شبیه سازی عملکرد طرحی نو از کلکتور هواگرم خورشیدی برای سیستم سرمایش خورشیدی یک ساختمان نمونه در مناطق گرم و مرطوب شمال ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساری، ساری، ایران

چکیده

هوا گرم­کن‌های خورشیدی(یا کلکتورهای هواگرم­) نوع خاصی از کلکتورهای خورشیدی هستند که سیال عامل آن‌ها هوا بوده و در سیستم­هایی مانند سیستم تهویه مطبوع برای گرمایش هوای ورودی به ساختمان، خشک­کن­های خورشیدی و ... مورد استفاده قرار می­گیرند. علاوه بر موارد فوق از هوای گرم خروجی نیز می­توان برای استفاده در قسمت بازیاب سیستم­های سرمایش یا رطوبت­زدایی خورشیدی مانند سیستم سرمایش دسیکنت نیز بهره گرفت. در این پژوهش ابتدا یک نوع کلکتور هوا گرم‌کن خورشیدی با ساختار و کاربرد جدید معرفی شده است. سپس قسمت­های مختلف آن مانند پوشش کلکتور، صفحه جاذب، سیال عامل(هوا) و ... از لحاظ انتقال گرما، مدل سازی گردید. عمل­کرد این سیستم در نرم افزار متلب شبیه سازی و صحت نتایج حاصله با استفاده از نتایج تجربی موجود بررسی، مشخصات کلکتور در بهترین حالت معرفی شده است. سپس نتایج حاصل از به‌کارگیری این نوع کلکتور برای گرمایش و سرمایش یک ساختمان نمونه در شرایط آب و هوایی گرم و مرطوب در شمال کشور مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای محاسبه بار حرارتی ساختمان، از نرم افزار کریر استفاده شده است. 

کلیدواژه‌ها


]1[ خلاصه وضعیت آماری صنعت برق کشور، معاونت منابع انسانی و تحقیقات، دفتر فن آوری اطلاعات و آمار توانیر.
[2] Balghouthi M., Chahbani M.H., Guizani A., Investigation of a solar cooling installation in Tunisia, Applied Energy, 2012.
[3] Calise F., Denticed’Accadia M., Palombo A., Transient analysis and energy optimization of solar heating and cooling systems in various configurations, Solar Energy, 2010
[4] Henning H.M., Solar assisted air conditioning of buildings–an overview, Applied Thermal Engineering,. 27(10), pp. 1734-1749, 2007.
[5] Dai Y.J., Solar cooling: research and application, October 8, 2008.  http://www.sjtuirc.sjtu.edu.cn
[6] Fong K., et al., Simulation–optimization of solar-assisted desiccant cooling system for subtropical Hong Kong, Applied Thermal Engineering, 30(2), 2010.
[7] Eicker J.U., Pietruschka D., Optimization and Economics of Solar CoolingSystems, Advances in Building Energy Research, 3(1): pp. 45-81, 2009.
]8[ یوسفی، اسماعیل. امکان سنجی استفاده از یک سیستم سرمایش و گرمایش خورشیدی با ظرفیت محدود، برای یک ساختمان آموزشی- اداری در شهرستان قائم‌شهر، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی- واحد ساری، صفحات 10-15، تابستان 93.
[9] Calise F, Palombo A., Vanoli L., Maximization of primary energy savings of solar heating and cooling systems by transient simulations and computer design of experiments, Applied Energy, 2010.
[10] Falahatkar A., Khalaji Assadi M., Analysis of solar lithium bromide-water absorption cooling system with heat pipe solar collector, , Solar Thermal Application, 2011.
[11] Alili, Al A., Islam M.D., Kubo, Hwang I. Y.,  Radermacher R., Modeling of a solar powered absorption cycle for Abu Dhabi, Applied Energy, 2012.
[12] Colangelo G., et al. Innovation in flat solar thermal collectors: A review of the last ten years experimental result, Renewable and Sustainable Energy Reviews 57, 1141-1159, 2016.
[13] Fernández A, Dieste JA, Low and medium temperature solar thermal collector based in innovative materials and improved heat exchange performance, Energy Conversion and Management, 75: 118–29, 2013.
[14] Shojaeizadeh E., Veysi F., Kamandi A., Exergy efficiency investigation and optimization of an Al2O3–water nanofluid based Flat-plate solar collector.", Energy and Buildings 101, 12-23, 2015.
[15] Hawwash  A. A., et al, Experimental Study of Alumina Nanofluids Effects on Thermal Performance Efficiency of Flat Plate Solar Collectors, International Conference on Sustainable Energy & Environmental Sciences (SEES). Proceedings. Global Science and Technology Forum, 2016.
[16] Vakili  M., et al, Experimental investigation of grapheme nanoplatelets nanofluid-based volumetric solar collector for domestic hot water systems, Solar Energy 131, 119-130, 2016.
[17] Duffie JA, Beckmann WA. Solar engineering of thermal processes, 4th ed., New Jersey: Wiley; 2013.
[18] http://www.weather.ir
[19] http://www.suna.org.ir
[20] Kays, W. M., Crawford, M. E., Weigand B., "convective heat and mass transfer," 4th ed., Tata McGraw-Hill Education, 2012.
]21[ سلمان­پور، ایمان. طراحی یک سیستم سرمایش خورشیدی برای یک ساختمان اداری و ارزیابی فنی و اقتصادی آن، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی- واحد ساری، صفحات 30-35، تابستان 93.