Yeşil Bina Dergisi 19. Sayı (Mayıs-Haziran 2013)

53 YEŞİL BİNA / HAZİRAN 2013 yakalanan enerji yerine kararlı ısı akışlı anlık enerji dengesini [2.1] koyduğumuz takdirde kullanımı şu şekilde olacaktır: Performans eğrisini elde etmek üzere gerekli kolektör testleri gün ortasında, kolektörün güneş ışınlarına göre maksi - mum dik seviyede yerleştirilmesiyle ve kararlı bir ısı akışı sağlanmasıyla (sabit kolektör sıcaklıklarında) gerçekleştirilir. Bu şartlar altında ve bir başlangıç yak - laşımı olarak, levhada soğurulan ancak normal yöndeki geçirgenlik sebebiyle ( α x t ) N azalan enerjiyi elde etmek müm - kündür. Dahası, soğurucu levha ortalama sıcaklığını elde etmek güçtür ve dola - yısıyla kolektörde dolaşan solar sıvının sıcaklığını kullanarak bir yaklaşık değer kabul edilebilir. Gerçekte, yukarıdaki hipotez, levha malzemesinden solar sıvı - sına sonsuz bir iletim durumunda elde edilebileceğinden dolayı sıcaklık daha yüksektir; bu küçük farkı hesaba kat - mak için ısı aktarım katsayısı adı verilen bir düzeltme faktörü (FR) ilave edilebilir. Bu sadeleştirmeler ile kararlı ısı akışında kolektör performansının bulunması için aşağıda verilen Bilis denklemi elde edilir: Sabit bir akış ve normal yönde yaklaşık bir yakalama şartları için; F R x ( α x t ) N ve U L sabit kabul edilebilir ve böylece test değerlerini ve aşağıdaki şekilde bulunan kolektör performansını ( h ) elde edebiliriz: Kolektördeki enerji dengesini ifade eden denklem aşağıdaki gibidir: R: Kolektörün cam kapağı üstündeki, soğurucu levha tarafından kullanılan anlık ışınım (radyasyon); doğrudan, yayılım ve yer - den yansıma ışınımlarını kapsar. Q u : Solar sıvısınca kullanılan enerji. Q p : Kolektörden dışarı sızma sebepli (taşınım ve salınım) kaybedilen enerji. m: Kolektördeki anlık solar sıvısı akışı (l/s). C p : Solar sıvısının özgül ısısı (J/kg K). T e : Kolektör girişinde solar sıvısı sıcaklığı (ºC). T s : Kolektör çıkışında solar sıvısı sıcaklığı (ºC). Kolektör üzerine düşen ışınımın hepsi, tam olmayan levha soğurma ve geçirgen - liği sebebiyle cam ışınım yakalanmasını azalttığından kullanılamamaktadır. Soğu - rucu levha üzerindeki anlık ışınım (R) şu şekilde bulunacaktır: S: Kolektör cam açıklık yüzeyi (m 2 ). I : Kolektör üzerindeki anlık güneş ışınımı (W/m 2 ). α : Soğurucu levha (absorber yüzey) soğurumu (tek-boyutlu). t : Kolektörün cam geçirgenliği (tek-boyutlu). S: Kolektör yakalama alanı (m 2 ). U: Genel kayıplar katsayısı (taşınım ve ışınım emisyonu) (W/m 2 K). T o : Ortam sıcaklığı (ºC). T c : Kolektör soğurucu levha ortalama sıcaklığı (ºC). Genel denklemdeki kaybedilen ve [2.1] [2.5] [2.6] [2.2] [2.3] [2.4] F R x ( α x t ) N ; Kolektörün optik kat - sayısı olarak bilinen katsayı, kolektörün ortalama sıcaklığı, ortam sıcaklığına eşit olduğunda elde edilen performans değe - ridir. U L : Kolektör kayıp katsayısı, perfor - mans eğrisinin eğim parametresi. Kolektör testlerinde yukarıdaki iki kat - sayı bulunur (optik = a ve kayıplar = b) ve sonuç olarak elde edilir. ‘a’ parametresi boyutsuz ve 0 ile 1 arası bir değer iken ‘b’ parametresi W/ m 2 K birimiyle ifade edilir; bu birimleri göz önünde bulundurursak, performans da 0 ile 1 arasında olacaktır. Örneğin, 0,2 gibi bir değer, kolektörün kolektör camı üzerine gelen anlık ışınımın % 20’sini kullanabildiğini göstermektedir. Verilen sertifikasyon parametreleri soğurucu levha alanı veya kolektör dış alanı için değil, cam açıklık alanı için bulunmaktadır; bu kabul, kolektörler tasarlanırken mutlaka göz önüne alın - malıdır, hesaplama yöntemlerinde kolek - törün alanı istendiğinde cam açıklığı alanı girilmelidir. Kolektör testleri aynı zamanda kolek - tör giriş sıcaklığına dayanarak da ifade edilebilir; bu durumda sertifikasyonlar yukarıda bahsedilenlerden pek az farklı parametre değerleri sunar ve performans değeri de aşağıdaki şekilde bulunur: Kolektörün enerji kullanımının ana - lizi için denklem [2.11] veya [2.12]’nin kullanılabilmesi üzere parametreler arası bu küçük değişikliklerin mevcudiyetinde, kolektör testlerinin ortalama sıcaklığa mı yoksa giriş sıcaklığına mı dayanarak yürü - tüldüğünün ortaya konulması gerekli ola - caktır. Kolektör ortalama sıcaklığına dayalı performans parametrelerinin kullanımı, (w) [2.7] [2.9] [2.10] [2.8] [2.11] [2.12]