KAPALı DEVRE SISTEMLERDE KULLANıLAN YATAY DEPOLU SISTEMLER DIKEY DEPOLU SISTEMLER. İLLERE GÖRE KULLANıLAN ANTIFIRIZ ORANLARı [8]

Transkript

1 KAPALı DEVRE SISTEMLERDE KULLANıLAN AKıŞKANLAR [8] İLLERE GÖRE KULLANıLAN ANTIFIRIZ ORANLARı [8] YATAY DEPOLU SISTEMLER Yatay depolu sistemlerde sıcak ve soğuk su depoları yatay olarak yerleştirilmiştir. Tabii tiplerde kollektör ve depo arasında en az 50 cm yükseklik farkı bulunmalıdır. Bu sistemler Açık Kapalı Tabii dolaşımlı Zorlanmış dolaşımlı olabilirler. DIKEY DEPOLU SISTEMLER Yatay depolu kollektörler Depo iki bölümden oluşmaktadır. Üstte soğuk,altta sıcak su bulunmaktadır. Dışarıdan tek bir depo gibi görünüme sahiptir. Dikey depolu tipler genelde doğal sirkülasyonlu sistemlerde kullanılır. Üretim maliyeti yatay depolulara oranla daha düşüktür. Suyun girişini şamandıra kontrol etmektedir. Şebekeden gelen su önce üst bölümde tutulur. Su kesintisi sık olan bölgelerde kullanımı uygun değildir. 1

2 GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ ORTALAMA ısıl VERIMLERI [8] o VAKUM BORULU TOPLAYıCıLAR İç içe geçmiş iki cam tüpden oluşmaktadır. o İçteki tüp seçici yüzeyle kaplandığı için güneş ışınlarını emici özelliği artırmaktadır. o o Tüpler arasındaki bölge havadan arındırılarak ısı kaybı en aza indirilmiştir. Tüplerin oval yapısı ve tüpler altında bulunan krom reflektörler güneş ışınları yüksek oranda yakalayarak ısıya dönüştürmektedir. Vakum borulu toplayıcılar VAKUM BORULU KOLLEKTÖR ÇEŞITLERI Vakum borulu kollektörler 2 çeşittir, Vakum tüplü ısı borulu vakum tüp Vakum tüplerde her bir vakum tüp iç içe geçmiş iki adet cam tüpten oluşmaktadır. Direkt akışlı vakum tüpte ısıtıcı akışkan vakum tüpün içinde doğrudan dolaşır. VAKUM TÜPLÜ KOLLEKTÖRLER Direkt akışlı vakum tüp Endirekt akışlı vakum tüp Olmak üzere iki farklı tipi vardır. 2

3 Dış tüp, darbelere son derece dayanıklı bir malzeme olan borosilikattan imal edilir. İç tüp de aynı malzemeden üretilmiş ancak özel bir selektif yüzey (Al - N/Al) ile kaplanmıştır. İki tüp arasındaki hava emilerek vakum ortamı oluşturulmakta ve her türlü ısı kaybı en düşük seviyeye indirilmektedir. İç tüpte yer alan özel kaplama ve paslanmaz çelik reflektör sayesinde güneş ışınlarının %93'ü maksimum verimle emilerek ısıya çevrilmekte ve güneş ışınlarının geri yansıma oranı da minimuma (%7) indirilmektedir. İki tüp arasındaki vakum ortamını oluşturmak için baryum toplayıcı kullanılmaktadır. Üretim esnasında bu toplayıcı çok yüksek sıcaklıklara maruz bırakılır ve bu şekilde vakum tüpün dip kısmı saf bir baryum tabakası ile kaplanır. Bu baryum tabakası aktif olarak işlem esnasında tüpten açığa çıkan CO, CO2, N2, O2, H2O ve H2 gibi gazları absorbe eder ve bu sayede vakumun oluşmasını sağlar. Baryum tabakası aynı zamanda vakumun doğru bir şekilde yapılıp yapılmadığını da gösterir. Eğer tüpteki vakum kaybolacak olursa gümüş renkli baryum tabaka beyaza döner. Bu da bir vakum tüpün doğru şekilde çalışıp çalışmadığının kolayca anlaşılmasını sağlar. BARYUM AYNASI OLUŞTURMA Vakum tüpün dış boru alt ucunun iç kısmı teknikle buharlaştırılan baryum metali ile kaplanarak bir baryum aynası oluşturulur. Baryum metali buharlaştırılarak boru ucunda bir ayna oluşması sağlanır. Aynanın birinci görevi, başlangıçta iki boru arasında oluşturulan vakum boşluğuna, zamanla selektif kaplamadan gelebilecek CO, CO2, N2,02, H2O ve BARYUM AYNASI OLUŞTURMA H2 gibi gazları emerek vakum özelliğinin bozulmasını önlemektir, ikinci görevi de, vakum ortamı bozulduğunda, sütsü beyaz bir renk alarak durumun açıkça görülmesini sağlamaktır. ENDIREKT AKıŞLı VAKUM TÜPLÜ SISTEMLER Endirekt akışlı vakum tüpte ısıtıcı akışkan vakum tüp içindeki bakır borular içersinde dolaştırılmaktadır. 3

4 ISı BORULU VAKUM TÜPLÜ SISTEMLER Isı çubuğu (bakır) alüminyum ısı transfer kanadının arasına yerleştirilerek cam vakum tüpün merkezine yerleştirilir. Alüminyum kanatlar, hem bakır ısı çubuğu hem de vakum tüpün iç yüzeyi ile temas alanının maksimize edilmesi için kalıpta özel forma sokulmuştur. Bu kanatlar ısı transferini ısı çubuğuna ve dolayısıyla da suya büyük oranda artırır. Bakır ısı çubuğunun içinde ısı transfer sıvısı dolaşır. ISı BORULU VAKUM TÜPLÜ SISTEMLER Bu sıvı bakır ısı çubuğunun merkezindeki boşluğa enjekte edilirken aynı zamanda içerideki hava da 4x10-6 Pa derecesinde vakum edildiği için O C gibi çok düşük sıcaklıklarda dahi içerideki sıvı buharlaşabilir. Bakır ısı çubuğu ısındığında buharlaşan sıvı, yoğunlaşma çubuğu bölümüne doğru yükselmeye başlar ve bu bölümde ısı suya transfer edilir. Kaybedilen ısı sebebiyle buhar yoğunlaşarak sıvı hale döner ve aynı döngüyü tekrar gerçekleştirmek üzere bakır çubuğunun tabanına doğru geri döner. Bu sistemlerde ısı borusunun üst ucu manifolta/depoya yerleştirilerek ısısını buradaki akışkana bırakır. Isı çubuklu vakum tüpler de iç içe geçmiş ve aralarındaki hava vakum edilmiş iki adet cam tüpten oluşmaktadır. Buna ek olarak tüpün içerisine bakır bir ısı çubuğu yerleştirilmiştir. ısı çubuklu vakum tüpün elemanları, cam vakum tüp bakır ısı çubuğu alüminyum ısı transfer kanatları [8] 4

5 SÜPER İLETKEN METAL VAKUM (SİMV) TÜPLER SİMV TÜPLER Süper iletken metal vakum (SİMV) tüpler, orijinal bir forma sokulup selektif yüzey ile kaplanmış alüminyum plaka ile bakır ısı borularının hassas lazer kaynak teknolojileriyle birleştirilmesi ve vakum tüp içerisine özel metal aparatlarla monte edilmesinden oluşan sistemlerdir [10]. Özel teknolojisi ve hızlı reaksiyon vermesi sayesinde normal vakum tüplü sistemlere göre yaklaşık iki kat daha fazla ısıl verim sağlamaktadır. SİMV tüplü sistemlerde basınca dayanıklı depo kullanıldığından dolayı sistem su takviyesini otomatik yapmakta ve kullanım suyunda basınç sorunu yaşanmamaktadır [10]. SİMV TÜPLER Süper iletken metal vakum (SİMV) tüp elemanları Depo içerisinde oluşan sıcak su buharı da otomatik ventil ile dışarı atılmaktadır. Vakum tüplerin içerisinde su dolaşmadığı için tüplerden birinin kırılması durumunda bile sistem ufak bir verim kaybıyla sızıntı türünden sorunlar çıkarmaksızın normal işleyişine devam etmektedir. Su ile tüpün arasında koruyucu özel bir silikon tabaka bulunmaktadır ve bu malzeme paslanma, aşınma ve kırılmaya karşı dayanıklıdır. Bu sayede SİMV tüplü sistemlere bir kez yatırım yapılarak ömür boyu fayda sağlanmaktadır [10]. SİMV TÜPÜN AVANTAJLARI 1) Bakır ısı çubukları sayesinde hızlı ısı transferi. 2) Basınçlı su ile kullanıma uygundur. (8 bar kadar) 3) Tüpler kırılma anında kolaylıkla değiştirilebilir ve kırılma durumunda sistem küçük bir verim kaybıyla çalışmaya devam ede [10]. SİMV TÜPÜN AVANTAJLARI 4) Diğer vakum tüplere göre yüksek ısıl verim 5) Vakum tüp basınca daha fazla dayanıklıdır. 6) Düşük termal kapasitesi sayesinde enerji üretimi hızlıdır. 7) ışıma sıcaklık 250 C' ye kadar çıkabilmektedir. 8) Yüksek verimli selektif kaplama ve vakum izolasyon sayesinde bulutlu ve nemli bölgeler için çok uygun. 9) Absorber metal yüzey, 5x10-3 Pa basinçta vakum edilmiş borosilikat cam ile çevrili oldugu için paslanma ve çürüme riski yok [10]. 5

6 Örnek bir SİMV tüp teknik özellikleri DÜZLEMSEL KOLLEKTÖRLERIN SERI BAĞLANMASı Kış aylarında, günlerin kısa olması ve güneşlenme süresinin azalması ile birlikte, Dış ortam ve şebeke suyu sıcaklığının düşmesinden dolayı, kollektörlerin enerji kayıpları arttığından istenen sıcaklıklarda su elde edilememektedir. Kış aylarında, yüksek sıcaklıkta su eldesi için güneş kollektörleri Şekil deki gibi seri bağlanmaktadır. Bu bağlantı ile daha sıcak su elde edilmekle birlikte, özellikle ikinci kollektörün veriminde önemli ölçüde düşme meydana gelmektedir. Şekilden de görüldüğü üzere b kollektörünün verimi a kollektörüne göre büyük oranda düşüktür [8]. Şekil-Kollektörlerin seri bağlanması Şekil-Kollektörlerin seri bağlanmasında kollektör ısıl veriminin değişimi. KOLLEKTÖRLERIN BAĞLANMASı 6

7 KOLLEKTÖRLERIN BAĞLANMASı KAYNAKLAR [1] Anonim, World Energy Outlook 2010, International Energy Agency, Paris, [2] Ertürk, F. U., Yoğuşmalı Kombi Teknolojilerinin Çevresel, Ekonomik Kazanımları Ve Yeni Hedefler, Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi, Edirne, [3] Anonim, World Energy Investment Outlok, International Energy Agency, Paris, [4] Ünalan, S., Alternatif Enerji Kaynakaları. [5] Algül, E., Hava kirliliği ve küresl ısınma. [6] Dünyada ve Türkiye de enerji görünümü, ETKB. [7] Kayfeci, M., Alternatif enerji kaynakları, [8] Abuşka, M., Güneş enerjisi ve ygulamaları ders notları. [9] Altınışık, K., Güneş enerjisi ders notları. [10] 7