Vakumlu tüp kullanılan güneş enerjili bir mekan ısıtma sisteminin ısıl performansının değerlendirilmesi
Thermal performance of a solar room heater with evacuated tubes
Yazar: GÜVENÇ UMUR ALPAYDIN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA SERHAN KÜÇÜKA
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada vakumlu cam tüp kullanılan güneş enerjili ısıtma sisteminin yaklaşık 10 metrekare alana ve 2,5 m yüksekliğe sahip bir hacim için performansı incelenmiştir. Öncelikle ışınım olduğu zamanlarda üretilen ısıyı depolamak amacıyla 0,6 m yüksekliğinde ve 1 m uzunluğunda standart bir (PKKP) radyatörün ön paneli ikiye bölünerek bir bölümü faz değişim malzemesi ile doldurulmuştur. Faz değişim malzemesi olarak uygun faz değişim sıcaklığına ve özelliklerine sahip bir parafin çeşidi olan tricosane kullanılmıştır. Geliştirilen radyatörün, kararlı durum ısıl güç testinin yanı sıra ısınma ve soğuma davranışları incelenmiştir. 
Isıtma sistemi dış ve iç üniteden oluşmaktadır. Dış ünitede bulunan toplayıcı yüzey üzerine gelen güneş ışınımı soğurularak buradaki su ısınmakta ve doğal dolaşım ile iç ünitedeki radyatöre geçmektedir. Toplayıcı yüzey olarak vakumlu cam tüpler kullanılmıştır. Toplayıcı yüzeye gelen ışınım piranometre ile ölçülmüştür. İç ünitede faz değişim malzemeli radyatör, test odasının uygun olmamasından kullanılamamış bunun yerine alüminyum dilimli radyatör kullanılmıştır. Sistemin belirli yerlerine ısıl çiftler bağlanarak güneş ışınımı olduğu saatler arasında sıcaklık ölçümleri yapılmıştır. Radyatör girişi hattına bağlanan bir elektrikli ısıtıcı üzerinden su sıcaklığı kontrollü şekilde arttırılarak, sıcaklık artışından hareketle su dolaşım debisi hesaplanmıştır. Dolaşım debisi ve radyatör giriş-çıkış sıcaklıkları kullanılarak ısıtma gücü ve gelen ışınım şiddetine bağlı olarak günlük ısıtma verimi belirlenmiştir. Meteorolojik verilerin kullanılması ile sistemin ısıtma mevsimindeki genel performansı incelenmiştir.

Abstract:
In this study, the performance of a vacuum glass tube heating system was investigated for a room that has 10 square meter area and 2.5 meter height. A standard radiator's front panel is divided into two parts and filled with phase change material to store heat when the radiation is generated. Radiator's size is 0.6 m height and 1 m length. As a phase change material, tricosane which has suitable phase change temperature and properties is selected. The developed radiator's steady state thermal power, heating and cooling behaviors have been examined.
The heating system consists of the outer and inner units. The collector in the outer unit absorbs solar radiation. The water that is in the collector warms and passes through the radiator inside unit. Vacuum glass tubes were used as collector surface. The radiation on the collecting surface was measured by a pyranometer. In the inner unit, a phase change material radiator was used instead of the test room, so an aluminum section radiator was used instead. Thermocouples were connected to certain parts of the system and temperature measurements were made at the time of irradiation. An electric heater connected to the radiator inlet line for  the water temperature is controlled and the water circulation rate is calculated by increasing the temperature. By means of an electric heater connected to the radiator inlet line, the water temperature is controlled and the mass flow is calculated by increasing the temperature. Using the mass flow and radiator inlet-outlet temperatures, the efficiency is determined depending on the heating power and the irradiation. The overall performance of the system during the heating season was investigated by using meteorological data.