مدل سازي عملكرد گرمايي گرد آورنده هاي خورشيدي بدون پوشش با صفحه جاذب سوراخ دار

Thermal performance modeling of unglazed transpired solar collectors

گردآورنده هاي خورشيدي بدون پوشش با صفحه جاذب سوراخ دار از انواع گردآورنده هايي هستند كه براي گرمايش خورشيدي هوا به منظور استفاده در سيستمهاي تهويه مطبوع و خشك كن ها استفاده مي شوند. عملكرد گرمايي اين گردآورنده ها تابع عوامل مختلفي مانند قطر و گام سوراخ ها، سرعت مكش هوا و تابش خورشيدي است. با استفاده از مدل سازي مي توان ارزيابي درستي از تاثير هر كدام از پارامترهاي مذكور بر عملكرد گرمايي گردآورنده بدست آورد. در اين مقاله، با استفاده از مدل سازي انتقال گرما و موازنه انرژي در اجزاء مختلف گردآورنده نمونه با كاربرد پيش گرمايش هواي ساختمان، بازده گرمايي و دماي خروجي گردآورنده برحسب پارامترهاي ميزان تابش خورشيدي، سرعت مكش هوا، قطر و گام سوراخ هاي صفحه جاذب به دست آمده اند و اثر هر كدام از اين پارامترها برآورد شده است. همچنين كارآيي تبادل گرمايي صفحات سوراخ دار به ازاي سرعت مكش هوا، قطر و گام سوراخ ها برآورد شده است. نتايج نشان مي دهد كه افزيش سرعت مكش هوا و تابش خورشيدي باعث افزايش بازده گرمايي گردآورنده مي شود. همچنين، افزايش قطر و گام سوراخ ها سبب كاهش عملكرد گرمايي گردآورنده مي شود.

Unglazed transpired solar collectors (UTCs) are solar air heating collectors that used for preheating air in ventilation systems or producing hot air for drying systems. Thermal performance of UTCs is a function of various parameters including incident solar radiation, air approach velocity, diameter and pitch of perforations. Modeling predicts the thermal performance of UTCs over a wide range of design and operating conditions. This paper presents the details of modeling for UTC using heat transfer expressions for the collector components and energy balances. The effects of key parameters on the performance of a UTC were studied by varying the approach velocity, solar radiation, diameter and pitch of perforations and finding their influence on collector thermal efficiency, heat exchange effectiveness and outlet air temperature. Results showed that the UTC thermal efficiency increases by increase in solar radiation and approach velocity, but the efficiency decreases by increasing plate hole diameters and pitch.