بررسي تاثير الگوي مصرف آب گرم بر كارايي سيستم‌هاي آبگرمكن خورشيدي

Investigating the Effect of Hot Water Consumption Profile on the Performance of Solar Water Heating Systems

در اين مقاله سيستم آبگرمكن خورشيدي گردش اجباري با كلكتورهاي صفحه تخت و نيز لوله خلأ، براي الگوهاي مختلف مصرف آب گرم، شبيه‌سازي شده است. الگوهاي مطالعه‌شده در اين پژوهش، نمونه‌هاي واقعي از الگوهاي مصرف آب گرم براي مراكز و مؤسسات مختلف هستند. به‌ منظور ارزيابي تأثير الگوهاي مصرف آب گرم بر كارايي اقتصادي سيستم، خروجي‌هاي شبيه‌سازي ديناميكي كارايي حرارتي به‌ عنوان ورودي، براي تحليل اقتصادي آبگرمكن خورشيدي به ‌كار گرفته شده‌اند. نتايج نشان مي‌دهند كه به‌كارگيري الگوهايي كه مقدار زيادي از مصرف آب گرم را به ساعات 6 تا 10 صبح اختصاص مي‌دهند، هزينۀ ناشي از تأمين انرژي مورد نياز سيستم جبراني را افزايش مي‌دهد. در نتيجه، دورۀ بازگشت سرمايۀ سيستم نيز، افزايش مي‌يابد. مطابق نتايج شبيه‌سازي، تغيير الگوي مصرف آب گرم در سيستم با كلكتورهاي صفحه تخت و لوله خلأ، مي‌تواند به طور متوسط، سوددهي سالانۀ سيستم را به ترتيب 61 درصد و 31 درصد افزايش دهد.

In this paper, a forced-circulation solar water heater system is simulated for different hot water consumption profiles using flat plate collectors as well as evacuated tube collectors. The profiles studied are the actual samples of hot water consumption profiles for different commercial centers and institutions. Dynamic simulation outputs of system thermal performance are used as economic analysis inputs of solar water heater to evaluate the effect of hot water consumption profiles on the economic performance of system. The results show that profiles allocating large amounts of hot water consumption from 6 to 10 a.m. increase the cost of providing required energy for the auxiliary system. As a result, the system payback time increases. According to the simulation findings, changing profiles in the system can moderately increase the annual life cycle saving by 61% and 31% for the flat plate and evacuated tube collectors respectively.