Design and construction of a 1-M2 solar water heater

Abstract

ÖZET 1-M2 GÜNEŞLİ SU ISITICISININ TASARIMI VE YAPIMI KANYILMAZ, Suat Yüksek Lisans Tezi, Mak. Müh. Böl. Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Süha Selamoğlu Ağustos 1987, 140 ' sahife 2 Bu çalışmada, 1-m (1 m x 1 m) nominal alanlı, düz levha tipi toplayıcılı ve doğal dolaşımlı güneşli su ısı tıcısının tasarımı ve yapımı gerçekleştirilmiş ve deney sel olarak incelenmiştir. Tasarım parametreleri güneşli ısıtıcılar hakkındaki literatürden yararlanarak saptan mıştır. Tasarım, kolay elde edilebilir malzemelere ve basit atelye imalat işlemlerine dayandırılmıştır. Sistemin çalışmasında basitlik, düşük maliyet ve yüksek verimlilik gözetilmiştir. Yutucu levha yüzeyi için birkaç seçici ve seçici olmayan `siyah` kaplamalar hazırlanmış, küçük parçalar üzerine uygulanmıştır. En uygun yutucu yüzey kap laması, eşit güneş radyasyonu altında yüzeydeki denge sı caklıkları ölçülerek ve karşılaştırma yapılarak saptan mıştır. Toplayıcının üst yüzeyinden oluşan radyasyon kayıp larını en aza indirgemek için, kendi kendine yeter, termo- mekanik ve yutucu levha üzerinde yayılma ve yutulma kont rolünü sağlayan bir mekanizma araştırılmış ve yapılabilir bulunmuştur. Gerçekleştirilen düzenek toplayıcının üstyüzeyine monte edilerek kullanılmış ve tipik radyasyon şartlarında verimde % 3-4 kadar artma sağladığı görülmüş tür. Anahtar Kelimeler: güneşli su ısıtıcısı, düz levha tipi toplayıcı, seçici yüzey kaplama, radyasyon kayıpları, yayı İma /yutulma kontrolü. vi

ABSTRACT DESIGN AND CONSTRUCTION OF A 1-M2 SOLAR WATER HEATER KANYILMAZ, Suat M.S. in Mechanical Eng. Supervisor: Prof.Dr. Süha Selamoğlu Au'just 19 87, 140 pages A solar water heater with flat-plate collector of 2 1-m (1 m x 1 m) nominal area having natural circulation was designed, constructed and tested. The design parameters were determined by conventional methods available in literature. The design was based on available materials and simple workshop construction operations. Simplicity in system operation, low cost, and high efficiency at the conditions prevailing in Turkey were the guidelines in design. Several selective and non-selective `black` coatings for the absorber plate surface were prepared and applied on small samples. Selection was made by measuring and comparing the equilibrium surface temperatures under c identical solar radiation. In order to minimize radiation losses from the collector top surface, the possibility of a self-contained thermomechanical emittance/absorptanc e control mechanian was also investigated and found feasible. The mechanism was constructed and superimposed on the top surface of the collector. Tests showed an increase in efficiency by 3-4 % under typical insolation. iiiKey words: Solar water heater, flat-plate collector, selective coating, radiation losses, emittance/ absorptance control. iv