Trapez yüzey geometrili güneş enerjili havalı kollektörün HAD simülasyonu ile performans analizi

Günümüzde gelişen teknoloji ile fosil yakıt tüketiminin azaltılması ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimin artması ile güneş enerjili sistemlerin araştırılması ve kullanılması konularında çalışmalar artmaktadır. Bilinen bir teknik olan güneş enerjisi ile su ısıtma sistemlerinin yanı sıra kurutma, binalarda mahal ısıtması, nemlendirme veya seracılık gibi alanlarda ön ısıtma proseslerinde kullanılmak üzere güneş enerjili havalı kollektörler üzerine halen çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada güneş enerjili havalı kollektörün performansını artırmaya yönelik, farklı boyutlarda trapez geometrilere sahip yutucu plakalı kollektörler deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Farklı çalışma parametreleri için,Solidworks Flow Simulation programı kullanılarak akış analizleri sayısal olarak gerçekleştirilmiştir. Düz ve 45o açıda trapez yutucu plakalı iki kollektör deneysel olarak test edilmiş ve aynı kollektörlerin HAD analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Testler ve analizler akış havası için 0,01-0,1 kg/s aralığında altı farklı kütle akış debisi ve 600, 800 ve 1000 W/m2 güneş ışınımı değerleri için gerçekleştirilmiştir. HAD analizleri ile deney sonuçları arasında en fazla % 8 sapma görülmüştür. Üç boyutlu sayısal analiz sonuçlarının deney sonuçları ile uyumu problemin çözümünde yapılan sayısal analiz modelini doğrulamaktadır. Çalışma sonucunda 1000 W/m2 ışınım ve 0,01 kg/s kütle debisi için en yüksek ısıl verim M2 kollektörde e/Dh = 0,45 ve P/e =8 için %80 olarak bulunmuştur. En uygun kollektörün, 45o trapez açılı yutucu plakalı M2 model olduğu sonucuna varılmıştır.