Kullanılabilir boyutlarda bir güneş havuzunun fiziksel parametrelerinin incelenmesi ve matematiksel modellemesi

Abstract

VI öz Bu çalışmada, Ç.0, kampusu içinde 400 m lik bir serayı ısıt mak amacıyla, 10 mX 10m X 2.5 m boyutlarında yalıtımsız bir güneş ha vuzu inşa edildi. Güne« havuzunda, ısıyı depolamada en büyük etken olan tuz yoğunluğu eğiminin bozulmasını önleyen bir `düzenek geliştirildi, Ya pılan tuz yoğunluğu ölçümleri ile kararlılığın bu düzenekle sağlanabi leceği gösterildi. Havuzun ısı depolama bölgesine yerleştirilen bir ısı aktarma düzeneği yardımıyla, havuzdan ısı alma denemeleri yapıldı ve ısı aktarma sisteminin serayı ısıtmaya yeterli ısıyı aktarabileceği sap tandı. Havuzun, ısısal davranışını gözlemek için bir seri sıcaklık ölçüm leri yapıldı. Fakat sonradan.havuzun tabanında ortaya çıkan sızıntılar nedeniyle, bu ölçümlere ara verildi. Deneysel çalışmalara ek olarak, yalıtımlı ve yalıtımsız güneş havuzlarında sıcaklık dağılımının, gelen güneş enerjisine, havuzun bo yutlarına, havanın ve havuzu çevreleyen toprağın sıcaklıklarına bağlı olarak değişimini veren, üç boyutlu matematiksel bir modelle, bu modeli çözümleyen bir bilgisayar programı geliştirildi. Yalıtımsız güneş havu zu modelinden elde edilen verilerle deneysel veriler karşılaştırıldı ve iyi bir uyum içinde oldukları görüldü. Model değişik boyutlu ve farklı yüzey ısı kayıp katsayısına sa hip güneş havuzlarına ve havuzdan ısı alınması durumuna da uygulandı. Elde edilen sonuçlar, bu parametrelerin havuzun ısısal davranışı üzerine etkili olduğunu ortaya koydu.Ayrıca, model sonuçlarından yararlanılarak havuzun maliyet ve amorti hesapları da yapıldı. Yine bu çalışmada, hesap lanan çevre-toprak sıcaklıklarının havuzun ısı kapasitesi üzerine etkile ri de incelendi.

VI 1 ABSTRACT In this work, an uninsulated solar pond having dimensions of lOm x 10 m x 2.5 m, has been built on the Çukurova University campus 2 for heating purpose of a 400 m greenhouse, A new set up, preventing the degradation of salt gradient which is most effective factor for energy storage in the pond, has been developed. Density measurements at the different levels in the pond have indicated the set up is ca pable of stabilizing the gradient of the pond. Heat extraction experi ments were made using a; heat exchanger placed in the heat storage re gion of the pond. It is concluded that the sufficient energy for heat ing the greenhouse may be obtained from this system. In order to ob serve the thermal behaviour of the pond, a series.of temparature mea surements were also carried out, but because of the appearance of a un wanted leakage at the bottom of the pond, the measurements were stopped. In addition to the experemental studies, a three dimensional mathematical model and a computer-program given the solution of this model have been developed. The model gives the temperature distribution in insulated and uninsulated solar ponds depending on the incident solar energy, dimensions of the pond, and ambient and surrounding soil tempe ratures. The comparison.- of the results of the experiments and the mo del for uninsulated pond shows that they are in very good agreement. The model is applied to the case of.. differieBt pond sizes and surface heat loss coefficients, and also of extracting the heat from the ponds. The results obtained have shown that these parameters are effective on the thermal behaviour of the pond. The cost and amortization of the solar pond have been calculated by using the results of model. The effects of surrounding soil temperature obtained from these studies on the heat storage ability of the solar pond have also been investigated.