Magnezyum klorür tabakalı güneş havuzunun enerji ve ekserji verimlerinin incelenmesi
The investigation of energy and exergy efficiencies of the solar pond stratified with magnesium chloride
Yazar: SİBEL DENİZ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KARAKILÇIK
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Bölümü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, 0,96 m çapında, 1,10 m derinliğinde, 5 mm kalınlıklı ve yan duvarları 0,08 m ve tabanı 0,10 m yalıtımlı bir güneş havuzu sistemi inşa edildi. Isı almak için enerji depolama bölgesinin içine, 0,01 m çapında ve 11 m uzunluğunda helozonik biçimde bakır ısı eşanjörü yerleştirildi. Güneş havuzunun iç bölgelerinin sıcaklığını ölçmek için 7 adet sıcaklık sensörü kullanıldı. Bir veri toplayıcısı aracılığıyla, tabakaların sıcaklıkları saatlik olarak kaydedildi. İç bölgedeki tabakaların yoğunlukları ise, 11 adet hortum kullanılarak ve bir hidrometre yardımıyla elle ölçüldü. Güneş havuzunun hem yoğunluk hem de sıcaklık dağılım profilleri, elde edilen verilere için, Ağustos 2012' den Kasım 2012' e kadar çıkarıldı. Güneş havuzunun enerji depolama bölgesindeki ani sıcaklık artışına rağmen güneş havuzunun tuz gradyenti kararlı olduğu görüldü. Güneş havuzunun ısı depolama performansını belirlemek için enerji ve ekserji eşitlikleri çıkarıldı. Bu eşitlikler yardımıyla, güneş havuzunun enerji ve ekserji verimleri hesaplandı. Sonuç olarak, magnezyum klorür güneş havuzunun enerji ve ekserji verimi sırasıyla, Ağustos ayında maksimum % 27,41 ve % 26,04 olarak, Kasım ayında minimum % 12,64 ve % 12,62 olarak görüldü. Elde edilen bu sonuçlar göre, verimin, sistemin iyi yalıtılması ve tabakaları oluşturan tuzlu suyun temiz ve iyi optik özelliklere sahip olmasından kaynaklandığını gösterdi. Uygun boyut ve özelliklere sahip bir magnezyum tabakalı güneş havuzunun konutlarda veya endüstride gereksinim duyulan ısıtma ve işlem suyu üretmek amacıyla kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
In this work, an insulated solar pond system with a diameter of 0.96 m, a depth of 1.10 m, the thickness of 5 mm and an insulated side and bottom walls thickness of 0.08 m and 0.10 m was constructed. The spiral cupper exchanger was constructed with a diameter of 0.01 m and the length of 11 m to extract of heat in the energy storage zone. 7 temperature sensors were used to measure the temperature of the inner zones of the solar pond. The inner zones? temperature was recorded the hourly by a data acquisition system. The density of the inner zones was measured to manual by using the 11 PVC pipes. Both the density and the temperature distribution profiles were obtained from August, 2012 to November, 2012. In spite of sudden temperature increase in the energy storage zone of the solar pond, the salinity gradient of the solar pond has been stable was shown. Furthermore, the energy and exergy balance equations of the magnesium-chloral solar pond were derived to determine the heat storage performance of solar pond. The solar pond?s efficiencies were calculated experimentally by using the energy and exergy balance equations. As a result, the energy and exergy efficiencies of the solar pond were observed for the maximum as 27.41 % and 26.04 % in August, for the minimum as 12.64 % and 12.62 % in December, respectively. Regarding the results show that the magnesium chloride solar pond system works properly and a pond with suitable dimensions and properties can be used to obtain hot water for domestic and industrial use.