KAPALI DEVRE GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNDE KULLANILABİLEN ARAFAZ ELEMANLARININ ARAŞTIRILMASI - KURTBAŞ, İRFAN (Fırat Üniveristesi, 2000)
YÜKSEK LİSANS TEZİ KAPALI DEVRE GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNDE KULLANILABİLEN ARAFAZ ELEMANLARININ ARAŞTIRLMASI İrfan KURTBAŞ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi Anabilim Dalı 2000, Sayfa: 67 Dünyadaki teknolojik gelişmeye bağlı olarak artan enerji ihtiyacı, alternatif enerji kaynaklarının araştırılmasını beraberinde getirmiştir. Alternatif enerji kaynakları içerisinde önemli yer tutan güneş enerjisinden yaz aylarında faydalanmanın yanında, kış aylarında da faydalanmak günümüzde neredeyse zaruri hale gelmiştir. Gelişmiş ülkeler, çevreyi kirletici etkisi olmayan ve sonsuz enerji kaynağı olan güneş enerjisinden maksimum seviyede faydalanmayı amaç edinmişlerdir. Bu nedenle dünyada genelde kış aylarında kullanmaya elverişli olan kapalı çevrimle çalışan güneş enerjisi sistemleri geliştirilmiştir. Fakat kapalı sistemlerde kollektörde dolaştırılan ısıtıcı akışkan olarak kullanılan ara faz elemanının geliştirilmesi her zaman problem olmuştur. Kullanılan ara faz elemanının yüksek ısıl kapasiteye ve düşük donma sıcaklığına sahip olması gerekir. Isıl kapasitesi yüksek ve bedava olan sıvı sudur. Fakat suyun donma sıcaklığının 0°C gibi büyük bir değerde olması kışın saf olarak kullanılmasını imkansız hale getirmektedir. Suyun donma sıcaklığını düşük değerlere çekmek için suya karıştırılan maddeler ise ısıl kapasiteyi olumsuz yönde etkilemektedirler. Suya ne kadar fazla katkı maddesi eklenirse donma sıcaklığı o oranda düşmekte fakat suyun ısı çekme kapasitesi de o oranda kötüleşmektedir. Şayet ısıtıcı akışkan olarak su kullanılacaksa mutlaka ülkelere, hatta bölgelere göre çok iyi bir ısı envanteri çıkarılıp suya eklenecek optimum katkı maddesi miktarının belirlenmesi zaruridir. Bazı hallerde kollektörlere ara faz elemanı olarak, suyun kullanılması imkansız olabilir. Sudaki katkı maddesinin zamanla çökmesi, suyun korozyon ve kireçlenme problemlerinin çok olması gibi sakıncalar, suya alternatif ısıtıcı ara faz akışkanlarının araştırılması ihtiyacını doğurmaktadır.Bu çalışmada, tabii sirkülasyonlu, kapalı devre ile çalışan güneş enerjisi sistemlerinde kullanılan ısıtıcı ara faz akışkanları araştırılmıştır. Sistem temelde ısı eşanjörlü, sivili güneş kollektörüdür. Sistemde dolaşan ara faz sıvısı, kullanılan temiz suyu eşanjör vasıtasıyla ısıtmaktadır. Yapılan çalışmalarda dört farklı ısıtıcı akışkan kullanılmıştır. Bu akışkanlar sırası ile propilen glikol -su karışımı, etilen glikol -su karışımı şanzıman yağı (Torque Fluid 175) ve trafo yağı (PO Trafo )dur.Ara faz elemanı olan suyun dezavantajlarını ortadan kaldırmak için, alternatif akışkan olarak, viskozitesi ve donma sıcaklığı düşük iki farklı yağ tablodan seçilmiştir. Deneyler kasım, aralık ve ocak aylarında Elazığ yöresi iklim koşullan altında yapılmıştır. Yöremize en uygun olan %50 su %50 propilen -glikol karışımı, %50 su %50 etilen - glikol karışımı deneysel ısıtıcı akışkan için denenmiştir. Bu karışımlardan elde edilen deneysel bulgular, karışıma alternatif olarak sunulan yağlar ile karşılaştınlmzştır. Her akışkan ile 10'ar günlük deneyler yapılmış ve yaklaşık aynı ışınım miktarına tekabül eden günlerde farklı akışkanlarla yapılan deneylerden elde edilen bulgular birbirleriyle mukayese edilmiştir. Deneysel ölçümler dizaynı ve boyutları ısı geçişi yönünden çok önemli olan ısı eşanjöründe sürekli alınmıştır. Bunun yanında çevre sıcaklığı, kollektör yüzey sıcaklığı saatlik ışınım miktarı sürekli ölçülmüştür. Deneylerde ısınan sıvı akışkanın (temiz suyun)debisi 5 kez değiştirilerek daha çok noktada ısı transferi deneylerinin yapılmasına imkan sağlamıştır. Böylece ısıtıcı akışkanların ısı çekme kapasiteleri hakkında daha kesin sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen deneysel bulgulardan yararlanarak ampirik bağıntılar elde edilmiştir. Deneyler sonucuna göre ;ara faz elemanlarının ısı çekme kapasitelerinin iyiliği sırasıyla %50su - %50 propilen glikol karışımı buna çok yakın değerde %50su, %50etilen glikol karışımı, şanzıman yağı ve trafo yağıdır. Yağlar ısı çekme kapasitesi bakımından birbirlerine yakınlık gösterirken, antifirizli tabir ettiğimiz sular birbirlerine benzerlik göstermektedirler.

II SUMMARY MASTER THESIS INVESTIGATION OF USABLE INTERPHASE MATERIALS IN A CLOSED- LOOP ENERGY SYSTEMS İrfan KURTBAŞ Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Education 2000, Page: 67 Dependent to development of technology in the world, the necessity of energy will be grown, and investigation of alternative energy sources had been come together. In the alternative energy sources, the solar energy has an important degree. To utilize solar energy from winter is an obligation today. So, in the month of winter, to use the solar energy close loop solar collector system has been developed. It is a problem to use interphase fluid as working (head transfer) fluid. The interphase fluid must have high heat capacity and low frozen point. Water has high heat capacity and low price. But the frozen point of water is zero. So we can't use water as close loop working fluid in winter. For not to freezing some low frozen point materials mixing with water. But the heat capacity of that materials is low In this study, the interphase fluid which used in the close loop solar collector system has investigated. Thus, fluid has free circulation. Heat transfer from interphase to clean water is to be due to heat exchanger for our study four different interphase has used as the working fluid. This are propylene glycol- water mixture, ethylene glycol- water mixture, torque fluid oil 175 and PO Trafo oil. All fluids tried experimentally as working close loop fluids. In the experimental data we see that in the four used fluid, is propylene glycol and water mixture, then ethylene glycol- water mixture, then Torque fluid oil and then PO trafo oil.
Investigation of usable interphase materials in a closed-loop solar energy systems
Bu tezin, veri tabanı üzerinden yayınlanma izni bulunmamaktadır. Yayınlanma izni olmayan tezlerin basılı kopyalarına Üniversite kütüphaneniz aracılığıyla (TÜBESS üzerinden) erişebilirsiniz.
Keywords: Eğitim ve Öğretim; Education and Training; Makine Mühendisliği; Mechanical Engineering