Tesisat Dergisi 223. Sayı (Temmuz 2014)

MAKALE 101 Tesisat Dergisi Sayı 223 - Temmuz 2014 suyun sıcaklığı (t ç ) değerleri kullanılarak hesaplanmıştır. Bunun için de; Eşitlikte “ Q ” suya birim zamanda aktarı- lan ısı, “I ×A” da kollektör yüzeyine gelen güneş enerjisi miktarı olarak alınmıştır. Sistem akışkanına aktarılan ısı enerjisi dikkate alınarak; Eşitlikler 1. ve 4. kulla- nılarak yapılan işlemler sonucunda, bakır malzeme kullanılarak yapılan ısı borulu ve bakır kanatçıklı su ısıtma kollektörünün or- talama verimi % 72 olarak hesaplanmıştır. Hesabı yapılan günlerdeki ortalama güneş ışınım şiddeti (I) değeri ve dış hava sıcak- lığı (t) ilişkisi Şekil 6 ’da, dış hava sıcaklığı değişimleri ile sistem akışkanı giriş ve çıkış sıcaklıkları arasındaki ilişkileri gösteren diyagram Şekil 7 ’de, dış hava sıcaklığına bağlı olarak kollektör giriş-çıkış suyu sıcaklıkları ilişkisi Şekil 8 ’de, dış hava ) ( t c VQ '˜ ˜ ˜ U ) ( t cmQ '˜ ˜ ç g t t t ' U ˜ Vm (1) (2) (3) ya da; eşitlikleri kullanılmıştır. Verim hesabı: Verim için de; AI Q ˜ K (4) eşitliği kullanılmıştır. Deneyler Mayıs 2011 tarihinde 5 gün süreli olarak yapılmıştır. Beş gün boyunca saat 9.00‘dan saat 17.00‘ye kadar ölçülen güneş ışınımı ve sıcaklık verileri birbirine yakın olduğu için 28 Mayıs günü verileri esas alınmıştır ve ortalama deney sonuç verileri aşağıda verilen çizelgedeki gibi ( Çizelge 2 ) tespit edilmiştir. sıcaklığı ve güneş ışınım şiddetine bağlı olarak kollektör giriş-çıkış su sıcaklıkları ilişkisi de Şekil 9 ’da verilmiştir. Grafikte ( Şekil 6 ) görüleceği gibi; güneşten dünya yüzeyine gelen ışınım enerjisi ile or- tam havasının grafikleri arasında doğrudan bir paralellik yoktur. Bilindiği gibi ışınım, önce bir emici yüzey (absorber) tarafın- dan emildikten sonra çevresine iletim ve taşınımla (kondüksiyon ve konveksiyon = temas ve yayılım) ısı yaymaktadır. Şekil 7’ de giren su ile çıkan suyun sıcaklık farkının 9,42 ºC‘a çıktığı görülmektedir. Bu birinci grafiğin tersine, güneşten ışınımla gelen enerji kollektör yüzeyini ısıttığından, o yüzeyle temas eden havanın da sıcaklığını hızla yükseldiği görülmektedir. Şekil 6. Zamana bağlı güneş ışınımı - dış hava sıcaklığı ilişkisi Şekil 7. Zamana bağlı olarak sistem akışkanının giriş-çıkış su sıcaklıkları ilişkisi Şekil 8. Dış hava sıcaklığına bağlı olarak kollektör giriş-çıkış suyu sıcaklıkları ilişkisi Şekil 9. Dış hava sıcaklığı ve güneş ışınım şiddetine ve kollektör giriş-çıkış suyu sıcaklıkları ilişkisi Çizelge 2. Deney sonuç verileri ortalama değerleri Dış Hava Ortalama Şartları Sistem Akışkanı Ortalama Şartları Sıcaklık 931,7/33 = 28,3 o C Giriş sıcaklığı 1009/33 = 30,58 o C Hava hızı 12,35/33 = 0,37 m/s Çıkış sıcaklığı 1324/33 = 40,0 o C Havanın bağıl nemi 814,4/33 = 24,67 % Akışkan debisi 6 l × 15 dak = 24 kg/h Işınım şiddeti 24057/33 = 729 W/m 2 Kanal kesiti 0,1327∙10 -3 m 2 (1/2” boru)