Yutucu Plaka Üzerine Konik Yayların Yerleştirildiği Güneş Enerjili Hava Kollektörünün Bulanık Mantık ile Modellenmesi

Yıl 2017, Cilt: 20 Sayı: 4, 907 - 914, 20.12.2017

Mesut Abuşka , Mehmet Bahattin Akgül Volkan Altıntaş

https://doi.org/10.2339/politeknik.369082

Cited By: 2

Öz

Güneş enerjili hava kollektörleri
(GEHK) genellikle mahal ısıtma ve tarımsal ürünlerin kurutulmasında
kullanılmaktadır. GEHK’nde yutucu plaka ve akışkan arasındaki ısı transferinin
düşük olmasından dolayı ısıl verimleri düşüktür. Bu çalışmada ısıl verimin
yükseltilmesine yönelik olarak yeni bir yutucu plaka geometrisi tasarlanmış ve
imal edilmiştir. Konik yayların çapraz sıralı olarak monte edildiği yutucu
plakalı ve karşılaştırma amaçlı düz yutucu plakalı kolektörlerden ibaret test
düzeneği kurulmuştur.

Çapraz sıralı konik yaylarla yüzey
alanının, akışkan ile yutucu plaka etkileşiminin ve türbülans etkisinin
artırılarak termal verimin yükseltilmesi amaçlanmıştır. Sistemin performansı
deneysel olarak test edilmiştir. Deneylerde havanın kollektöre giriş ve çıkış
sıcaklıkları, global radyasyon, kollektörden havanın çıkış hızı, yutucu plaka
sıcaklıkları, kollektör kasası dış yüzey sıcaklığı ve saydam örtü sıcaklıkları
ölçülmüştür. Yapılan ölçümlere dayalı olarak ısıl verimi hesaplanmıştır. Elde
edilen deneysel verilerle sistemin Bulanık Mantık modeli oluşturulmuş ve üç
farklı üyelik fonksiyonuna (Üçgen- Gaussian- Trapez) göre giriş parametrelerine
dayalı olarak havanın kollektörden çıkış sıcaklığı ve ısıl verim
modellenmiştir. Sonuç olarak bulanık mantık ile üçgen üyelik fonksiyonuna göre
yapılan modellemenin sıcaklık için % 96, termal verim için ise % 94-95 oranında
deneysel verilerle uyumlu olduğu sonucu elde edilmiştir.  

Anahtar Kelimeler

Güneş enerjili hava kollektörü, konik yay, bulanık mantık, modelleme, çıkış sıcaklığı, termal verim

Kaynakça

• [1] www.eiei.gov.tr, “Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası”, (2007). [2] Naphon P., “On the performance and entropy generation of the double-pass solar air heater with longitudinal fins”, Renewable Energy, 30: 1345–1357, (2005). [3] Hachemi A., “Experimental study of thermal performance of offset rectangular plate fin absorber-plates”, Renewable Energy, 17(3): 371–384, (1999). [4] Omojaro A.P. and Aldabbagh L.B.Y., “Experimental performance of single and double pass solar air heater with fins and steel wire mesh as absorber”, Applied Energy, 87 3759–3765, (2010). [5] Ramadan M.R.I., El-Sebaii A.A., Aboul-Enein S. and El-Bialy E., “Thermal performance of a packed bed double-pass solar air heater”, Energy, 32: 1524–1535, (2007). [6] El-Sebaii A.A., Aboul-Enein S., Ramadan M.R.I. and El-Bialy E., “Year round performance of double pass solar air heater with packed bed”, Energy Conversion and Management, 48: 990–1003, (2007). [7] Aldabbagh L.B.Y., Egelioglu F. and lkan M., “Single and double pass solar air heaters with wire mesh as packing bed”, Energy, 35, 3783–3787, (2010). [8] Zaid A.A., Messaoudi H., Abenne A., Ray M.L., Desmons J.Y. and Abed B., “Experimental study of thermal performance improvement of a solar air flat plate collector through the use of obstacles: application for the drying of yellow onion’’. International Journal of Energy Research, 23(12): 1083–1099, (1999). [9] Ozgen F., Esen M. and Esen H., “Experimental investigation of thermal performance of a double-flow solar air heater having aluminium cans”, Renewable Energy, 34(11): 2391–2398, (2009). [10] Abene A., Dubois V., Leray M. and Ouagued A., “Study of a solar air flat plate collector use of obstacles and application for the drying of grape”, Journal of Food Engineering, 65: 15–22, (2004). [11] Esen H., “Experimental energy and exergy analysis of a double-flow solar air heater having different obstacles on absorber plates”, Building and Environment, 43: 1046–1054, (2008). [12] Benli H., “Experimentally derived efficiency and exergy analysis of a new solar air heater having different surface shapes”, Renewable Energy, 50: 58–67, (2013). [13] Akpinar E.K. and Koçyiğit F., “Experimental investigation of thermal performance of solar air heater having different obstacles on absorber plates”, Int. Com. In Heat and Mass Transfer, 37: 416-421, (2013). [14] Gedik E., Keçebaş A. and Öz E.S., “Havalı güneş kolektörlerinde farklı tip emici plakaların performansa olan etkisi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 23(4): 777-784, (2008). [15] Altıntaş V., Akgül M.B. ve Abuşka M., "Yutucu plaka üzerine konik yayların yerleştirildiği güneş enerjili hava kollektörünün ısıl verim analizi ve yapay sinir ağları ile modellenmesi" 12. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, 1807-1816, (2015). [16] Benli H., “Determination of thermal performance calculation of two different types solar air collectors with the use of ANN”, Int. Jo. of Heat and Mass Transfer, 60: 1-7, (2013). [17] Esen H., Özgen F., Esen M. and Sengur A., “Artificial neural network and wavelet neural network approaches for modelling of a solar air heater”, Expert System with Applications, 36: 11240-11248, (2009). [18] Abuşka M. and Akgül M.B., “Experimental study on thermal performance of a novel solar air collector having conical springs on absorber plate”, Arabian J. Sci Eng., 41(11): 4509-4516, (2016). [19] http://www.solec.org/wp-content/uploads/2014/02/SOLKOTEbrochure.pdf [20]http://www.sisecamduzcam.com/sites/catalogs/tr/Documents/gunes-kolektor-camlari-dokumanlari/gunes-enerjisi-camlari-brosuru.pdf [21] Holman J.P., “Experimental Methods for Engineers”, McGraw-Hill Book Company, Singapore, (1994). [22] Şen Z., “Bulanık Mantık ve Modelleme İlkeleri”, Bilge Kültür Sanat Yayınevi, İstanbul, (2001). [23] Ross T., “Fuzzy Logic with Engineering Applications”, McGraw-Hill Inc., (1995).