Su ısıtmada kullanılabilecek yeni tip düz yüzeyli güneş kollektörlerinin tasarımı, yapımı ve denenmeleri / Fuat Lüle; Danışman Turhan Koyuncu

Abstract

Türkiye'de düz yüzeyli güneş kollektörleri su ısıtmada yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemler, Türkiye'nin Dünya üzerindeki konumu nedeniyle diğer enerji kaynaklarıyla kıyaslandığında oldukça karlıdır. Örneğin yapılmış bir çalışmada, düz yüzeyli güneş kollektörlerinin fındık kabuğu, odun, kömür, doğal gaz, petrol, LPG ve elektriğe göre yaklaşık 1.5, 2.0, 3.5, 4.0, 6.0, 7.0 ve 12.0 kat daha karlı oldukları belirlenmiştir. Ancak, mevcut sistemlerde kullanılan alüminyum ve bakır malzeme aşırı ısınmadan dolayı korozyona uğramakta ve kullanım suyuna karışmaktadır. Bu durum, sıcak suyun renk, koku, tat ve kimyasal yapısını bozmaktadır. Bunu engellemek için daha çok kapalı sistem güneş kollektörleri kullanılmaktadır. Bu kollektörlerde, bakır ya da alüminyum borularda ısınan antifrizli (glikol) su (genellikle %60 su ve %40 antifriz), ısısını, basit yapılı eşanjörler içerisinde bulunan kullanım suyuna aktarmaktadır. Fakat, ısının transferi sırasında önemli kayıpların oluşması nedeniyle eşanjörlerin verimleri oldukça düşmektedir.Bu nedenle bu uygulamalı araştırmada; krom 304 paslanmaz çelik malzemeden imal edilmiş, sıcak suya hiçbir olumsuz etkisi olmadan, kentin su şebekesine direk basınçlı olarak bağlanabilen, ortalama kullanım ömrü daha uzun ve verimi mevcut kollektörlerden daha yüksek olan, imalatı ve montajı kolay, bakım gerektirmeyen ve maliyeti de daha düşük olan "borulu ve kuru tip", "borulu ve ıslak tip" ve "kendinden depolu" kollektör olmak üzere üç farklı yeni tip düz yüzeyli güneş kollektörü tasarlanmış, üretilmiş ve EN (Avrupa Birliği Normları) 12975-2 ile TS (Türk Standartları) 3680-2 (Nisan, 2003)'ye göre test edilerek ısısal verimleri belirlenmiştir. Sonuçta; borulu ve kuru tip kollektörün ısısal veriminin %22.60, borulu ve ıslak tip kollektörün veriminin %42.57 ve kendinden depolu kollektörün veriminin ise %33.47 olduğu belirlenmiştir. En yüksek verim değerine sahip borulu ve ıslak tip kollektörün veriminin yaygın kullanılan eşanjörlerin veriminden %140 ve kollektör ve eşanjörden oluşan sistemin toplam veriminden de %200 daha fazla olduğu ortaya konulmuştur.