Tesisat Dergisi 182. Sayı (Şubat 2011)

94 Tesisat Dergisi Say ı 182 - Ş ubat 2011 MAKALE nin nemkapmamas ı için özel önlemler al ı nm ı ş ve istenildi ğ i gibi homojen bir kar ı ş ı m elde edilmi ş - tir. Kar ı ş ı m sonras ı nda elde edilen yeni FDM’nin termofiziksel özellikleri Tablo 1 ’de gösterilmi ş - tir. FDM’li deponun FDM için ayr ı lm ı ş bölümün giri ş leri küçük oldu ğ undan ve dolum esnas ı nda bu alanda hava ve bo ş luklar ı n olu ş mas ı n ı n iste- nilmedi ğ inden FDM s ı cak su banyosunda, özel kaplar ı nda (hava ve su geçirmeyen) bekletilerek s ı v ı faza geçmesi sa ğ lanarak depodaki yerlerine huni yard ı m ı ile istenilen ş ekilde doldurulmu ş - tur. FDM’lerin ı s ı l kapasiteleri DSC cihaz ı nda tespit edilmi ş tir. Deney Elaz ı ğ ş artlar ı nda 38º aç ı ile Kas ı m ay ı nda yap ı lm ı ş t ı r. Deneyler FDM’li ve FDM’siz olarak iki farkl ı ş ekilde yap ı lm ı ş t ı r. Günümüzde art ı k güne ş enerji sistemlerinin vazgeçilmezi olacak olan boylerli sistem saye- sinde fark s ı cakl ı k (depo ile kollektör aras ı ndaki s ı cakl ı k fark ı ) istenilen düzeyde ayarlan ı larak k ı ş aylar ı nda sistemin kullan ı la bilirli ğ i daha da artt ı r ı lm ı ş t ı r. Deneyde pompa depo ile kollektör aras ı ndaki s ı cakl ı k fark ı olarak kollektör s ı cakl ı ğ ı depodaki su s ı cakl ı ğ ı ndan yüksek oldu ğ u sürece çal ı ş maktad ı r. Pompan ı n bu çal ı ş ma aral ı ğ ı nda güne ş in oldu ğ u gün boyunca devam etmekte ve sonras ı nda güne ş ı ş ı n ı m ı n ı n olmad ı ğ ı zamanda Ş ekil 2. Deney setinin yandan görünü ş ü. (1) (2) (3) (4) Tablo 1. Yeni FDM’nin Termofiziksel Özellikleri Kimyasal Formülü %60 Na 2 HPO 4 . 12H 2 O %40 Al(NH 4 ) (SO 4 ) 2 . 12H 2 O Erime noktas ı 41.98-60.42 ºC Yo ğ unluk (Kat ı Fazda) 1,46 g/mL Yo ğ unluk (S ı v ı Fazda) 1,38 g/mL Özgül ı s ı kapasitesi (Kat ı fazda) 334.13 J/molK Özgül ı s ı kapasitesi (Kat ı fazda) 590.79 J/molK Erime Is ı s ı 288.13 kJ/kg Maliyeti 50 $/kg Ş ekil 3. Deney setinin önden görünü ş ü. Q S =M.C P dT dt Q 1 = Δ t Q 1 =O S +Q 1 So ğ uk su deposu FDM’li depo Kolektör içi ı s ı l çift Piranometre veya depo s ı cakl ı ğ ı n ı n kollektör s ı cakl ı ğ ı ndan fazla oldu ğ u zamanlarda sistem pompay ı devre d ı ş ı b ı rakm ı ş t ı r. 3. Sonuçlar Yap ı lan çal ı ş mada, depo k ı sm ı haricinde ticari olarak kullan ı lan standart güne ş enerjili su ı s ı t- ma sisteminin depo k ı sm ı na yap ı lan ilavelerle k ı ş ı nda güne ş enerjisinden maksimum oranda faydalan ı lmaya çal ı ş ı lm ı ş t ı r. Deneyler ayn ı öl- çülerdeki standart köllektörle FDM’li kolektör için yap ı larak kar ş ı la ş t ı rmalar ı yap ı lm ı ş t ı r. FDM’li köllektörün veriminin özellikle ö ğ leden sonra daha fazla ç ı kt ı ğ ı görülmü ş tür. 3.1 Sonuçlar ı n De ğ erlendirilmesi Deneysel çal ı ş ma sonucunda yap ı lan ölçüm- lerden FDM’ye depolanan duyulur ve gizli ı s ı ile net enerji verimi s ı ras ı yla a ş a ğ ı daki formüller- den hesaplanm ı ş t ı r: Q S -Q 1 Q 1 η enerji.net = Δ V s ρ s .h Yukar ı daki denklemlerde, M, FDM’nin toplam kütlesi, Cp, FDM’nin kat ı fazdaki özgül ı s ı s ı , ∆ V s kat ı FDM’nin hacimsel de ğ i ş imi, ρ s, kat ı FDM’nin yo ğ unlu ğ u ve h ise FDM’nin erime gizli ı s ı kapasitesidir. Daha önceki bölümlerde belirtildi ğ i üzere, pi- ranometre ile güne ş ı ş ı n ı m ı ölçülmü ş tür. He- saplamalardan elde edilen sonuçlar verim- ı ş ı n ı m grafikleri ile Ş ekil 4 ve 5 ’te verilmi ş tir. Deneyler, hava s ı cakl ı ğ ı n ı n dü ş ük oldu ğ u Kas ı m ay ı nda havan ı n aç ı k oldu ğ u günlerde yap ı lm ı ş t ı r. Ş ekil 4 ’te 11 Kas ı m 2009 tarihinde ölçülen de ğ erlerle, FDM’siz depo için elde edilen verim- ı ş ı n ı m gra- fi ğ inin yerel zamana göre de ğ i ş imi görülmektedir. Ş ekil 6 ’da ise 19 Kas ı m 2009 tarihinde, FDM’li depo için elde edilen verim- ı ş ı n ı m grafi ğ i gösteril- mi ş tir. Ş ekillerden de görülece ğ i gibi FDM’li depo- nun verim de ğ erleri her zaman diliminde FDM’siz depodan daha yüksek ç ı km ı ş t ı r. Özellikle güne ş ı ş ı nlar ı n ı n en yo ğ un oldu ğ u yerel saatle 12’den sonra FDM’siz deponun verimi zamanla dü ş me- sine ra ğ men FDM’li deponun veriminin dü ş mesi daha yava ş olmaktad ı r. Saat 15:00 s ı ralar ı nda, FDM’li depoda, deneyler, güne ş ı ş ı n ı m ı n ı n daha dü ş ük oldu ğ u günlere rastlamas ı na ra ğ men, ve- rim %100 daha yüksek ç ı kmaktad ı r. Bu da özel- likle havan ı n so ğ uk oldu ğ u günlerde, FDM’li depo- nun kullan ı labilece ğ ini göstermektedir. Yine ayn ı grafikler, özellikle sabah çok erken saatlerde, gece suyun kullan ı lmad ı ğ ı durumlarda, FDM’siz depo- ya göre daha yüksek verimle ı s ı tmaya ba ş lad ı ğ ı n ı göstermektedir. Bu da depolanan ı s ı n ı n verimli bir ş ekilde so ğ uk suya aktar ı ld ı ğ ı n ı göstermektedir. Hem yap ı lan depo tasar ı m ı hem de seçilen FDM kar ı ş ı m ı bu tür s ı cak su sistemleri için uygun ol- du ğ u bu sonuçlardan görülmektedir. FDM kulla- n ı m ı n ı n bir ba ş ka avantaj ı olarak da malzemede ani s ı cakl ı k de ğ i ş imlerinin önlenerek, malzemede ı s ı l gerilmelerin indirgenmesi ve böylece özellikle ba ğ lant ı k ı s ı mlar ı nda ileride meydana gelecek s ı zd ı rmazl ı k vb. tesisat ar ı zalar ı n ı n indirgenmesi- ni de sa ğ lamaktad ı r. Çal ı ş ma farkl ı türde (ya ğ asiti gibi) FDM’lerin kar ş ı m ı için tekrarlanabilir. Elde edilen FDM’nin maksimum çevrim say ı s ı bir ba ş ka çal ı ş man ı n konusu olabilir.