Experimental Investigation of an Inclined Combined Solar Hot Water and Desalination System

Abstract

The main aim of this research is to design a new solar collector for heating the water and use it in water desalination. This study gives information about the inclined solar water desalination and heating system design, construction and the results of the system. The performance of the inclined solar water desalination and heating system was studied with different mass flow rates and systems. Different systems and mass flow rates were compared. In this study 6 different mass flow rates and 2 different systems were tested. In the first system, two different storage tanks were used. In the first system one storage tank sends the water to the solar collector and then hot water goes to second storage tank. There is no circulation in this system. This system was tested with 3 different mass flow rates and the average efficiency of the system is 65% and average daily water production is 2134,1 ⁄. In the second system one storage tank was used. The second system has circulation and because of this the inlet temperature of the water increases. The same water circulates in this system and this reduces the water quality. This system was tested with 3 different mass flow rates. The average efficiency of the system is 72% and daily average water production is 2833.17 ⁄. The cost of the collection and payback analysis of the system are shown in the economic analysis section. Keywords: Solar energy, inclined water desalination and heater, efficiency, daily water production

ÖZ: Bu tezde Kıbrıs‟taki insanların sıcak su elde etmek için kullandıkları güneş enerji panellerini yeniden tasarlayarak, ülkede yaşanan su sorununu çözmek amaçlanmaktadır. Bu tez, yatay su arıtma ve su ısıtma cihazının tasarımı, üretimi, maliyeti ve sonuçları hakkında bilgi vermekte ve ayrıca diğer su arıtma yöntemlerinin çalışma prensipleri de anlatılmaktadır. Güneş enerjisi ile yatay su ısıtma ve arıtma sisteminin performansı farklı debiler ve sistemler ele alınarak incelenmiştir. Güneş panelinden alınabilecek en verimli sistem dizayını belirlenmiştir. Bu belirlenme olana kadar debiler ve sistemler birbirleriyle mukayese edilmiştir. İki farklı sistemde 6 farklı debi denenmiştir. İlk sistem iki tanklı sistem olarak tasarlanmıştır. Sistem, güneş paneline sürekli yeni su girişi yaparak çıkan sıcak suyun başka bir tankta toplanması şeklinde tasarlanmıştır. Bu sistemde 3 farklı debi kullanarak elde edilen ortalama verimlilik 65% ve içilebilir günlük su üretimi 2134,1 ⁄ ‟dir. İkinci sistem ise tek tanklı sistem olarak tasarlanmıştır. Tek tanklı sistem, suyun sürekli döngüsünü sağlayarak giriş suyundaki sıcaklığın artışını hedeflemektedir. Aynı su sürekli döndüğü için panele giren suyun kalitesi düşecek ama sıcaklık oranı yükselecektir. Bu sistemde 3 farklı debi kullanarak elde edilen averaj verimlilik 72% ve içilebilir günlük su üretimi 2833.17 ⁄ ‟dir. Güneş panelinin üretim alanında olan maliyet ve geri dönüşümü hakkında bilgiler raporun ekonomik analizi kısmında mevcuttur. Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, yatay su arıtma ve ısıtma, verimlilik, içilebilir günlük su üretimi