.. "' o o "' C ~ ·;:ı .. :I: . "' "' .... >, .. ın ·;;; ·e, ., C ôi "' ·;;; {! incelemişlerdir. Deneyler esnasında, ısı borulu sistemde faz değiştiren akışkanlar olan aseton, metanol ve etanol kullanılmıştır. Deneyler sonucunda, bu tip bir kolektörün bilhassa soğuk, bulutlu ve rüzgarlı günlerde başarılı bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır [8]. Esen ve Esen (2005), R134a, R-407C, ve R-41 0A soğutucu akışkanlarını kullanılan termosifon tip güneşli su ısıtma sistemlerinin çeşitli durumlardaki performans değerlerini araştırmışlardır. Elde edilen deneysel veriler literatür ile karşılaştırılmış ve sistemlerin iyi bir performansa sahip oldukları sonucuna varılmıştır [9]. Öz ve arkadaşları (2005), vakumlu termosifon tip güneşli su ısıtma sistemlerinde, çalışma akışkanı olarak antifiriz-su karışımı kullanımının kolektör performansına etkilerini araştırmışlardır. Yapılan çalışmada, vakumlu termosifon tip ve doğal dolaşımlı güneşli su ısıtma sistemlerinden birer prototip hazırlanarak aynı koşullarda denenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda, vakumlu termosifon tip sistemin doğal dolaşımlı sisteme göre performans değerlerinin ortalama % 6 daha fazla olduğu görülmüştür [2]. Samancı (2005), Konya bölgesi için yaptığı çalışmada, çalışma akışkanı olarak R-12 kullandığı çift fazlı bir güneşli su ısıtma sistemi tasarımı yaparak, klasik tek fazlı güneşli su ısıtma sistemi ile deneysel olarak kıyaslamıştır. Deneyler sonucunda, çift fazlı sistem % 65.3'- lük bir verime ulaşılırken tek fazlı sistem% 45.?'lik bir verim değerine ulaşmıştır [1 O]. Yapılan bu çalışmada ise, ısı borulu sistemlerin daha kolay ve ucuza imal edilerek, etkin kullanımının sağlanabilmesi amacıyla ısı borulu bir güneşli su ısıtma sistemi tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Sistemin performans değerlendirmesinin yapılabilmesi amacıyla, aynı boyutlara sahip doğal dolaşımlı bir güneşli su ısıtma sisteminin de imalatı yapılmıştır. Her iki sistem aynı koşullar altında deneylere tabi tutulmuştur. 2. Sistem Verimleri Kolektör verimi, kolektörlerde ısı taşıyıcı akışkana aktarılarak kullanılabilir enerji haline getirilen güneş enerjisinin, kolektöre gelen güneş enerjisine oranına denir. Sistemlerdeki ısı taşıyıcı akışkan tarafından toplanan enerji (O.), suyun toplam kütlesi (m), su başlangıç sıcaklığı (Tb) ve suyun son sıcaklığı (T.) dikkate alınarak [11-12]; (1) eşitliği ile hesaplanmıştır. Kolektöre gelen güneş enerjisi (TRA) ise; kolektör yüzey alanı (A), birim yüzey alana gelen güneş ışınımı (1) dikkate alınarak; TRA=A.I (2) eşitliğinden hesaplanmıştır. Bulunan her iki değer Eşitlik 3'de gösterildiği gibi birbirine oranlanarak verim elde edilmiştir. _ Q. _ m.cP .(T, _Tb) rı- TRA - A.J 3. Deneysel Düzenekler ve Uygulamalar (3) Yapılan çalışmada, ısı borulu güneşli su ısıtma sistemlerinde çalışma akışkanı olarak R-404a kullanılmasının sistem verimini nasıl etkilediği araştırılmıştır. Çalışma akışkanı R-404a'nın karakteristik özellikleri Tablo 1'de verilmiştir. lsı borulu sistemlerde çalışma akışkanı R-404a kullanımının , sistem verimine etkisinin miktarını belirTablo 1. Çalışma Akışkanı R-404a'nın Karakteristik Özellikleri (13) Özellikler R-404a R125 %44 Numarası / Karışım Oranı 143a %52 R-134a %4 Molekül Ağırlığı (kg/kmol) 97,6 Buharlaşma Sıcaklığı (°C) -46,5 Buharlaşma Gizli ısısı 1 atm. (kJ/kg) 201,5 Sıvı Yoğunluğu 25 °C (kg/m3 ) 1048 ısı iletim Katsayısı, 25 °C sıvı (W/mK) 0,0394 Kritik Sıcaklık (°C) 72,1 Kritik Basınç (kPa) 3732 Ozon Delme Potansiyeli (ODP), CFC-12=1 o Küresel ısınma Etkisi (GWP), CO2=1 3260 114 leyebilmek amacıyla yine, ısı borulu sistem ile aynı özelliklere (kasa malzemesi, depolama tankı hacmi ve kollektör yüzey alanı) sahip olan doğal dolaşımlı bir güneşli su ısıtma sistemi ha-zırlanmıştır. Hazırlanan güneş kolektörleri aynı şartlara maruz olmak üzere, 14.08. 2004, 15.08.2004, 14.09.2004 ve 15.09.2004 tarihlerinde, 4 gün süreyle Karabük ilinde denenmiştir. Hazırlanan ısı borulu ve doğal dolaşımlı her iki sistem Şekil 1 'de gösterilmiştir. Şekil 1. Deneylerde kullanılan ısı borulu ve doğal dolaşımlı güneş kolektörleri. Her iki sistem 40°'lik bir açı ile güney istikametinde monte edilmiştir. Güneş kolektörleri yan yana yerleştirilerek, sistemlerin performans değerlerinin aynı şartlar altında belirlenmesi sağlanmıştır. Deneylere, sabah saat 9:00' da depo hacmi olan 22 it suyun boşaltılması ve saat 10:00'da yeniden doldurulması ile başlanmış ve saat 10:00' da başlangıç ölçümünün yapılması ile devam edilmiştir. Ölçümler her saat başı tekrarlanarak, saat 16:00'da sonlandırılmıştır. Deneyler esnasında, güneş ışınım şiddeti, depo suyu sıcaklıkları ve ortam sıcaklığı ölçülmüş ve ölçümler her gün 10:00'dan 16:00'a kadarki altı saatlik süre zarfında gerçekleştirilmiştir. Sistemlerin verimlerini belirleyebilmek için, toplam radyasyon değerini gösterebilen Haenni, güneş ışınım şiddeti ölçüm cihazı kullanılmıştır. Solarmet-reden alınan değerler W/m2 cinsinden kaydedilmiştir. Depo suyu sıcaklıkları ve dış sıcaklık, on iki kanallı Elimko sıcaklık ölçüm cihazı ile yapılmıştır. ~
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=