŞIMLI, DOLAYLI VE FARKLI TİPTEKİ GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNİN DENEYSEL KARŞILAŞTIRILMASI

Havalı Güneş Kolektörlerinde Farklı Bağlantı Şekillerinin Isıl Performansa Etkisinin Deneysel Analizi

KAPALı DEVRE SISTEMLERDE KULLANıLAN YATAY DEPOLU SISTEMLER DIKEY DEPOLU SISTEMLER. İLLERE GÖRE KULLANıLAN ANTIFIRIZ ORANLARı [8]

GÜNEŞ ENERJİSİ İLE SU ISITILMASI

VIESMANN VITOSOL 100-F. Teknik Bilgi Föyü Sipariş No. ve fiyatlar: Fiyat listesine bakınız VITOSOL 100-F. Düzlemsel kollektör

Dr. Fatih AY. Tel: ayfatih@nigde.edu.tr

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Güneş Enerjili Su Isıtma Sisteminin Deneysel İncelenmesi

GÜNEŞ ENERJĐSĐ IV. BÖLÜM. Prof. Dr. Olcay KINCAY

Dr. Fatih AY. Tel:

Etem Sait ÖZ Engin ÖZBAŞ Ramazan DÜNDAR ÖZET

7. BÖLÜMLE İLGİLİ ÖRNEK SORULAR

VIESMANN VITOSOL 222-T Heatpipe prensipli vakum borulu kolektör Güneş enerjisi ile kullanma suyu ısıtması için boyler ile

ISI BORULU GÜNEŞ ENERJİLİ SU ISITMA SİSTEMLERİNDE SOĞUTUCU AKIŞKAN R 22 KULLANIMININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Vakum Tüplü Kollektörlerin Güneş Havuzu Performansı Üzerine Etkisi.

KMPT-Montaj-Bakım Kılavuzu

Bosch Termosifon Tip Paket Güneş Enerji Sistemi: Müstakil evler ve apartmanlar için uygun fiyatlı, hijyenik ve çevre dostu sıcak su.

AYRIK VE BİRLEŞİK ISI BORULU KOLLEKTÖR VERİMLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Trapez Yutucu Plakalı Güneş Enerjili Hava Kollektörünün Isıl Veriminin Deneysel Olarak İncelenmesi

JEOTERMAL BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİNDE SICAKLIK KONTROLUNUN DÖNÜŞ SICAKLIĞINA ETKİSİ

PARABOLİK GÜNEŞ KOLEKTÖRÜ ISIL ANALİZİ. İbrahim ERCİYAS Kemal Ersin ERİÇYEL Uğur KARAGÖZ

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ

ISI SİSTEMLERİ ÜRÜN KATALOĞU

Enerji Verimlilik Kanunu

SICAK SU HAZIRLAYICISI (BOYLER)


AKıŞKAN BORULARı. AÇıK DEVRE SISTEMLER DEVRE TIPINE GÖRE GESIS SU DOLAŞIMINA GÖRE

f = =

24-28 kw Konvansiyonel Kombi. Lawa / LawaPlus

Çeşitli Eğimlerdeki Yüzeylere Gelen Güneş Işınımı Şiddetinin Doğu ve Güneydoğu Anadolu Bölgelerindeki Bazı Đller Đçin Analizi

SOLARCOOL PANELİ İKLİMLENDİRME SİSTEMİ

Yatık Tip Serpantinli Modüler Boyler

SOLAREKS. Doğal Dolaşımlı Basınçlı Açık Sistem SOLAREKS

kw Konvansiyonel Hermetik Kombiler

VAKUM TÜPLÜ KOLEKTÖRLERİYLE DÜZLEM KOLEKTÖR VE GÜNEŞ HAVUZUNDAN OLUŞAN SİSTEMİN ISITMA PERFORMANSI

YAPI TEKNOLOJİSİNDE YENİLENEBİLİR ENERJİ VE ALTERNATİF SİSTEMLER

Isı Pompalı Boylerler

PLAKALI ISI EŞANJÖRÜ SEÇĐMĐ: [1)YÜZME HAVUZLARININ ISITILMASINDA ÇAĞDAŞ ÇÖZÜM. Semih Ferit Emekli

Isıtma Sistemlerinde Kullanılan Plakalı Isı Değiştiricilerin Termodinamik Analizi

Makale. ile ihtiyacın eşitlendiği kapasite modülasyon yöntemleri ile ilgili çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiştir

Makine Mühendisliği Bölümü Isı Transferi Ara Sınav Soruları. Notlar ve tablolar kapalıdır. Sorular eşit puanlıdır. Süre 90 dakikadır.

MIRA INFRA NANO ENDÜSTRİYEL

I S I T M A S T A N D A R T L A R I

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

Güneş Enerjili Hava Kollektöründe Selektif Boya Kullanımının Isıl Verime Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

T.C RECEP TAYYİP ERDOĞAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI 1 DERSİ TERMAL İLETKENLİK DENEYİ DENEY FÖYÜ

NİTELİKLİ CAMLAR ve ENERJİ TASARRUFLU CAMLARIN ISI YALITIMINA ETKİSİ

DUVARMATĠK 1150 MODÜLER DUVAR PANELĠNĠN ISI ĠLETĠM KATSAYISININ VE SES ĠLETĠM KAYBININ TAYĠNĠ

ELEKTRİKLİ SU ISITICILARI TİCARİ TİP ELEKTRİKLİ SU ISITICISI

ISSN : adikici1@firat.edu.tr Elazig-Turkey SPİRAL BORULU GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ VERİMİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

Gazlı şofben Elektrikli şofben Termosifon

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Radyatör Arkalarına Yerleştirilen Yansıtıcı Yüzeylerin Radyatör Etkisi

AirPool Serisi Havuz Suyu Isı Pompaları

MARINE SU ISITICILARI MARINE & TİCARİ TİP ELEKTRİKLİ SU ISITICISI

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

GÜNEŞLİ SU ISITICILARI

AKIŞKANLARIN ISI İLETİM KATSAYILARININ BELİRLENMESİ DENEYİ

YAPISAL OLARAK FARKLI ÖZELLİKLERE SAHİP TABİİ DOLAŞIMLI GÜNEŞ ENERJİLİ SU ISITMA SİSTEMLERİNİN DENEYSEL KARŞILAŞTIRMASI

ISI DEĞİŞTİRİCİLERİN TASARIMI [1-4]

AQUA BOYLER Akümülatör Tankı

Abs tract: Key Words: Berrin KARAÇAVUŞ

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

GÜNEŞ ENERJİLİ YÜZME HAVUZU ISITMA SİSTEMLERİ İÇİN KOLLEKTÖR ISI YÜKÜNÜN TEORİK OLARAK BELİRLENMESİ

KOMPLE ÇÖZÜM ÇEVRE DOSTU ESNEK ÇÖZÜM. Tekli Uygulama. İkili Uygulama. Montaj Kolaylığı

AirMaxi Serisi Isı Pompaları

Paket Tip Isı Pompaları

4-5 kisilik aileler için uygundur. 170 lt sıcak su 100 lt soguk su kapasitesine sahiptir. Sistemin iç yüzeyi 0,60 mm 304 kalite paslanmaz kromdur.

TÜRKİYE DE BÖLGESEL OLARAK GÜNEŞ ENERJİLİ SICAK SU HAZIRLAMA SİSTEMLERİNİN KAPASİTE HESAPLARININ BİLGİSAYAR PROGRAMI İLE YAPILMASI

BOYLER MONTAJ VE BAKIM KILAVUZU İÇİNDEKİLER:

Isıtma tesisatında yıllık yakıt miktarı hesaplanarak, yakıt deposu tesisin en az 20 günlük yakıt gereksinimini karşılayacak büyüklükte olmalıdır.

MAHAL ISITMASINDA KULLANILAN HAVALI GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ ve ADIYAMAN ŞARTLARINDA PERFORMANSININ İNCELENMESİ

AQUA BOYLER Tek ve Çift Serpantinli Boyler

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

ELEKTRİKLİ SU ISITICILARI DOMESTİK TİP ELEKTRİKLİ SU ISITICISI

Bir Havalı Güneş Kollektörünün Tasarımı, İmalatı ve Deneysel Analizi

YUNUS ACI

Arsen ESNEK METAL SOLAR - BOILER HORTUMLARI GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİ İÇİN EN ISO PRODUCED AND TESTED ISO 9001:2008 OHSAS 18001

SICAKLIK NEDİR? Sıcaklık termometre

24-28 kw Konvansiyonel Kombi. Lawa / LawaPlus

GÜNEŞ ENERJİLİ SICAK SU SİSTEMLERİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Doç. Dr.

formülü verilmektedir. Bu formüldeki sembollerin anlamları şöyledir: için aşağıdaki değerler verilmektedir.

Hava Isıtmalı Güneş Kollektölerinde Dolomit Tuğlalarının Kullanılabilirliğinin Belirlenmesi

TEKNiK KATALOG TECHNICAL CATALOG. Kompozit Panel Profilleri Composite Panel Profiles

Heating (A7/W65) kw Heating (A2/W65) kw 14.6 Heating (A-2/W65) kw 15.7 Heating (A-7/W65) kw 15.1 Heating (A7/W65) kw 6.13

3. Versiyon Kitapta 5. Bölüm, 7. Versiyon Kitapta 6. Bölüm, soruları

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

M 324 YAPI DONATIMI ISITMA TESİSATI. Dr. Salih KARAASLAN. Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Paket Tip Isı Pompaları

Isı transferi (taşınımı)

ODA SOĞUTUCULARI UNIT AIR COOLERS. ısıtma ve soğutmanın ritmini biz belirliyoruz!.. we give the rhythm in terms of heating and cooling!..

Transkript:

Tarım Makinaları Bilimi Dergisi (Journal of Agricultural Machinery Science) 215, 11 (1), 61-68 Krom Bir Güneşli Su Isıtıcısının Tasarımı, Yapımı ve Denenmesi Turhan KOYUNCU 1, Kaan Emre ENGİN 2, Ali İhsan KAYA 1, Fuat LÜLE 1, Mehmet Fırat BARAN 1, Niyazi YÜKÇÜ 1, Hacı SOĞUKPINAR 1 1 Adıyaman Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Adıyaman 2 Adıyaman Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Adıyaman tkoyuncu@adiyaman.edu.tr Geliş Tarihi (Received): 6.6.215 Kabul Tarihi (Accepted): 12.7.215 Özet: Güneş kuşağı (45 kuzey-güney enlemleri arası) içerisinde yer alan Türkiye de, düz yüzeyli güneş kolektörleri su ısıtmada yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Kolektörlerin imalatında kullanılan bakır ve alüminyum sıcak suyun renk, koku, tat ve kimyasal yapısını olumsuz etkilemektedir. Fakat paslanmaz çelik (krom-nikel karışımı) malzemenin hem sağlık açısından hem de ısı ile birlikte aşınmaya da dayanıklı olmasından dolayı tercih edilmesi daha yararlı olabilecektir. Bu çalışmada; şehrin basınçlı su şebekesine direk bağlanabilen, suyun kimyasal yapısına hiçbir olumsun etkisi olmayan, kullanım süresince bakım gerektirmeyen, daha ucuz, daha uzun ömürlü, yüksek verimli, 34 mat krom malzemeden üretilmiş, yeni tip düz yüzeyli güneş kolektörleri tasarlanmış, imal edilmiş, ısısal verimleri için EN (European Union Norms) 12975-2 (23) normlarına göre test edilmiştir. Deneyler için üç adet kolektör üretilmiştir. Kolektörlerin boru çapları 2 mm, 25 mm ve 32 mm dir. Ayrıca sisteme bağlı bir sıcak su deposu da bulunmaktadır. Her deneme 2 gün ve her gün içinde 5 saat süresince yapılmıştır (Saat 1: dan 15: a kadar). İlk önce üç adet kolektör paneli sıcak su deposu bağlı olmadan, sonrasında 2 ve 32 mm boru çapına sahip kolektör panelleri depo bağlantılı olarak denenmiştir. Kolektör panellerinin termal verimleri sırasıyla %67.39, %73.7 ve %76.58 bulunmuş ve verimlerin boru çapları ile doğru orantılı olarak arttığı belirlenmiştir. Deponun yalnız kendi verimi ise %69.55 olarak tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Güneş enerjisi, güneş kolektörü, düz yüzeyli, su ısıtıcı, ısısal verim. Design, Manufacture and Test of a Chromium Solar Water Heater Abstract: The flat panel solar collectors are widely used for heating water in Turkey which is located between 45 North-South latitude in solar zone. Copper and aluminum which are used in the manufacturing of collectors, affects the color, odor, taste and chemical composition of the hot water. But stainless steel (chromium, nickel mixture) may be more beneficial to be preferred for their health point of view; also it s resistance to heat and corrosion. In this study; flat plate solar chromium solar water collectors which were made of 34 matte chromium that could be directly connected to the city s main waterworks, had no effect to the water s chemical composition, were free of maintenance, were much cheaper, had longer life and had high efficiencies were designed, manufactured and tested by using EN (European Union Norms) 12975-2 (23) norms for their heat efficiencies. Three different collectors were manufactured for experiments. Pipe diameters of collectors were 2 mm, 25 mm and 32 mm. A hot water tank was also connected to the system. Each experiment was conducted for 2 days and 5 hours for each day (Between 1: and 15:). First, three collector panels were used without hot water tank connection for the experiments, then collector panels that have 2 mm and 32 mm pipe diameters were experimented with hot water tank connected. The thermal efficiency of collector panels were found %67.39, %73.7 and %76.58 in order and found out that the efficiency rises with increasing diameters. Hot water tank s standalone efficiency is also determined as %69.55. Keywords: Solar energy, solar collector, flat plate, water heater, thermal efficiency. 61

Krom Bir Güneşli Su Isıtıcısının Tasarımı, Yapımı ve Denenmesi GİRİŞ Güneş kuşağı (45 kuzey-güney enlemleri arası) içerisinde yer alan Türkiye de, düz yüzeyli güneş kolektörleri su ısıtmada yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Özellikle, alüminyum ve bakır tip düz yüzeyli güneş kolektörleri yüksek ısısal verimlerinden (yaklaşık %56-68) dolayı konut ve sanayi için sıcak su sağlamada en fazla (%7 den fazla) kullanılmaktadır. Bu kolektörler, diğer enerji kaynaklarıyla kıyaslandığında oldukça karlıdırlar. Örneğin, yapılan bir çalışmada, bu kolektörlerin Türkiye nin değişik bölgeleri için sırasıyla odun, kömür, doğal gaz, petrol, LPG ve elektrik enerjisine oranla yaklaşık 2., 3.5, 4., 6., 7. ve 12. kat daha karlı olduğu saptanmıştır (Koyuncu ve Ültanır, 1997). Güneş kolektörlerinin üretiminde kondüktivitelerinin yüksek, ucuz ve piyasadan kolay temin edilebilir olmaları nedeniyle bakır ve alüminyum malzemeler tercih edilmektedir. Ancak, bakır ve alüminyum sıcak suyun renk, koku, tat ve kimyasal yapısını olumsuz etkilemektedir. Fakat paslanmaz çelik (krom-nikel karışımı) malzemenin hem sağlık açısından hem de ısı ile birlikte aşınmaya da dayanıklı olmasından dolayı tercih edilmesi daha yararlı olabilecektir. Yukarıda belirtilen ve sağlığı tehdit edici nedenlerden dolayı genel olarak bakır ve alüminyum kolektörlerde açık dolaşımlı sistem yerine doğal dolaşımlı kapalı sistemler tercih edilmektedir. Yani kolektörlerde ısıtılan suyun direk kullanımı yerine, krom malzemeden imal edilmiş basit yapılı eşanjörlerle ısı enerjisi temiz suya aktarılarak kullanılmaktadır. Akdeniz, Ege ve Marmara Bölgelerinin tamamına yakınında olmak üzere diğer bölgelerimizin büyük bölümünde doğal dolaşımlı kapalı sistemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemlerde, ısıtıcı suyun kışın donmadan sistemde dolaşabilmesi için genellikle %4 glikol (antifriz) ve %6 su karışımından oluşan akışkan, güneş kolektöründe ısıtılmakta ve doğal dolaşımla eşanjöre (ısı değiştirici) ulaşarak ısıyı kullanım suyuna iletmektedir. Burada kullanılan eşanjörler, hem kullanım suyuna depoluk yapmakta hem de kolektörlerden dolaşarak ısınan antifrizli suyun kullanım suyuna karışmadan ısınmasını sağlamaktadır. Fakat ısı transferi süresince oluşan ısı kayıpları nedeniyle, ısı eşanjörlerinin verimi (yatay ve dikey tip eşanjörler için verim sırasıyla %29 ve %33 dür) ve kolektör sistemlerinin (kolektör paneli ve ısı eşanjörünün birlikte oluşturduğu yapı) verimi (%18-22) önemli ölçüde düşmektedir. Bunun yanı sıra, doğal dolaşımlı kapalı sistemlerin çalışması için, sıcak su deposunun alt kenarının kolektör panelinin üst kenarından daha yukarıda bulunma mecburiyeti bulunmaktadır. Bu durum, sıcak su depolarının ve ısı eşanjörlerinin çatı üzerine yerleştirilmelerinden dolayı güvenlik riski ve görüntü kirliliği oluşturmakta ve konutların estetiğini olumsuz etkilemektedir. Bu koşullar, kolektörlerin özellikle Türkiye de kırsal yörelerde yaygınlaşmasını engelleyen temel faktörlerdir. Yukarıda açıklanan bütün bu durumlar ışığında bu çalışmada; şehrin basınçlı su şebekesine direkt bağlanabilen, suyun kimyasal yapısına hiçbir olumsuz etkisi olmayan, kullanım süresince bakım gerektirmeyen, daha ucuz, daha uzun ömürlü, yüksek verimli, alüminyum ve bakır kolektörle kıyaslandığında üretimi ve montajı daha kolay olan, 34 mat krom malzemeden üretilmiş, açık dolaşım sistemi prensibine göre çalışacak yeni tip düz yüzeyli güneş kolektörleri tasarlanmış, imal edilmiş, ısısal verimleri için EN (European Union Norms) 12975-2 (23) normlarına göre test edilmiştir. MATERYAL ve YÖNTEM Denemelerde kullanılan sistem; ön ısıtmalı depo, kolektör paneli, sıcak su deposu ve bağlantı elemanlarından oluşmaktadır. Çalışmada kullanılan ön ısıtmalı depo yatay olarak yerleştirilmiş ve yaklaşık 3 litre su alabilecek kapasitedir. Depo içine yerleştirilmiş olan rezistans 25 W gücünde olup sıcaklık ayarlı termostatlıdır. Ön ısıtmalı depo, Şekil 1 de verilmiştir. Kolektör panelinde örtü malzemesi olarak, kalınlığı 4 mm olan normal cam kullanılmıştır. Bu cam örtü, görünür ışınların tamamı ile infrared ışınların da 3 m den küçük dalga boyuna (yakın infrared) sahip olanları geçirmekte ve dalga boyu 3 m den büyük olan infrared (uzak infrared) ışınları da absorbe edebilmektedir (Riffat, et al., 2). Camla absorbe edici (toplayıcı) siyah yüzey arasında 3 mm lik hava boşluğu oluşturulmuştur. Absorbe edici yüzey 2 mm kalınlığında paslanmaz 34 krom plaka olup bu plakanın absortivitesi 15 W/(m.K) dir. Kolektör paneli içerisindeki akışkanı sağlayan borular bir kasa içerisine monte edilmiş kasanın üst yüzeyi kolektör boyası ile boyanarak absorbe edici 62

Turhan KOYUNCU, Kaan Emre ENGİN, Ali İhsan KAYA, Fuat LÜLE, Mehmet Fırat BARAN, Niyazi YÜKÇÜ, Hacı SOĞUKPINAR yüzey olarak kullanılmıştır. Kolektör dış kasa ile akışkanı sağlayan boruların bulunduğu kasa arası 5 mm kalınlığında olup yalıtım malzemesi olarak ve kondüktivitesi.4 W/(m.K) olan dökme taş yünü kullanılmıştır (Şekil 2), (Anonim, 28b). Kolektör paneli içerisinde yer alan borular sırasıyla 2, 25 ve 32 mm çapa sahip olacak şekilde tasarlanmış ve toplamda üç adet kolektör paneli üretilmiştir. Sıcak su deposunun iç kısmı 3 mm kalınlığındaki 34 mat krom (paslanmaz çelik) malzemeden dikey olacak şekilde üretilmiş, 5 mm dökme taş yünü izolasyonu sağlandıktan sonra dış kısmı.4 mm kalınlığında yine 34 mat krom malzemeden basınca dayanıklı olarak imal edilmiştir (Şekil 3). Şekil 1. Ön ısıtmalı depoya ilişkin veriler (Ölçüler mm dir). Şekil 2. Kolektör paneline ilişkin veriler (Ölçüler mm dir). 63

Krom Bir Güneşli Su Isıtıcısının Tasarımı, Yapımı ve Denenmesi Şekil 3. Sıcak su deposuna ilişkin veriler (Ölçüler mm dir). Bütün testler EN (Avrupa Birliği Normları) 12975-2 ve TS (Türk Standartları) 368-2 ye göre yapılmıştır (EN ve TS, 23). Kolektörler tam güneye bakacak ve yörenin konumu nedeniyle 3 lik eğim açısına sahip olacak biçimde yerleştirilmişlerdir. Denemelerde, güneş radyasyon intensitesini 15 W/m 2 aralığında ve.1 W/m 2 hassasiyetinde ölçebilen piranometre, kolektörlere giren ve çıkan suyun sıcaklığını, ortam sıcaklığını ve su tankında bulunan suyun sıcaklığını belirlemede yine hassasiyeti.1 o C olan çok sayıda sıcaklık sensörleri ve ölçülü akış kapları kullanılmıştır. Bu cihazlarla güneş radyasyonu, dış hava sıcaklığı, akışkanın kolektöre giriş ve çıkış sıcaklıkları ve akışkan kütle akışı ölçülmüştür. Veriler her 15 dakikada bir kaydedilmiştir. Denemeler, Eylül ayı başında Adıyaman da yapılmıştır (Adıyaman için Enlem = 37.46 o N, Boylam = 38.17 o E ve deneme yeri yüksekliği 669m dir). Her deneme 2 gün ve her gün içinde 5 saat denenmiştir (Saat 1: dan 15: a kadar). Tasarım aşamasında farklı sıcaklık değerlerine sahip giriş suyunun sağlanması planlanmış ancak ön ısıtmalı deponun ön denemelerin de, şebeke basıncı nedeniyle ısınan suyun depo çıkışında homojen bir dağılım sağlamadığı belirlenmiştir. Bu nedenle, kolektörler direk şehir şebekesine bağlanmıştır. Denemeler süresince, akışkan giriş sıcaklıkları 22 C 26 C ve dış hava sıcaklıkları ise 32 C...37 C arasında değişmiştir. Akışkanın kütlesel akışı.2 kg/(s.m 2 ) olacak şekilde manüel olarak hassas küresel vanalarla ayarlanarak sabit tutulmuştur (Şekil 4). Güneş kolektörleri yaklaşık olarak sabit koşullar altında çalışmaktadırlar (Şekil 5). Bu koşullar altında ısısal verimleri, kolektör yüzeyine gelen güneş radyasyonundan optik ve termal kayıpların çıkarılarak elde edilen yararlı enerjinin yüzeye gelen toplam enerjiye oranlanması ile elde edilmektedir (Duffie and Beckmann, 1991; Bagach, et al., 2; Tiwari, et al., 1991). Elde edilen yararlı enerji aşağıdaki Eşitlik 1 ile bulunabilmektedir.,,, (1) Kolektör yüzeyine gelen güneş radyasyonu ve yararlı enerji ile gelen radyasyonun oranlanması ile bulunan verim Eşitlik 2 ve 3 yardımıyla elde edilebilmektedir. (2) (3) Ayrıca, Eşitlik (1) ve (2) den faydalanılarak ısısal verim Eşitlik 4 deki biçimde düzenlenebilmektedir.,,, (4) Eşitlik 1, 2, 3 ve 4 ile Şekil 5 de kullanılan sembollerin anlamları ve birimleri aşağıdadır. : Kolektör yüzey alanı, m 2, :Akışkanın sabit basınçtaki özgül ısısı, J/(kg.K) 64

Turhan KOYUNCU, Kaan Emre ENGİN, Ali İhsan KAYA, Fuat LÜLE, Mehmet Fırat BARAN, Niyazi YÜKÇÜ, Hacı SOĞUKPINAR : Kolektör yüzeyine gelen güneş radyasyonu, W/m 2 : Akışkanın kütlesel akışı, kg/s : Yararlı ısısal güç, W : Kolektör yüzeyine gelen yararlı güneş radyasyon gücü, W : Absorbe edilen güneş radyasyonu, W/m 2, : Dış (atmosfer) hava sıcaklığı, K : Akışkan giriş sıcaklığı, K, : Akışkan çıkış sıcaklığı, K : Ortalama sıcaklık, K : Kolektör alt ve yan yüzey toplam ısı kayıp katsayısı, W/(m 2.K) : Kolektör üst yüzey ısı kayıp katsayısı, W/(m 2.K) : Sıcaklık farkı, K : Kolektör ısısal verimi, % ARAŞTIRMA BULGULARI Kolektörler yörenin konumu nedeniyle güneye bakacak şekilde 3 o lik eğim açısıyla yerleştirilmiştir. Güneş radyasyon intensitesini ölçecek olan piranometre ise kolektörlere paralel olacak şekilde kolektör kenarına yapılan özel bir aparat üzerine yerleştirilmiştir. Daha önce de belirtildiği gibi tasarım esnasında planlanan ve ön ısıtmalı depo ile farklı sıcaklık değerlerine sahip giriş suyu elde edilmesi, homojen bir dağılımın olmaması nedeniyle mümkün olmamıştır. Bu nedenle, kolektörler arasındaki bağlantı kesilerek tüm kolektörler şehir şebekesine direk bağlanmıştır. Tüm deneme sonuçları kolektörler şehir şebekesine bağlı durumdayken alınmıştır. Her deneme 2 gün ve her gün içinde 5 saat süresince yapılmıştır (Saat 1: dan 15: a kadar). Şekil 4. Kolektörün sisteme bağlanması ve denenmesi. Şekil 5. Bir güneş kolektör panelinin ana yapı elemanları, çalışma prensibi ve ısı dengesi. 65

Krom Bir Güneşli Su Isıtıcısının Tasarımı, Yapımı ve Denenmesi Önce farklı boru çaplarına sahip kolektörler sıcak su deposuna bağlanmadan denemeler yapılmış, sonrasında 2 mm ve 32 mm boru çapına sahip olan kolektörler, sıcak su deposuna bağlanarak 2 gün daha denemelere devam edilmiştir. Her kolektör için yapılan denemelerden elde edilen verilerin ortalaması o kolektörün nihai verileri olarak değerlendirilmiştir. Kolektör panellerinin denemelerine ilişkin akışkan giriş sıcaklığı (T fi ), akışkan çıkış sıcaklığı (T fo ), akışkan giriş ve çıkış sıcaklık farkları ( T), dış hava sıcaklığı (atmosfer havası sıcaklığı) (T a ), ısısal verim (η) ve kolektör yüzeyine gelen güneş radyasyonu (IR) değerleri Şekil 6, 7, 8, 9, 1 da verilmiştir. Kolektör verimleri sırasıyla %67.39, %73.7, %76.58 bulunmuş ve verimlerin boru çapları ile doğru orantılı olarak arttığı belirlenmiştir. Sıcak su deposuna bağlanan 2 mm boru çapına sahip kolektörün depo çıkışından alınan verilere göre toplam veriminin %45, 32 mm boru çapına sahip kolektörün depo çıkışından alınan verilere göre toplam veriminin %55.44 olduğu görülmüştür. Kolektörlerden bağımsız olarak ortalama depo verimi ise %69.55 olarak tespit edilmiştir TARTIŞMA ve SONUÇ Ülkemizde yaygın olarak kullanılan güneş kolektör sistemlerinde açık sistem yani, kolektör panellerinde ısıtılan suyun direk kullanılması durumunda verimin boru çapına bağlı olarak nasıl değişeceği araştırılmış ve elde edilen sonuçlara göre boru çapı arttıkça kolektör veriminin de arttığı görülmüştür. Bu durumun, boru çapının artmasıyla ısı transferi yüzey alanının artması ve daha fazla ısı enerjisinin boru içerisindeki suya aktarılmasıyla sağlanabildiği değerlendirilmektedir. Ancak boru çapı artışının limitsiz olmayıp absorban siyah yüzeyin alanıyla sınırlı olacağı da bilinmelidir. Fakat sıcak su deposuna bağlı olarak yapılan deneylerde; suyun depo içerisinde beklemesinden ve bu sırada dış ortama ısı transferinden dolayı suyun sıcaklığı düşmüş, bu durum ortalama verimin düşmesine neden olmuştur. Ayrıca suyun renk, koku, tat ve kimyasal yapısına olumsuz etkisi olmayan paslanmaz 34 mat krom malzemenin kullanılarak, basınçlı açık sistem olarak tasarlanan bu güneş kolektör sisteminde, sıcak su deposunun kolektör panelinin üzerine yerleştirilme gibi bir zorunluluğu da bulunmamaktadır. Görüntü kirliliğine neden olmayan ve mevcut güneş kolektör sistemlerinden verimi yüksek olan basınçlı açık sistem güneş kolektörlerinin kullanılmasının ülke ekonomisine büyük katkı sağlayacağı ve enerjide dışa bağımlılığı azaltmada yardımcı olacağı, insan yaşam kalitesinin yükselmesine yarar sağlayacağı kuşkusuzdur. TEŞEKKÜR Bu çalışma, Adıyaman Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından TFBAP/214-1 no lu Krom Bir Güneşli Su Isıtıcısının Tasarımı, Yapımı ve Denenmesi başlıklı proje kapsamında desteklenmiştir. 8 7 6 5 4 3 2 1 67,385 876,35 33,3 34,65 24,13 9,175 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Gelen güneş radyasyon (W/m 2 ) Şekil 6. 2 mm boru çapına sahip kolektör panelinin ortalama sonuçları. 66

Turhan KOYUNCU, Kaan Emre ENGİN, Ali İhsan KAYA, Fuat LÜLE, Mehmet Fırat BARAN, Niyazi YÜKÇÜ, Hacı SOĞUKPINAR 8 7 6 5 4 3 2 1 73,7 876,35 34,92 34,65 24,127 9,965 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Gelen güneş radyasyon (W/m 2 ) Şekil 7. 25 mm boru çapına sahip kolektör panelinin ortalama sonuçları. 9 8 7 6 5 4 3 2 1 76,575 876,35 36,94 34,65 25,39 1,43 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Gelen güneş radyasyon (W/m 2 ) Şekil 8. 32 mm boru çapına sahip kolektör panelinin ortalama sonuçları. 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 45 915,86 32,15 33,25 26,12 6,3 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Gelen güneş radyasyon (W/m 2 ) Şekil 9. Sıcak su deposuna bağlanan 2 mm boru çapına sahip kolektör panelinin sonuçları. 67

Krom Bir Güneşli Su Isıtıcısının Tasarımı, Yapımı ve Denenmesi 6 5 4 3 2 1 55,44 91,6 27,86 31,21 21,23 6,63 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Gelen güneş radyasyon (W/m 2 ) Şekil 1. Sıcak su deposuna bağlanan 32 mm boru çapına sahip kolektör panelinin sonuçları. LİTERATÜR LİSTESİ Anonim,28a. http://www.trakyacam.com.tr/islenmis_ Camlar/tr/durasolar_f_performans.htm. Erişim Mayıs 28 Anonim,28b. http://www.izocam.com.tr/izocam/ /Urunler/ Tasyunu/Dokme-Tasyunu.aspx. Erişim Nisan 28 Bagach M. N., R Tadili, A. S. Dahman, M. Boukallouch, 2. Survey of thermal performances of a solar system used for the heating of agricultural greenhouses in Morocco. Renewable Energy; 2, 415-433. Duffie J. A., W. A. Beckman, 1991. Solar engineering of thermal process. John Wiley & Sons Ltd; New York. EN (European Norms) 12972-2, 23. Thermal solar systems and components-solar collectors-part 2: Test Methods. Koyuncu T, M. Ultanir, 1997. Türkiye de sıcak su üretiminde kullanılan düz yüzeyli güneş kolektörlerinin ekonomik yönden irdelenmesi. 17. Tarımsal Mekanizasyon Kongresi, 179-189, Tokat,. Koyuncu T., Y. Pınar, F Lüle, 27a. Doğal dolaşımlı ve kapalı tip güneşli su ısıtıcı sistemler için kullanılan eşanjörlerin verimlerinin belirlenmesi. Tarım Makineleri Bilimi Dergisi, Cilt 3, No:3, :129-135. Koyuncu T., Y. Pınar., F Lüle, 27b. Efficiency of a solar water heater system widely used for domestic applications ın Turkey. The3rd International Energy, Exergy and Environment Symposium. Portugal. Riffat S. B., P. S. Doherty, E. I. Abdel Aziz, 2. Performance testing of different types of liquid flat plate collectors. Int. J. Energy Res; 24, 123-1215. Tiwari R. C., A. Kumar, S. K. Gupta, G. D. Sootha, 1991. Thermal performance of flat-plate solar collectors manufactured in India. Energy Conver. Mgmt; 31, 39-313. TS (Türk Standardı) 368-2, 23. Isıl güneş enerji sistemleri ve bileşenleri-güneş enerji kolektörleri-bölüm- 2: Deney metotları. 68