Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2011
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MURAT ASLAN
Danışman: EMRE ALPMAN
Özet:SİMULASYON MODEL OLMAK ÜZERE TERMOSİFON TİP GÜNEŞLİ SU ISITMA SİSTEMİNİN DENEYSEL ANALİZİ 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. ABSTRACT EXPERIMENTAL ANALYSIS OF THERMOSYPHON SOLAR HOT WATER HEATER INCLUDING SIMULATION MODEL VALIDATION 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.