Isı borulu güneş kollektörlü ve ısı pompalı sistemin birlikte kullanılabileceği kurutma sisteminin tasarımı ve imalatı
Design and manufacturing of drying system that combined heat pump and heat pipe solar collector
Yazar: HUSEYN BUDAGOV
Danışman: PROF. DR. HİKMET DOĞAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu tez çalışmasında; Isı Borulu Güneş Kolektörlü ve Isı Pompalı Kurutma sistemi tasarlanmış, imalatı gerçekleştirilmiş ve farklı şartlarda çalışma performansı deneysel olarak incelenmiştir. Bu sistemde kurutma için gerekli olan enerji ihtiyacı güneşten ve ısı pompasından sağlanmıştır. İmalatı yapılan bu kurutma sistemi bir birine bağımlı olmadan; güneşli günlerde ısı borulu güneş kolektörüyle ve güneş olmayan günlerde ise ısı pompasıyla ısıtma yaparak, iki ayrı sistemin bütünleşmesiyle, 24 saat çalışma imkânı sağlamıştır. Isı borulu güneş kolektörlü (IBGK) ve ısı pompalı (IP) kurutma sistemi için 2 farklı şekilde; ilk olarak güneş olmadığı durumlarda ısı pompası (IP) ve daha sonra güneşli şartlarda ısı borulu güneş kolektörü (IBGK) çalıştırılarak hava ısıtma deneyleri yapılmıştır. Sistemin kontrolü Oransal-İntegral-Türevsel (PID) kontrol cihazı kullanılarak sağlanmıştır. Sistemin her durumu için termodinamik analizler yapılmıştır. Deneyler farklı hava hızlarında (1,0; 1,2; 2,0 m/s) ve farklı sıcaklıklarda (45-50, 50-55, 48-53 oC) yapılmıştır. Deneyler sonucunda; ısı pompasının performans katsayısı (COPIP) 2,22; 2,69 ve 4,51 olarak ve ısı pompalı kurutma sisteminin performans katsayısı da (COPTS) 1,82; 2,22 ve 3,45 olarak hesaplanmıştır. Isı borulu güneş kolektörü (IBGK) için 1,5; 2,5 ve 3,0 m/s hava hızlarında yapılan deneyler sonucu ise; ısıtma performans katsayısı (IPK) 5,88; 7,79 ve 3,55 olarak ve kolektör verimleri ise (ƞ) % 38,0; % 42,2 ve % 44,13 olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this thesis study, a drying system with heat pipe solar collector and heat pump was designed, the manufacture was realized and the working performance was examined experimentally under different conditions. In this system, the energy requirement for drying has been provided by solar and heat pump. The dryer system that is manufactured is not dependent to each other. On sunny days, with heat pipe solar collector, and on days without sun, by heating by heat pump, two separate systems were integrated to provide 24 hours working possibility. In 2 different modes for heat pipe solar collector and heat pump drying system; air heating experiments were first carried out by heat pump in the absence of sun and then by solar collector with heat pipe in sunny conditions. Control of system was achieved by using Proportional-Integral-Derivative (PID) control device. Thermodynamic analyzes were carried out for each case of the system. Experiments were carried out at different air velocities (1.0; 1.2; 2.0 m/s) and at different temperatures (45-50, 50-55, 48-53 oC). As a result of experiments, heat pump performance coefficient is (COPIP) 2.22; 2.69 and 4.51 and the performance coefficient of the heat pump drying system is (COPTS) 1.82; 2.22 and 3.45, respectively. The heating performance coefficient was found to be 5,88; 7,79 and 3,55 as a result of the experiments carried out for the solar collector at 1,5; 2,5 and 3,0 m/s air velocity. Furthermore, collector efficiency is calculated as 38,0 %, 42,2 % and 44,13 %.