ISI POMPASI DESTEKLİ GÜNEŞ ENERJİSİ İLE SU DAMITMA Mustafa KETREZ YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNA EĞİTİMİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ PDF Ücretsiz indirin

Kaynak olarak güneş enerjisinden yararlanıldığında iki temel sistem söz konusudur. Direkt sistemlerde toplayıcılar buharlaştırıcı görevi yapar. Endirekt sistemlerde ise toplayıcıdan su veya su buharı geçirilerek kaynak olarak bunlardan yararlanılır. Güneş enerjisiyle üretilen sıcak su bir depoda toplanır ve ısı pompasının buharlaştırıcısı depodaki sıcak su içine daldırılmıştır. Böyle bir sistem temel olarak güneş toplayıcıları, sıcak su deposu ve ısı pompasından meydana gelir. Sistemin çalışması; Atmosferin ısısı, güneş panellerinde yer alan soğutucu akışkanı buharlaştırır. Sonra buhar, kompresör tarafından sıkıştırılır ve bu sıcaklığın artmasına neden olur. Daha sonra yüksek sıcaklıkta buhar, kondensere doğru geçer. ( Su tankının dışından özel borular sarılmıştır) Soğutucu akışkan buhar halden sıvı hale gelirken, ısısını tank içerisindeki suya verir. 64 49 artışı karşılayamamakta, sonuç olarak elde edilen suyun maliyeti havuz tipi damıtıcılara göre daha yüksek olmaktadır [4].

Isı pompaları, soğutma amaçlı sistemlerle birleştirilebilir. Fakat bu durumda ısıtma amaçlı kullanımda yoğuşturucu da atılan ısı, konutun ısıtılmasında yetersiz kalabilir. Bununla birlikte ticari ve endüstriyel uygulamalarda göz önüne alınmalıdır. Çünkü bu uyum önemli ekonomik kazançlar sağlanabilir. Bir ısı pompası ısıtmayı, farklı sıcaklığa sahip ısı kaynaklarının kullanılmasıyla çekilen ısının yoğuşturucu da ısıtılacak ortama atılmasıyla sağlar. Bazı durumlarda sıvı veya katı ısı depolama üniteleri de kullanılabilir(şekil 4.10). Bu sistem aynı zamanda monovalent kullanıma bir örnektir.

• Damıtma havuzunun cam kapağı ve su geçirmeyen zarlı iç yüzeyi vardır.
• Şekil Asimetrik sera tipi güneş enerjili damıtıcı [15] Güneş enerjili damıtıcılar ile termosifonun birlikte kullanıldığı sistemler Şekil 3.20 de gösterilen sistemde güneş enerjisiyle su ısıtma ve damıtma işlemleri birleştirilmiştir.
• Fakat kullanımı kurulumu yüzünden sıkıntı oluşturmaktadır.
• Buna karşın tek eğimlide daha az güneş ışınımı ve taşınım kaybı olmuştur.

Buharlaştırma ünitesinde buharlaşan su, yoğuşma odasında depodan gelen suya ısısını vererek yoğuşur. 45 30 Havuz tipi damıtıcıların konstrüksiyonları Genel olarak damıtıcılar şu özelliklere sahip olmalıdır; Damıtıcı, arazide kolay olarak kurulabilmeli, pratik olmalıdır. Diğer enerji kaynaklarından mümkün olduğu kadar az yararlanılmalıdır. İlk yatırım ve işletme maliyetleri mümkün olduğu kadar düşük olmalıdır. Güneş enerjili damıtıcılarla ilgili olarak bazı kesitler Şekil 3.6 de verilmiştir. Şekil 3.6.a’da gösterilen bir Avustralya dizaynıdır. Üzerinde oluşturulmuş oyuklar cam kapağın kenarlarının yerleştirilmesi içindir. Eskiden polietilen olan fakat şimdi butil kauçuktan yapılan havuz, ısı yalıtımı yapılmış bir yüzey üzerine oturmaktadır. Bu havuz damıtılan suyun toplanması için oluklar içerir ve cam kapak kenarları izole edilmiştir. Damıtılan suyun toplandığı oluklar, asbest çimentodan yapılmış ve yan duvarlar arasındaki boşluktan oluşmaktadır. Bu asbestli bölüm, beton kısımdan ayrılmıştır ve havuz tarafından kolonlarla desteklenmiştir. Çatı şeklindeki yapının tepe noktası iki karşılıklı cam kapak için mafsal vazifesi görecek şekilde silikon kauçuk keçeler kullanılarak şekillendirilmiştir.

Katılaşma sırasında sıvı metalin üzerine dış basınç uygulamaları kalıp yüzeyindeki temas alanı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Uygulanan basınç uyum bölgesinin süresini arttırır. Basınç uygulaması ile elde edilen veriler analiz edildiğinde ısı transfer katsayısında kayda değer bir artışın olduğu görülür. Bunu takiben ısı transfer katsayısı şiddetli olarak azalır. Azalmanın sebebi, katılaşan metalin kabuk oluşturma hipotezi ile açıklanabilir.

Eğer havuza konulmuş olan su tuzlu ise; tuz ve diğer atıklar buharlaşmaz ve tabanda kalır. Yoğunlaşmış sıvının tuzlusuyla karışmasını önlemek için havuza en az 10 yatay eğimle doldurma işlemi yapılmalıdır. Tüm damıtma işleminde hava koşulları dikkate alınmalıdır. En iyi sonucu elde etmek için havuzdaki kirliliği artan su günlük değiştirilmelidir. Ayrıca cam örtü uygun açı ile yerleştirilmelidir. Bu tip damıtma sistemlerinde üretilen temiz suya ait masraflar şunlardır. 50 35 Su derinliği az olan damıtma havuzlarında su miktarı daha az olduğundan, damıtıcıdaki su sıcaklığı derin havuzlara göre daha yüksektir. Bu çeşit damıtıcıların derin olanlara göre daha verimli olmasının önemli nedenlerinden birisidir (derinliği az havuzlarda 70 C, derin havuzlarda maksimum 50 C). Derinliği az olan damıtma havuzlarında su miktarı az olduğundan sisteme gelen enerjiye bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Öğleden sonra maksimum seviyesine ulaşır ve akşam saatlerinde hızla düşer ve pratik olarak örtü sıcaklığına eşit bir değere ulaşır, dolayısıyla damıtma durur. Derinliği fazla olan damıtma havuzlarında ise, su sıcaklığının ve verimin gün boyunca değişimi derinliği az olan damıtma havuzlarına göre daha azdır. Derin havuzlu damıtıcılarda, sabah saatlerinde damıtma daha yavaş olur ve düşük de olsa maksimum sıcaklıklara geç ulaşırlar.

Durgun su yüzeyinde biriken yabancı maddeler toz veya yağ tabakaları, buharlaşma oranına olumsuz etki yapar. Fakat en önemli dezavantajı ısıl etkilerinin çok düşük olmasıdır. Bu yüzden iyi bir sonuç almak için büyük alanlara ihtiyaç vardır. Güneş enerjili damıtma havuzu yağmur suyu ile aynı prensiplerde çalışır. Okyanuslardaki su buharlaşır, soğur, yoğunlaşır ve yağmur olarak dünyaya geri döner. Su buharlaştığında saf su olarak buharlaşır ve tüm pislikler geride kalır. Damıtma havuzunun cam kapağı ve su geçirmeyen zarlı iç yüzeyi vardır. İç yüzeyde absorbe işleminin hızlanması için siyah malzeme kullanılır. Cam kapak, güneş radyasyonunu içeri geçirir (kısa dalga) ki bu, siyah taban sayesinde olmaktadır. Taban aynı zamanda infra-red (uzun dalga) ışınlarını da geçirir ve bu, havuza yansıtılıp güneş enerjisi havuzun içinde hapsedilir (sera etkisi). Güneş enerjili damıtma havuzu, temiz su elde etmek için en kolay çözümdür. Fakat kullanımı kurulumu yüzünden sıkıntı oluşturmaktadır.