Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi

Umut Önder SU, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Bölümü, Ankara, Türkiye)
Adnan SÖZEN, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Bölümü, Ankara, Türkiye)
Tayfun MENLİK (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Bölümü, Ankara, Türkiye)
Politeknik Dergisi
1 0
Yıl: 2019 Cilt: 22 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 245 - 257 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 18-12-2019

Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi

Öz:
Güneş enerjili sistemler, günümüzde çok farklı alanlarda, farklı amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Güneş enerjili sistemlerin en önemli elemanı güneş kollektörleridir. Güneş kollektörleri genel olarak düzlem yüzeyli (DYGK), vakum tüplü (VTGK), ısı borulu (IBGK) ve parabolik (PGK) olmak üzere dört tipe ayrılmakla beraber en yaygın olarak DYGK kullanılmaktadır. DYGK’nin verimini etkileyen parametreler; kollektörlerde kullanılan akışkanın ısıl iletkenliği, ısı kayıpları ve optik kayıplardır. DYGK’ların düşük verimlerinden dolayı son zamanlarda güneş enerjili sistemlerde VTGK ve IBGK’ların harmonizasyonu olan vakum tüplü ısı borulu güneş kollektörleri (VTIBGK) kullanılmaya başlanmıştır. VTIBGK’lar DYGK’lerin termik ve optik kayıplarını minimize etmekte ve verim artmaktadır. Bu çalışmada Güneş kollektörlerinde verimi etkileyen diğer bir parametre çalışma akışkanı olup literatürde örneğine pek rastlanmamış olunan amorf yapıdaki nano partiküller kullanılarak hazırlanmış nano akışkanların performansa etkisi irdelenmiştir. Son yıllarda yapılan çalışmalarda nanoakışkanları ısıl sistemlerde ve özellikle ısı borularında iyi sonuçlar verdiği ve verimlerini dikkate değer derecede arttırdığı görülmüştür. VTIBK’lerde nano çözelti kullanılması ile düşük ısıl direnç, yüksek ısıl iletkenlik, yüksek çalışma sıcaklıkları, kısa sürede istenen sıcaklık değerlerine ulaşılması ve verimin arttırılması hedeflenmektedir.
Anahtar Kelime:

Konular: Enerji ve Yakıtlar
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Hussein A. K. , Lib D. , Kolsic L. , Katad S., Sahooe B., “A review of nano fluid role to ımprove the performance of the heat pipe solar collectors, Energy Procedia, 109: 417 – 424, (2017)
  • [2] Sabiha M. R. , Saidur R. , Mekhilef S. , Mahian O. , “Progress and latest developments of evacuated tube solar collectors”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51: 1038-1054, (2015)
  • [3] Muhammad J. M. , Muhammad I. A. , Sidik N. A. C. ,Yazid M. N. A. M., “Thermal performance enhancement of flat-plate and evacuated tube solar collectorsusing nanofluid”, International Communications in Heat and Mass Transfer, 76: 6– 15, (2016)
  • [4] Arslan G., Üç Kolonlu Titreşimli Isı Borusunun Matematiksel Modellenmesi ve Deneysel İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007.
  • [5] Leong K.Y. , Ong H. C. , Amer N.H. , Norazrina M.J., Risby M.S. , KuAhmad K.Z., “An overview on current application of nanofluids in solar thermal collector and its challenges”, Renewable and Sustainable Energy Reviews 53: 1092 – 1105, (2016)
  • [6] Devendiran D. K. , Amirtham V. A., “A review on preparation, characterization, properties and applications of nanofluids, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 60: 21 – 40, (2016)
  • [7] Akilu S. , Sharma K.V. , Baheta A. T. , Mamat R. , “A review of thermo physical properties of water based composite nano fluids”, Renewable and Sustainable Energy Reviews 66: 654 –678, (2016)
  • [8] Ersöz M. A. , Yıldız A. , Isı Borulu Vakum Tüp Güneş Kollektörlerinde Optimum Boru Çapının Belirlenmesi, Abdullah Yıldız Şablon 28.03.2013
  • [9] Acar B. , Öz E. S. Ve Gedik E. , Ayrık Ve Birleşik Isı Borulu Kollektör Verimlerinin Deneysel Olarak İncelenmesi, Makine Eğitimi Bölümü, Teknik Eğitim Fakültesi, Karabük Üniversitesi.
  • [10] Sarsam W. S. , Kazi S.N. , Badarudin, “A review of studies on using nanofluids in flat-plate solar collectors”, Solar Energy 122: 1245–1265, (2015)
  • [11] Ghaderian J. , Sidik N. A. C., “An experimental investigation on the effect of Al2O3/distilled water nanofluid on the energy efficiency of evacuated tube solar collector”, International Journal of Heat and Mass Transfer 108: 972–987, (2017)
  • [12] Krishnam M, Bose S. , Das C. , “Boron nitride (BN) nanofluids as cooling agent in thermal management system(TMS)”, Applied Thermal Engineering, 106: 951–958, (2016)
  • [13] Beybin İ. , Kurt M. , Ertürk H., “Experimental investigation of heat transfer enhancement and viscosity change of hBN nanofluids”, Experimental Thermal and Fluid Science, 77: 272–283, (2016)
  • [14] İnternet: Bor Rezervleri (2014-2015- 2018) URL: http://www.boren.gov.tr/tr/bor/bor- rezervleri. Son Erişim Tarihi: 10.10.2018
  • [15] Environmental Health & Safety (EHS), Nanomaterials Safety Guidelines, Concordia University
  • [16] Li Y. , Zhou J. , Luo Z, Tung S. , Schneider E. , Wu J. and Li X, “Investigation on two abnormal phenomena about thermal conductivity enhancement of BN/EG nanofluids”, Nanoscale Research Letters, 6: 443, (2011)
  • [17] Jahanbakhsh A. , Haghgou H.R. , Alizadeh S. , “Experimental analysis of a heat pipe operated solar collector using water–ethanol solution as the working fluid”, Solar Energy 118: 267–275, (2015)
  • [18] Liu Z. H. , Li Y. Y., “A new frontier of nanofluid research – Application of nanofluids in heat pipes”, International Journal of Heat and Mass Transfer 55: 6786–6797, (2012)
  • [19] Poplaski L. M. , Benn S. P. , Faghri A., “Thermal performance of heat pipes using nanofluids”, International Journal of Heat and Mass Transfer 107: 358–371, (2017)
  • [20] Javadi F.S. , Saidur R. , Kamalisarvestani M., “Investigating performance improvement of solar collectors by using nano fluids”, Renewable and Sustainable Energy Reviews 28: 232 – 245, (2013)
  • [21] Menlik T. , Sözen A. , Gürü M. , Oztas S., “Heat transfer enhancement using MgO/water nanofluid in heat pipe”, Journal of the Energy Institute 88: 247 – 257, (2015)
  • [22] Menlik T. , Sözen A. , Gürü M. , Boran K. , Kılıç F. , Aktaş M. , Çakır M.T., “A comparative investigation on the effect of fly-ash and alümina nanofluids on the thermal performance of two-phase closed thermosyphon heat pipes”, Applied Thermal Engineering 96: 330–337, (2016)
  • [23] Sözen A. , Özbaş E. , Menlik T. , Çakır M. T. , Gürü M. , Boran K., “Improving the thermal performance of diffusion absorption refrigeration system with alümina nanofluids: An experimental study” , International Journal of Refrigeration 44: 73– 80, (2014)
  • [24] Yan S. , Wanga F. , Shi Z. , Tian R., “Heat transfer property of SiO2/water nanofluid flow inside solar collector vacuum tubes”, Applied Thermal Engineering 118: 385–391, (2017)
  • [25] Ghaderian J. , Sidik N. A. C. , Kasaeian A, Ghaderian S. , Okhovat A , Pakzadeh A. , Samion S. , Yahya W. J., “Performance of copper oxide/distilled water nanofluid in evacuated tube solar collector (ETSC) water heater with internal coil under thermosyphon system circulations”, Applied Thermal Engineering 121: 520–536 , (2017)
  • [26] Kim H. , Kim J. , Cho H., “Experimental study on performance improvement of U-tube solar collector depending on nanoparticle size and concentration of Al2O3 nanofluid”, Energy 118: 1304 – 1312, (2017)
  • [27] Iranmanesh S. , Ong H. C. , Ang B. C. , Sadeghinezhad E. , Esmaeilzadeh A. , Mehrali M. , “Thermal performance enhancement of an evacuated tube solar collector using graphene nanoplatelets nanofluid”, Journal of Cleaner Production 162: 121 – 129, (2017)
  • [28] Pisea G. A. ,.Salveb S. S. , Pisea A. T. , Pisea A. A. , “Investigation of solar heat pipe collector using nanofluid and surfactant”, Energy Procedia 90: 481 – 491, ( 2016 )
  • [29] Çiftçi E. , Sözen A. , Karaman E., “TiO2 içeren nanoakışkan kullanımının ısı borusu performansına etkisinin deneysel olarak incelenmesi”, Politeknik Dergisi, 19(3): 367-376, (2016)
  • [30] Sözen A. , Variyenli H. İ. , Özdemir M. B. , Gürü M., Aytaç İ., “Heat transfer enhancement using alumina and fly ash nanofluids in parallel and cross-flow concentric tube heat exchangers”, Journal of the Energy Institute, 89: 414 – 424, (2016)
  • [31] Sözen A., Gürü M., Menlik T., Aktaş M., “Utilization of blast furnace slag nano-fluids in twophase closed thermos-syphon heat pipes for enhancing heat transfer”, Experimental Heat Transfer, 30(2): 112-125, (2017)
  • [32] Wang W. , Duan G. , Li J. , Zhao W. , Li C. , ZLiu C., “The preparation and thermal performance research of spherical Ag-H2O nanofluids & applied in heat pipe”, Applied Thermal Engineering, 116: 811–822, (2017)
  • [33] Du M. , Li G., “Preparation of silane- capped boron nanoparticles with enhanced dispersibility in hydrocarbon fuels”, Fuel, 194: 75–82, (2017)
  • [34] Sadeghinezhad E. , Mehrali M. , Rosen M. A. , Akhiani A. R. , Latibari S. T. , Mehrali M. , Metselaar H. S. C., “Experimental investigation of the effect of graphene nanofluids on heat pipe thermal performance”, Applied Thermal Engineering, 100: 775–787, (2016)
  • [35] Pryazhnikov M.I. , Minakov A.V. , Rudyak V. Y. , Guzei D.V., “Thermal conductivity measurements of nanofluids”, International Journal of Heat and Mass Transfer 104: 1275–1282, (2017)
  • [36] Paul G. , Chopkar M. , Manna I. , Das P.K. , “Techniques for measuring the thermal conductivity of nanofluids: A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews 14: 1913–1924, (2010)
  • [37] Li Y. , Wang Y. , Lv Q. , Qin Z. , Liu X., “Synthesis of uniform plate-like boron nitride nanoparticles from boron oxide by ball milling and annealing process”, Materials Letters, 108: 96–102, (2013)
  • [38] Huminic G. , Huminic A., “Numerical study on heat transfer characteristics of thermosyphon heat pipes using nanofluids”, Energy Conversion and Management, 76: 393–399, (2013)
  • [39] El-Brolossy T. A. , O. Saber O., “Non- intrusive method for thermal properties measurement of nanofluids”, Experimental Thermal and Fluid Science 44: 498–503, (2013)
  • [40] Nagarajan P. K. , Subramani J. , Suyambazhahan S. , Sathyamurthy R., “Nanofluids for solar collector applications: A Review”, Energy Procedia, 61: 2416 – 2434, (2014)
  • [41] Chen M. , He Y. , Zhu J. , Wen D., “Investigating the collector efficiency of silver nanofluids based direct absorption solar collectors, Applied Energy, 181: 65–74, (2016)
  • [42] Saidur R. , Leong K. Y. , Mohammad H. A. , “A review on applications and challenges of nanofluids”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15: 1646–1668, (2011)
APA su u, SOZEN A, MENLİK T (2019). Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. , 245 - 257.
Chicago su umut,SOZEN Adnan,MENLİK TAYFUN Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. (2019): 245 - 257.
MLA su umut,SOZEN Adnan,MENLİK TAYFUN Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. , 2019, ss.245 - 257.
AMA su u,SOZEN A,MENLİK T Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. . 2019; 245 - 257.
Vancouver su u,SOZEN A,MENLİK T Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. . 2019; 245 - 257.
IEEE su u,SOZEN A,MENLİK T "Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi." , ss.245 - 257, 2019.
ISNAD su, umut vd. "Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi". (2019), 245-257.
APA su u, SOZEN A, MENLİK T (2019). Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. Politeknik Dergisi, 22(1), 245 - 257.
Chicago su umut,SOZEN Adnan,MENLİK TAYFUN Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. Politeknik Dergisi 22, no.1 (2019): 245 - 257.
MLA su umut,SOZEN Adnan,MENLİK TAYFUN Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. Politeknik Dergisi, vol.22, no.1, 2019, ss.245 - 257.
AMA su u,SOZEN A,MENLİK T Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. Politeknik Dergisi. 2019; 22(1): 245 - 257.
Vancouver su u,SOZEN A,MENLİK T Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi. Politeknik Dergisi. 2019; 22(1): 245 - 257.
IEEE su u,SOZEN A,MENLİK T "Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi." Politeknik Dergisi, 22, ss.245 - 257, 2019.
ISNAD su, umut vd. "Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Çözelti ile Performansın İyileştirilmesi". Politeknik Dergisi 22/1 (2019), 245-257.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
09-05-2024 13:14

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları