ADANA İKLİMİ KOŞULLARINDA GÜNEŞ ENERJİSİYLE SERA ISITMA AMACIYLA VAKUM BORULU TOPLAÇLARIN KULLANILMASI ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA


Ayhan B., Öztürk H. H.

INTERNATIONAL CONFERENCE ON FOOD, AGRICULTURE & ANIMAL HUSBANDRY, İzmir, Turkey, 19 - 20 June 2021, pp.1-10

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: İzmir
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.1-10

Abstract

Bu araştırmada, Adana iklimi koşullarında 140 m2 taban alanı olan plastik seranın ısıtılmasında yararlanmak üzere, güneş enerjisinin, ısı depolama materyali olarak su kullanılarak, duyulur ısı depolama yöntemi ile kısa süreli (gündüzden-geceye) depolanması amaçlanmıştır. Sistem esas olarak, vakum borulu güneş toplaçlarından oluşan ısı toplama ünitesi, toplanılan ısının depolandığı ısı depolama ünitesi, depolanan ısıyla ısıtılan plastik sera, ısı toplama-depolama üniteleri ile sera arasında ısı taşıma ve kontrol ünitesinden oluşmaktadır. Isı toplama sistemi altı ünite vakum borulu güneş toplaçlarından oluşmaktadır. Her ünitede 36 adet vakum boru bulunmaktadır. Isı depolama ünitesi olarak, korozyona dayanıklı galvanize çelik metal malzemeden tasarımlanmış ve hacmi 240 L olan silindirik depolama tankı kullanılmıştır. Araştırma boyutları, 10 m (uzunluk) ´ 14 m (genişlik) ´ 3 m’dir (yükseklik) olan plastik seralarda yürütülmüştür. Serada ısıtma borusu olarak, sera ısı gereksinimine bağlı olarak, 25 mm çapında toplam 180 m uzunluğunda oluklu spiral boru kullanılmıştır. Araştırmada ısı taşıma akışkanı olarak su ve % 5 oranında Al2O3 ve % 95 oranında su karışımından oluşan nanoakışkan kullanılmıştır. Sera ortamında hava ve toprak sıcaklıkları, depolama ünitesinde farklı yüksekliklerde su sıcaklıkları, ısıtma boruları giriş ve çıkışlarında ısı taşıma akışkanı sıcaklıkları, 5’er dakika aralıklar ile ölçülmüş ve kaydedilmiştir. Araştırma seralarında Malazgirt F1 hıyar çeşidi üretilmiştir.

Su ile ısıtma yapılan dönemde sera iç ortamı ile dış ortam arasındaki sıcaklık farkı ortalama 4,6 °C, ısıtma akışkanının seraya giriş ve çıkışı arasındaki sıcaklık farkı ise ortalama 5,7 °C belirlenmiştir. Isıtma akışkanı olarak sıcak su kullanılması durumunda, ısıtma yapılan gece dönemlerindeki belirtilen sürelerde, sera ısı gereksiniminin karşılanma oranı ortalama % 38,45, sıcak nanokışkan kullanılan dönemde ortalama % 44,36 olarak belirlenmiştir. Isıtma akışkanı olarak sıcak su kullanılması durumunda, ısıtma yapılan gece dönemlerindeki belirtilen sürelerde, ısıl güç/ekserji oranı ortalama % 9,86 iken, sıcak nanokışkan kullanılan dönemde ortalama % 10,69 olarak belirlenmiştir. Isıtma akışkanı olarak sıcak su kullanılması durumunda, hıyar verimi ısıtılmayan seraya kıyasla, 393 kg (% 34,2 oranında) daha yüksek olarak gerçekleşmiştir. Sera ısıtmak için günlük toplam enerji, yakıt ve emisyon tasarrufu; su ile ısıtma yapılan dönemde, % 37,6 olarak belirlenirken, nanoakışkan ile ısıtma yapılan dönemde % 42 olarak belirlenmiştir. Bu durum nanoakışkan ile ısı geri kazma etkinliğinin daha yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Su ile ısıtma durumunda, doğal gaz tasarrufuna ilişkin geri ödeme süresi 5,84 yıl, kömür tasarrufuna ilişkin geri ödeme süresi 4,47 yıl olarak hesaplanmıştır.