Dıştan gömlekli düşey sıcak su tanklarındaki sıcaklık tabakalaşmasının incelenmesi

Abstract

Güneş enerjisi uygulamalarında en önemli parametre güneş enerjisinin günlük değişimidir. Güneş enerjisinin doğrudan kullanımı güneşin göründüğü zamanla sınırlıdır. Güneş enerjisinden sürekli bir fayda sağlamak için bu enerjinin depolanması gerekir. Güneş enerjisi, genellikle su kullanılarak duyulur ısı şeklinde depolanır. Depolama tankı içindeki suyun sıcaklığı arttıkça suyun yoğunluğu azalar ve deponun üst kısmına doğru hareket eder. Yoğunluğu fazla olan akışkan alt kısımda kain*. Böylece depolama tankı içinde sıcaklık tabakalaşması oluşur. Tank içindeki sıcaklık tabakalaşması depolama sistemleri üzerinde önemli etkiye sahiptir. Güneş sıcak su sistemlerinin ısıl performansı yüksek derecede sıcaklık tabakalaşmasıyla artılır. Bu çalışmada, dıştan gömlekli düşey sıcak su tanklarındaki sıcaklık tabakalaşması Fluent 6.1 programı kullanılarak incelenmiştir. İncelenmiş düşey tank modelleri Gambit programı ile tasarlanmıştır. Tasarlanmış olan her bir model Fluent'e aktarılmış ve her birine ait sınır şartları tanımlandıktan sonra belirlenmiş çözüm tipine göre çözdürülmüştür. Yüksek derecede sıcaklık tabakalaşması elde etmek için tanka giren şebeke suyunun giriş hızı, gömleğe giren kollektör suyunun giriş hızı ve gömlek yeri değiştirilmiştir. Çalışmanın sonunda, şebeke suyunun hızı arttıkça tank içindeki akışkanın hareketi yüksek olduğu için tabakalaşmış bölgelerin sıcaklığı düşmüştür. Gömleğe giren kollektör suyunun hızı düştükçe gömlekteki devir daim de yavaşlamıştır. Gömlekten tanka geçen ısı miktarı düşük olduğu için tank içindeki sıcaklık dağılımı düşmüştür. Gömlek yukarı doğru kaldırıldıkça tankın alt kısımlarında daha soğuk sıcaklık tabakaları oluşmuş ve tank içindeki yüksek sıcaklık tabakalaşması düşmüştür.