بررسي تجربي عملكرد حرارتي يك نمونه‌ي اصلاح شده كلكتور لوله خلاء خورشيدي

Experimental analysis of thermal performance of the modified vacuum tube solar collector

آب‌ گرمكن‌هاي خورشيدي لوله خلاء يكي از رايج‌‌ترين انواع آب‌گرمكن‌هاي خورشيدي هستند و در سال‌هاي اخير به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. كلكتور‌هاي لوله خلاء در مقايسه با كلكتور‌هاي صفحه تخت ضريب جذب بالاتر و اتلاف حرارتي پايين‌تري دارند. عوامل بسياري بر عملكرد حرارتي اين آب‌گرمكن‌ها تأثير گذارند و تحقيقات بسياري در زمينه‌ي افزايش راندمان آن‌ها انجام شده است. در اين پژوهش به صورت تجربي عملكرد حرارتي يك نمونه ي اصلاح شده از كلكتورهاي خورشيدي مورد مطالعه قرار گرفته است. دو نمونه ي آزمايشگاهي يكي با ساختار اصلاح شده و ديگري مشابهي نمونه هاي تجاري، ساخته شده و تحت تابش خورشيدي برابر و دماي محيط يكسان عملكرد آنها مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان داد كه اين اصلاح ساختار تأثير مطلوبي بر كارايي كلكتور دارد. اين تغيير ساختار، توزيع دما در لوله و مخزن را يكنواخت تر كرد و موجب افزايش راندمان كلكتور تا 11درصد شد. بايد اضافه كرد كه جذب انرژي حرارتي در مدل اصلاح شده در مدت زمان يك ساعت حدود 25 درصد بيشتر از نمونه ي معمولي بود. ضمن اينكه تأثير شدت تابش خورشيدي بر دماي متوسط آب درون مخزن ذخيره در هر دو نمونه بررسي شده است. در اين پژوهش از روشي تجربي جهت محاسبه‌ي تابش دريافتي لوله‌هاي خلاء استفاده شده است.

Vacuum tube solar water heaters are one of the most common types of solar water heaters, and they have been used widely in recent years. Evacuated tube solar collectors compared to flat plate collectors have higher absorption coefficient and lower heat loss. Many factors are effective on thermal efficiency of evacuated solar water heaters and many studies have been done to increase their efficiency. In this study, thermal performance of a modified model has been investigated experimentally. Two laboratory samples, one of them with the modified structure and the other like commercial samples have been made and their performance has been studied under equal solar radiation and ambient temperature. The results have shown that this structure modification has a positive effect on collector performance. This change has made the temperature distribution in the pipe and tank more uniform, and has increased the efficiency to 11 percent. Absorbing thermal energy in the modified model was more than typical model, about 25 percent in one hour. Also, effects of solar radiation on the average temperature of water in the storage tank have been investigated in both cases. In this study, an experimental method is used to calculate the radiation received by vacuum tubes.