Header

Baymak Vakum Tüplü Kollektörler

05 Nisan 2003 Dergi: Nisan-2003
Baymak Vakum Tüplü Güneş Enerji Kollektörleri ısı borulu tip vakum tüplerdir. Bu tip vakum tüplerin çalışma prensibi, yutucu yüzey ısındığında çalışma ortamı yani boru içerisindeki ısı transfer akışkanı buharlaşır. Bu akışkan vakum tüp dışındaki kondansere yükselir ve ısısını transfer ettikten sonra geri akar. Burada kondanser rolünde ısıtılması hedef olan kullanım suyu kütlesidir. Isı borusunun çalışabilmesi için en az 20 derecelik eğimle sistemin monte edilmesi gerekmektedir. Türkiye şartları için bu eğim derecesi her durumda sağlanacaktır. Çünkü Türkiye'deki şehirler enlem derecesi bakımından 36 derece ile 41 derece arasında değişir. Bu da yaz şartları için monte edilseler bile 21 derece ile 26 derece arasında bir montaj açısı sağlayacağı için, ısı borusu içinde akış gerçekleşebilir.

Baymak Vakum Tüplü Güneş Kollektörlerinin ısı borulu olmasının getirdiği en büyük avantajı, ilk çevrimde maksimum durgunluk sıcaklığına ulaşmasıdır. Çalışma ortamına ve basınca bağlı olarak, absorber içeriğinin tümünün buharlaşma sıcaklığına ulaşması mümkündür. Bu sıcaklık 130150 santigrat derece arasında değişir.

Baymak Vakum Tüplü Güneş Enerji Kollektörleri ana hatlarıyla iki kısımdan oluşur. Bunlardan birincisi ısı borusu, diğeri de vakum ortamı bünyesinde taşıyan cam tüptür. Bu iki parça birbiriyle iç içe çalışarak güneş radyasyonunu ısı enerjisine çevirip hedef su kütlesine ulaştırır.

Vakum tüplerde kullanılan cam malzemesi borasilikat camdır. Bu cam malzemesi, yüksek mekanik dayanım ve termal stabiliteye sahip olduğundan dolayı kollektör tüpleri darbe ve ısıl şoklara dayanıklıdır. Optik özellikleri bünyesinde demir içermeyen camlara yakındır. Camın bünyesindeki Fe2 O3 oranı ile solar geçirgenlik ters orantılıdır. Baymak vakum tüplerin deki cam malzemesinin solar geçirgenlik oranı % 89 seviyesindedir.

Baymak vakum tüplerinde iç içe geçirilmiş boru şeklinde cam ve bu iki cam arasında vakum edilmiş, ortam vardır. Dışta bulunan cam şeffaf olup, içteki camın dış yüzeyi sellektif malzeme ile kaplanmıştır. Bu sellektif malzemenin yutma katsayısı % 93, yansıtma katsayısı % 8'dir. Yansıtma katsayısının test edildiği sıcaklık değeri 100 santigrat derecedir.

Boru şeklindeki iki cam arası vakum edilmiş ve iki ucu kapatılarak atmosferle ilişkisi kesilmiştir. Böylece içte bulunan cam tüpe daldırılan ısı borusu ve ısı borusunun bulunduğu ortam ısnmaya başlayınca dış ortama gerçekleşecek üç çeşit ısı kaybı şeklinden iki tanesi minimum seviyeye indirilmiştir. İki cam boru arası vakum edilip havası çekildiğinden dolayı kondüksiyon ve konveksiyonla oluşacak ısı transferi ortadan kaldırılmış, sadece radyasyonla oluşacak ısı transferine izin verilmiştir. Böylece yeryüzüne ulaşan güneş ışınları iki cam boru arasından geçerek emici yüzeyi dolayısıyla küçük çaplı borunun iç ortamını ısıtabilecek, fakat bu ısınan ortam nedeniyle dışarıya karşı oluşacak olan taşınım ve iletim kayıpları önlemiş olacaktır. Gerek düz, gerekse vakum tüplü kollektörlerin verimlerini direkt olarak etkileyen en önemli faktör, kollektörlerin toplam ısı kayıp katsayılarıdır. Baymak vakum tüplü kollektörlerinde toplam ısı kayıp katsayısı 0,90 w/m C'dir. Isı kayıp katsayısının bu denli küçük olması sebebiyle yüksek verimli kollektörler elde edilmiştir. İki cam arasında vakum edilen ortam basıncı P<3xl0 Pa'dır.

Vakum tüp boyu 1500 mm olup dış tüp çapı 47, iç tüp çapı 37 mm'dir. Bir tüpteki sellektif yüzey alanı yaklaşık olarak 0,15 metrekaredir.

Vakum tüpün içine daldırılan ısı borusu komple bakır malzemeden olup, bir ucu tüpün içinde, diğer ucu da hedef ısıtma su kütlesindedir. Isı borusunun içinde ısı transfer akışkanı vardır. Isı transfer akışkanı ısınan kollektörle birlikte, boru içinde buhar fazına geçer ve yükselir. Burada daha soğuk bir ortamla karşılaştığı için yoğuşur. Yoğuşurken tüp içinden topladığı ısıyı kullanım suyuna geçirir. Böylece kullanım suyunu ısıtır. Yoğuşunca sıvı fazına geçen ısı transfer akışkanı yeniden vakum tüp içine döner. Böylece bir çevrim tamamlanmış olur. Vakum tüp ve ısı borusunun içindeki akışkan kesinlikle kullanım suyu ile temasta değildir. Kullanım suyu paslanmaz su deposunda bulunur. Bu deponun etrafı da standartlara uygun bir şekilde cam yünü izolasyon malzemesiyle sarılmıştır. Böylece dış ortam sıcaklıklarının 0 santigrat derecenin alına düşülmesi durumunda vakum tüpler ve depo koruma altında olmuş olur. Baymak vakum tüp güneş enerji sistemlerinde paket tip olarak hazırlanan depo hacmi 100 lt'dir.100 lt'lik su hacmini ısıtmak için 15 adet vakum tüp kullanılmıştır. 100 lt'lik su deposunun tüm aksamları paslanmaz çeliktir.

Depo izolasyonu için cam yünü kullanılmış olup bunun etrafma dış atmosfer şartlarından korunmak için paslanmaz çelikten depo kaplaması sarılmıştır. Paket sistemin montaj alanında kurulmasında kullanılacak şase profilleri rüzgarlanma ve karlanma yüküne karşı dayanıklı kaim etli olarak seçilrniştir. Vakum tüplerin depo aksamına ve şase aksamına sağlıklı ve esnek olarak sabitlenmesi için EPDM malzemeden özel contalar kullanılmıştır. Çünkü EPDM malzeme güneşin ultraviole ışınlarına karşı mukavemetli bir malzemedir.

Depo aksamının tüplerin bağlandığı şasede, vakum tüpün alt yüzeyine bakacak şekilde özel form verilmiş paslanmaz çelikten sac bulunmaktadır. Böylece güneşin her yönden yansıyan ışınlarından tüpün faydalanması sağlanır ve kollektör verimi artar. Vakum tüplü güneş kollektörlerini, düz koUektörlerden ayıran en önemli özellik, güneşin difüz ışınlarında daha verimli olmasıdır. Güneş içinde bir dizi tepkimeden sonra oluşan enerji uzay içerisinde yayılarak dünya atmosferinden içeri girer. Bu ışınların zararlı olan kısmı ozon tabakası tarafından yutulur. Diğerleri de yer yüzüne ya direkt ışın ya da difüz ışın olarak ulaşır. Direkt ışın atmosfer içinde hiçbir engele takılmadan yeryüzüne ulaşan ışındır. Kapalı bir havada yeryüzüne ulaşan ışınların yüzde 100'ü difüz ışındır. Vakum tüplü koUektörler güneşten yeryüzüne ulaşan difüz ışınlarınında da düz kollektörlere göre daha başarılıdır.

Etiketler