Yeni tip havalı bir güneş kolektörünün tasarımı imalatı ve performans analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Öğrenci: AZİM DOĞUŞ TUNCER

Danışman: MUSTAFA AKTAŞ

Özet:

Havalı güneş kolektörleri, düşük maliyetli ve kolay uygulanabilir sistemler olup, dünya çapında mahal ısıtma, kurutma, sera ısıtması gibi pek çok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Havalı güneş kolektörlerinin verimlerinin artırılması için, ısı transfer yüzey alanının artırılması ve ısı kayıplarının azaltılması amaçlanır. Bu çalışmada, bahsedilen amaçları sağlayabilmek için çift geçişli, V-oluklu ve kanatçıklı yeni tip bir havalı güneş kolektörü (Tip-II) tasarlanmış, imal edilmiş ve performans analizi gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında emici plakaları haricinde aynı özelliklere sahip bir kolektör (Tip-I) daha üretilmiş ve iki kolektör de aynı şartlarda test edilmiştir. Kış aylarında yapılan testler, iki deney serisini (Deney Serisi-I ve Deney Serisi-II) kapsamaktadır. Her deney serisi 1,5 m/s, 2,0 m/s ve 2,5 m/s hava hızlarında (0,014 kg/s, 0,019 kg/s ve 0,024 kg/s kütlesel debilerde) gerçekleştirilen üçer deneyden oluşmaktadır. Deneyler sonucunda Tip-II kolektörünün veriminin Tip-I kolektörüne göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bunun yanında sis ve bulutluluğun kolektör performansına etkisi de tartışılmıştır. Tip-I kolektörünün veriminin %24,58-72,32 arasında, Tip-II kolektörünün veriminin ise %37,99-81,75 arasında değiştiği gözlemlenmiştir. En yüksek ortalama kolektör verimi Deney Serisi-I'de Tip-II kolektörü için 2,5 m/s hava hızında gerçekleştirilen deneyde %70,48 olarak görülmüştür. Kolektör verimliliğinin hava hızıyla doğru orantılı olarak arttığı deneyler sonucunda görülmüştür. Ancak performans katsayısı (COP) değerlerinin, fan gücünün daha düşük olması nedeniyle düşük hava hızlarında daha yüksek değerlerde olduğu gözlemlenmiştir. En yüksek ortalama COP değeri 8,59 ile Deney Serisi-II'ye ait 1,5 m/s hava hızında gerçekleştirilen deneyde Tip-II kolektöründe bulunmuştur. Kolektörler, yenilikçi tasarımlarından dolayı yüksek verime ve düşük enerji tüketimine sahip olduklarından özellikle kış şartlarında konut ve ticari hava ısıtma prosesine farklı bir bakış açısı getirecektir.