Optimization of the geometry and material of solar water heaters

oz GÜNEŞLİ SU ISITICILARININ GEOMETRİSİNİN VE KULLANILAN MALZEMESİNİN OPTİMİZASYONU ZİLAN, Ruken Yüksek Lisans, Fizik Bölümü Danışman: Prof. Dr. Ahmet ECEVİT Eylül 2001, 168 sayfa Bu çalışma üç bölümden oluşmaktadır; güneş toplaçları için yutucu plakanın geometrik optimizasyonu, yeni bir yutucu plaka üretilmesi ve verim testleri. Ekonomik ve piyasadaki toplaçlara yakın verimli, yeni yutucu plaka, demirin daldırma galvanizlenmesi ve punta kaynak kullanımı ile yapılmıştır. Plaka planlama aşamasında verimi etkileyen önemli geometrik parametreler verimsel ve fıyatsal açıdan optimize edilmiştir. Üretilen toplacın verim ve zaman sabitleri ölçülmüştür. Bu toplacın verimi, İSTEK firmasının bakır ve alüminyum ve DAĞSAN firmasının bakır yutucu plakalı toplaçların verimleri test edilmiş ve birbirleri ile fiyat ve verim açısından kıyaslanmıştır.Test edilen toplaçların tespit edilen zaman sabitleri İSTEK Al için 137 saniye, İSTEK bakır için 75 saniye, DAĞSAN bakır için 95 saniye, galvaniz kaplamalı demir yutucu plâkalı toplaç için 198 saniye olarak bulunmuştur. Toplaçlar için verim grafiklerindeki y-ekseninin kesim noktaları, İSTEK alüminyum için 0.90, İSTEK bakır için 0.66, DAĞSAN bakır için 0.81, ve yeni üretilen toplaç için 0.82 ve yapılan son optimizasyondan sonra 0.83'e çıkmıştır. Üretilen yutucu plâkanın mal oluş fiyatı 43 Alman Markı, son optimizasyondan sonra 53 Alman Markı, DAĞSAN bakır için 100 Alman Markı, İSTEK alüminyum toplaç için 100 Alman Markı ve İSTEK bakır toplaç için 60 Alman Markı' dır. Anahtar Kelimeler : Optimizasyon, Düzlemsel Toplaçlar, Güneşli Su Isıtıcıları, Galvanizli Demirden Yapılan Yutucu Yüzey, Punta Kaynak, Düzlemsel Toplaçların Verimleri, Verim Test Metotları. ABSTRACT OPTIMIZATION OF THE GEOMETRY AND MATERIAL OF SOLAR WATER HEATERS ZİLAN, Ruken M.Sc. Department of Physics Supervisor: Prof. Dr. Ahmet ECEVİT September 2001, 168 pages This study includes three parts; optimization of the geometry of absorber plate for flat plate collectors, construction of new absorber plate and efficiency tests of collectors. The new absorber plate, which is economic and resembling the commercially available absorber plate has been built by hot deep galvanization and by utilization of point welding. Before building the components of the system, some of the geometrical parameters, which influence the performance, have been optimized. Time constant and thermal efficiency of the constructed absorber plate has been measured. A new type of efficient and cheap absorber plate, which is made up of galvanized iron was constructed and its efficiency and price were determined together with that of three commercially available collectors constructed in Turkey, absorber plates of which are made up of aluminum and copper (İSTEKAluminum and Copper, DAGSAN -Copper). Time constants of the tested collectors are determined to be 137 seconds for İSTEK Al, 75 seconds for İSTEK Cu, 95 seconds for DA?SAN and 198 seconds for galvanized iron collector. For İSTEK's aluminum collector the y-axis intercept of the efficiency curve is 0.90, for İSTEK's copper collector it is 0.66; for DAGSAN's copper it is 0.81 and for the collector that has galvanized iron absorber plate it is 0.82, which is increased up to 0.83 after new optimization. The price of the constructed absorber plate was DM 43, after new optimization it is increased to DM 53. For İSTEK's aluminum collector it is DM 100, for İSTEK's copper collector it is DM 60 and for DA?SAN's copper collector it is DM 100. Keywords: Optimization, Flat Plate Collectors, Solar Water Heaters, Galvanized Iron Absorber Plate, Point Welding and Efficiency of Flat Plate Collectors, Efficiency Test Methods. 168