Experimental analysis of thermosyphon solar hot water heater including simulation model validation
Simulasyon model olmak üzere termosifon tip güneşli su ısıtma sisteminin deneysel analizi
- Tez No: 304625
- Danışmanlar: PROF. DR. WILFRIED ZÖRNER, YRD. DOÇ. DR. EMRE ALPMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Termosifon tip güneşli su ısıtma sistemleri dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle ılıman iklimlerde, Akdeniz çevresindeki ülkelerde günlük sıcak su ihtiyacını karşılamasından dolayı tercih sebebidir. Diğer bir tercih sebebi ise sistemin yapısının teknik olarak basit olmasıdır. Pompaya ihtiyaç yoktur. Çalışma prensibi yoğunluk farkına dayanır. Kollektör içinde güneş radyasyonu esnasında ısınan akışkan yoğunluk farkından dolayı kollektörün üst kısmına yerleştirilen depolama tankına doğru hareket eder. Depolama tankında, akışkan ile kullanılabilir su arasında ısı transferi olduktan sonra soğuyan akışkan tankın alt tarafından kollektöre geri dönmektedir. Böylece kapalı bir çevrim oluşmaktadır.Bu tez çalışması, termosifon tip güneşli su ısıtma sisteminin deneysel olarak optimizasyonunu içermektedir. Bu anlamda, kollektör ve depolama tankı üzerinde laboratuvar ortamında testler yapılmıştır. Kollektör testleri; absorban plaka içindeki akış dağılımının incelenmesi ve kollektör verimin incelenmesi testlerinden oluşmaktadır. Depolama tankı testleri ise; sıcak su verimi testlerinden oluşmaktadır. Ayrıca, depolama tankı çalışması, bilgisayar ortamında bir simulasyon programı kullanılarak, testlerden elde edilen bulguların doğrulamasını içermektedir.Absorban plaka içindeki akış dağılımı, farklı debilerde ve giriş-çıkış konfigürasyonlarında, termografik bir kamera ile görüntülenmiştir. Elde edilen görüntülerde plaka içindeki akışın zayıf olduğu kısımlar incelenerek absorban plaka için optimum bir giriş-çıkış konfigürasyonu belirlenmiştir.Kollektör verimi testlerinde bir solar simulator kullanılarak farklı debilerde verim eğrileri elde edilmiştir. Sonuç olarak, debinin, kollektör verimi üzerinde bir etkisi olmadığı görülmüştür.Depolama tankı testlerinde, değişik şekillerde difüzör kullanılarak, depolama tankı içindeki sıcak su verimi incelenmiş ve optimum bir difuzör şekli belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, bir simulasyon programı ile bilgisayar ortamında yapılan simulasyon çalışmalarıyla karşılaştırılıp bir doğrulama sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Thermosyphon solar hot water heaters are used all over the world. Especially, around the Mediterranean Sea, countries use thermosyphon systems due to their technically less complex structure compared to pumped systems and production of daily hot water is sufficient. There is no need to a pump because of its working principle. During the hours of sunshine, fluid within the collector is heated by solar radiation. The heated fluid becomes less dense than the fluid in the storage tank and flows through the collector risers and connecting pipes into the storage tank. In the storage tank there is a heat transfer between the tap water and the heated fluid. The cooled down fluid sinks down to the collector inlet. Hence, a continual circulation is created.In this study, an optimisation of the thermosyphon system is aimed. Laboratory testing of the collector prototype and the storage tank were studied.The collector tests include; a determination of the flow distribution inside the absorber plate and the efficiency curve. The flow distribution inside the absorber plate was visualised by a thermographic camera at the different flow rates and inlet-outlet configurations. By inspecting the flow distribution records an optimum inlet-outlet configuration was determined. Efficiency curve tests were carried out at different flow rates. As a result, it was observed that the flow rate does not have an influence on the collector performance.Laboratory testing of the storage tank includes thermal stratification of water inside the tank. The storage tank studies also include a simulation validation of the results obtained from the tests. In the storage tank tests, the thermal stratification of the storage tank was observed using different diffuser shapes. An optimum diffuser shape was determined. Also, by using a computer based simulation, the storage tank test results were validated.
Benzer Tezler
- Güneş enerjili kendinden pompalı sıcak su sisteminin analiz ve simülasyonu
Analysis and simulation of a two phase self pumping solar water heater
TUNCAY GÜVEN
- Doğal dolaşımlı, kendinden depolu güneş toplayıcısının ısıl analizi
The Thermal analysis of a novel built-in-stroge solar water heater
İ.NECMİ KAPTAN
- Doğal dolaşımlı güneş toplayıcısı ısıl analizi
The Thermal analysis of solar water heaters with natural circulation
AYLA YİĞİT
- Kapalı devre bakır boru ve levhalı termosifon akışlı güneş toplacının ışınım ve ısıl analizinin deneysel ve analitik araştırılması
Experimental analytical research of radiation and heat performance of a solar collector with closed circuit, cupper pipe and absorber thermosyphon flow
HAYDAR ARAS
Doktora
Türkçe
1996
Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KEMAL TANER
- Kapalı termosifon döngüsünde akış ve ısı transferinin teorik ve deneysel incelenmesi
Experimental and numerical analysis of flow and heat transfer in closed thermosyphon loop
TAHSİN BAŞARAN
Doktora
Türkçe
2002
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERHAN KÜÇÜKA