بررسی عملکرد تجربی آبگرمکن خورشیدی جمع‌کننده- منبع ذخیره یکپارچه با استفاده از منعکس‌کننده‌های مختلف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد بخش مهندسی مکانیک دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشیار بخش مهندسی مکانیک دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 دانشجوی کارشناسی ارشد بخش مهندسی مکانیک دانشگاه شهید باهنر کرمان

4 دانشجوی کارشناسی بخش مهندسی مکانیک دانشگاه شهید باهنر کرمان

5 استادیار بخش مهندسی مکانیک دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

آبگرمکن‌جمع‌کننده-منبع ذخیره یکپارچه، یک نوع آبگرمکن خورشیدی است که دارای ساختمان بسیار ساده‌ای است. در این سامانه مخزن ذخیره و جمع‌کننده دو قسمت جدا از هم نیستند و بصورت یک مجموعه هستند. آب سرد به‌طور مستقیم به جمع‌کننده متصل است و توسط خورشید گرم می‌شود. بر‌خلاف سامانه‌های دیگر، تا زمانی‌که مصرفی وجود نداشته باشد آب گرم داخل جمع‌کننده باقی می‌ماند سپس به‌طور مستقیم از جمع‌کننده مورد مصرف قرار می‌گیرد. این سامانه به منبع ذخیره بزرگ‌تری (برای بالا بردن قابلیت جذب) نسبت به سامانه‌های معمولی نیاز دارد، همین امر از یخ‌زدگی سامانه نیز محافظت می‌نماید. در این پژوهش یک دستگاه آبگرمکن خورشیدی طراحی و ساخته شد و با نصب وسائل اندازه‌گیری عملکرد آن در کرمان بررسی شد. هدف اصلی، بررسی اثر منعکس‌کننده‌های مختلف شامل ورق استیل، ورق آلومینیوم و آینه در میزان انرژی جذب شده توسط آبگرمکن بود. آزمایش‌ها نشان داد که ورق آلومینیوم کم‌ترین بازده حرارتی در طی روز را دارد و نیز کم‌ترین اتلاف حرارتی را در شب دارد در حالی‌که با استفاده از منعکس‌کننده آینه می‌توان بازده حرارتی سامانه را به‌طور چشمگیری افزایش داد، اما از طرفی نسبت به سایر منعکس‌کننده‌ها اتلاف حرارتی بیش‌تری دارد. هم‌چنین در قسمتی دیگر از پژوهش، عملکرد حرارتی آبگرمکن خورشیدی ساخته شده، در ماه‌های مختلف ارزیابی شد و راندمان و اتلاف حرارتی آن در ماه‌های مختلف مقایسه شد. نتایج بدست آمده نشان‌گر آن هستند که با افزایش میزان شدت تششع ورودی به آبگرمکن، بازده آن کاهش می‌یابد به‌طوری‌که برای شهر کرمان کم‌ترین بازده در ماه تیر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of Thermal Performance Integrated Collector-Storage Solar Water Heater with Different Reflectors

نویسندگان [English]

  • Mohammad Rahnama 1
  • Mehran Ameri 2
  • Rashid Panahi 3
  • Mohammad Hosein Khazaei 4
  • Mohammad Hasan Safari Pur 5
چکیده [English]

In this study, a type of Integrated Collector Storage (ICS) solar system is constructed and experimental tests are performed. The ICS system is a type of solar water heater with simple construction. In ICS, the storage tank is used for both water heating and storage, and there is no separate collector. Therefore, a larger storage tank is used which is subjected to direct solar radiation. In the present studies, the experimental model was investigated with three different reflectors. The results showed that the system has the lowest thermal efficiency with an aluminum foil reflector.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Solar Water Heaters
  • Integrated Collector Storage Systems
  • Compound Parabolic Concentrators
  • Thermal performance

مراجع

[1] Tiller JS, Wochatz V. Performance of integrated passive solar water heaters (breadbox-type) under varying design conditions in the southeastern US.Proceedings of the seventh national passive solar conference, Knoxville, Tennessee, USAp.975–80, 1982.
[2] Garg HP, Datta G, Bhargava AK. Studies on an all-plastic solar hot water bag.Int J Energy Res 8(3): 291–6,
1984.
[3] Faiman D. Towards a standard method for determining the efficiency of ICSSWHs. Solar Energy 33(5):459–63, 1984.
[4] Weller P, Clark G, Collins W. Indoor testing of an integral passive solar water heater.Proceedings of the10th national passive solar conference p. 225–30,1985.
[5] Rommel M, Wagner A. Application of transparent insulation materials in improved flat-plate collectors and integrated collector storage. Solar Energy; 49(5):371–80, 1992.
[6] Mohamad AA. Integrated solar collector-storage tank system with thermal diode. Solar Energy; 61(3):211–8,
1997.
[7] Abdel-Rehim ZS.New design of solar water heater. J EngApplSci; 44(3):583–97, 1997.
[8] M. Smyth, P.C. Eames, B. Norton. Evaluation of a freeze resistant integratedcollector/storage solar water-heater fornorthern Europe. Applied Energy 68 265-274., 2001.
[9] Y. Tripanagnostopoulos, M. Souliotis. Integrated collector storage solar systems with asymmetric CPC reflectors. Renewable Energy 29 223–248, 2004.
[10] A. Madhlopa a, R. Mgawi b, J. Taulo.Experimental study of temperature stratification in an integrated collector–storage solar water heater with two horizontal tanks. Solar Energy 80 989–1002, 2006.
[11] MajdiHazami, Sami Kooli, MeriemLazâar, AbdelhamidFarhat, Ali Belghith. Energetic and exergetic performances of an economical and availableintegrated solar storage collector based on concrete matrix. Energy Conversion and Management 51 1210–1218, 2010.
[12] M. Souliotis,Y. Tripanagnostopoulos. Study of the distribution of the absorbed solar radiation on theperformance of a CPC-type ICS water heater.Renewable Energy 33846–858, 2008.
[13] M. Souliotis, S. Kalogirou, Y. Tripanagnostopoulos .Modelling of an ICS solar water heater using artificial neural networksandTRNSYS.Renewable Energy 34 1333–1339, 2009.
[14] Rakesh Kumar, MarcA.Rosen. Thermal performance of integrated collector storage solar waterheaterwith corrugated absorber surface AppliedThermalEngineering 301764e1768, 2010.
[15] M. Souliotis, Y.Tripanagnostopoulos.Experimental study of CPC type ICS solar systems.Solar Energy 76 389–408, 2004.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار