Effect of heat absorbing media on thermal performance of air-type solar collectors

Abstract

Adı-Soyadı: Kamil AYDINOkul: İzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüAnabilim Dalı: Makine MühendisliğiProgramı: Makine Mühendisliği (Yüksek Lisans)Tez Başlığı: Isı yutma ortamının hava tipi güneş kolektörlerinin termalperformansına etkisiÖZETBu çalışmada hava yutma ortamının hava tipi güneş kolektörlerinin termalperformansına etkisi deneysel olarak çalışıldı. ASHRAE 93-1986 ?Güneşkolektörlerinin termal performanslarını belirlemek için test yöntemleri? kullanılarakdeney düzeneği yapıldı ve test edildi. Hava yutma ortamı olarak %85 gözeneklipoliüretan köpük kullanıldı. Analizlerde 3, 3,5 ve 4 m/s olmak üzere üç hava hızıkullanıldı. Benzer günler için olan datalar birbirleriyle karşılaştırıldı. Veriminpoliüretana bağlı olan artışı sunuldu ve hava tipi güneş kolektörümüzün performanseğrileri gösterildi. Kolektör performansına etki eden faktörler tartışıldı. Hava yutmaortamının kullanılışı ısı transferi yüzey alanını arttırır ve bu da verimi arttırır, fakat,ekstra pompalama gücüne maruz kalmamak için basınç düşümü de göz önündebulundurulmalıdır. Sonuç olarak, 35 ve 38oC arası ortam sıcaklıklarında 3 m/s içinyaklaşık %55, 28 ve 32oC arası ortam sıcaklıklarında 4 m/s için yaklaşık %60 ve 3,5m/s için yaklaşık %48 verim değerleri elde edildi. Diğer taraftan, basınç düşümleri 3m/s için 0,015 kPa dan 0,215 kPa ya, 3,5 m/s için 0,01 kPa dan 0,32 kPa ya ve 4 m/siçin 0,01 kPa dan 0,385 kPa ya yükseldi.

Name: Kamil AYDINSchool: İzmir Institute of TechnologyDepartment: Mechanical EngineeringMajor: Mechanical Engineering (Master)Title of Thesis: Effect of heat absorbing media on thermal performance ofair-type solar collectorsABSTRACTIn this study, effect of heat absorbing media on the thermal performance ofair-type solar collector is studied experimentally. Experimental setup was built andtested by using the ASHRAE 93-1986 standard named ?Methods of testing todetermine the thermal performance of solar collectors?. Polyurethane foam is used asheat absorbing media with a porosity of 85%. In the analysis three air speeds 3 m/s,3,5 m/s and 4 m/s are used. Data for similar days are compared with each other.Increment of the efficiency related to the polyurethane foam is presented andperformance curves of our air-type solar collector are indicated. Factors, affect theperformance of collector, are discussed. Using heat absorbing media enhances heattransfer surface area and this increases efficiency, but pressure drop should be takeninto consideration to prevent extra pumping power. In conclusion, efficiency valuesabout 55% for 3 m/s for ambient temperatures between 35 and 38oC, 60% for 4 m/sand 48% for 3,5 m/s for ambient temperature between 28 and 32oC withpolyurethane foam are obtained. On the other hand, pressure drops increase from0,015 kPa to 0,215 kPa for 3 m/s, from 0,01 kPa to 0,32 kPa for 3,5 m/s and from 0,01kPa to 0,385 kPa for 4 m/s.