Abstract:
در این مطالعه، بر اساس موازنهی انرژی برای اجزای مختلف کلکتور خورشیدی لوله خلأ دوجداره با لوله U، عملکرد حرارتی یک واحد کلکتور بهصورت مجزا با روش تحلیلی و بهصورت شبه دینامیکی بررسی میشود. مدل استفاده شده در این مطالعه، توزیع دما در راستای طولی و شعاعی و محیطی را در نظر می گیرد. در تحلیل بهصورت شبه دینامیکی اثر پارامترهای مختلف از جمله اندازه کلکتور، ضریب اتلاف حرارتی، ضریب جذب لولهی جاذب، دبی جرمی ومقاومت حرارتی لایه هوا در شرایط آب وهوایی مختلف بر عملکرد کلکتور موردبررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش قطر لوله با طول ثابت بازده حرارتی سالیانه کلکتور افزایش پیدا می کند. همچنین در لوله با قطر ثابت، با افزایش طول لوله بازده سالیانه افزایش پیدا می کند اما این افزایش در طولهای بیشتر از۱٫۵ متر بسیار کم است. دبی جرمی بهینه جهت بدست آوردن ماکزیمم بازده، برای شهرهای کرمان، بوشهر، بندر انزلی و همدان که دارای اقلیم های متفاوتی هستند به دست آمد. براساس نتایج بدست آمده، دبی بهینه برای اقلیم های مختلف مقادیر متفاوتی دارد که میتوان آن را بصورت رابطه ای بین تشعشع کل خورشیدی متوسط سالیانه به عنوان نماد اقلیم و دبی بهینه بیان کرد که در این مقاله ارائه شده است.
In this study, thermal performance of the collector with analytic and quasi-dynamic method is evaluated based on energy balance equations for each part of the U-pipe evacuated tube solar collector. Using this approach, effect of different parameters such as tube size, overall heat loss coefficient, absorber tube absorptivity, mass flow rate and air layer thermal resistance on thermal performance of the collector was analyzed. Results showed that collector efficiency is increased with increasing the length of the tube for a fixed tube diameter but this increase is very small if the length of the tube increases more than two meters. Under the same conditions, collector efficiency increases with increasing tube diameter for a fixed tube length. An optimum flow rate is obtained for different climate condition for which collector efficiency is maximum. It shows different values for different climates. A correlation is obtained for optimum flow rate based on average annual total solar radiation.