بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور صفحه تخت

عنوان تحقیق: بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور صفحه تخت

فرمت فایل: WORD

تعداد صفحات: 113

شرح مختصر:

هدف از این تحقیق مقایسه تحلیل تئوری و نتایج تجربی حاصل از تست عملی بر روی یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، با توجه به شرایط آب و هوایی شهر تهران می‌باشد. به این منظور ابتدا یک کلکتور صفحه تخت از نظر ساختمان، بازده و سایر پارامترها بر طبق روابط انتقال حرارت به‌صورت تئوری مدل شده، پس از آن با استفاده از یک سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی و استفاده از یک کلکتور صفحه تخت به عنوان جاذب انرژی خورشید، داده‌های مورد نیاز به طور تجربی استخراج شده‌اند.

سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی مورد آزمایش که در مرکز تحقیقات انرژی خورشیدی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب مستقر است، و بر اساس استاندارد ISO 9806-1مدل شده‌است، از یک کلکتور صفحه تخت و یک مخزن ذخیره تشکیل شده‌است. کلکتور شامل دو هدر افقی به قطر داخلی mm12 و 12 عدد رایزر عمودی می‌باشد که به‌صورت موازی قرار گرفته‌اند. صفحات جاذب از فین های مجزا تشکیل شده‌اند. جنس فین ها از آلومینیوم بوده و از شیشه معمولی به ضخامت mm4 به عنوان پوشش صفحه جاذب برای جلوگیری از اتلافات جابجایی و تابشی استفاده شده‌است. از آن‌جایی که آزمون‌ها در فصل تابستان انجام شده‌است و دمای هوا در هنگام شب به گونه‌ای نیست که باعث یخ‌زدگی آب داخل کلکتور شود، به این جهت تنها از آب (بدون ضد یخ) به عنوان سیال انتقال حرارت استفاده شده‌است. هم‌چنین دمای محیط، میزان تابش روی سطح کلکتور صفحه تخت و سرعت باد محوطه مورد آزمایش توسط یک دستگاه ثبت کننده اطلاعات ثبت شده‌اند.

بازده و انرژی مفید کسب شده توسط کلکتور به‌صورت تجربی با مقادیر حاصل از مدل تئوری مقایسه شده و بر طبق نتایج به‌دست آمده مدل تجربی با مدل تئوری مطابقت خوبی دارد. آزمایشات فوق با دبی‌های مختلف انجام گرفت و با کاهش دبی سیال عبوری از کلکتور، افزایش در انرژی مفید کسب شده و بازده کلکتور مشاهده گردید. بر اساس آزمایشات انجام شده، حداکثر بازده ممکن برای یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت زمانی حاصل می‌شود که حتی الامکان دمای آب ورودی کلکتور به دمای هوای محیط نزدیک باشد. هم‌چنین عوامل تاثیر گذار بر بازده یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، از جمله فاصله بین رایزرها، نوع پوشش شیشه‌ای کلکتور، ضخامت عایق حرارتی، جنس عایق، نوع سیال انتقال حرارت و... مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و با توجه به مقایسه های انجام شده می‌توان نمودار‌های مفیدی پیرامون بازده کلکتور بر اساس پارامتر‌های تاثیرگذار رسم نمود. این نمودار‌ها علاوه بر استفاده در صنعت ساخت تجهیزات خورشیدی، می‌تواند به عنوان راهنما جهت تست سایر کلکتور‌های مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

فهرست مطالب

چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
° 1-1) مقدمه
° 1-2) تاریخچه
° 1-3) کاربردهای انرژی خورشیدی
فصل دوم : انواع کلکتور خورشیدی و بررسی استانداردهای مربوطه
° 2-1) مقدمه
° 2-2) کلکتورهای صفحه تخت
° 2-2-1) صفحه جاذب
° 2-2-2) صفحات پوششی یا جداری
° 2-2-3) محفظه کلکتور
° 2-3) کلکتور لوله خلاء
° 2-4) کلکتور سهموی
° 2-5) زاویه شیب کلکتور خورشیدی
° 2-6) مقایسه استاندارهای تست کلکتورهای تخت خورشیدی 9806-1ISO، EN 12975-2 و ASHRAE 93
° 2-6-1) استاندارد ASHRAE 93
° 2-6-1-1) تست ثابت زمانی- τ
° 2-6-1-2) تست بازده حرارتی -gη
° 2-6-1-3) تست اصلاح کننده زاویه تابش - Kθb(θ)
° 2-6-1-4) توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه °
° 2-6-1-5) مدت زمان انجام تست
° 2-6-2) استاندارد ISO 9806-1 و EN 12975-2
° 2-6-2-1) تست ثابت زمانی- τ
° 2-6-2-2) تست بازده حرارتی -gη
° 2-6-2-3) تست اصلاح کننده زاویه تابش - Kθb(θ)
° 2-6-2-4) توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی
° 2-6-2-5) روش تست شبه دینامیکی استاندارد EN12975-2
° 2-7) مقایسه استاندارد ها
فصل سوم : آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی و بررسی استاندارد‌های مربوطه
3-1) مقدمه
3-2) اجزای آب‌گرم‌کن خورشیدی
3-3) شرح دستگاه آب‌گرم‌کن خورشیدی
3-4) انواع آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی
° 3-4-1) سیستم گردش اجباری
° 3-4-1-1) سیستم گردش اجباری- مدار بسته
° 3-4-1-2) سیستم گردش اجباری- مدار باز
° 3-4-2) سیستم با گردش طبیعی
° 3-4-2-1) سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار باز
° 3-4-2-2) سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار بسته
3-5) بررسی و مقایسه استانداردهای آب‌گرم‌کن خورشیدی
° 3-5-1) استاندارد ISO 9459
° 3-5-1-1) استانداردهای راندمان ( عملکرد ) سیستم
° 3-5-1-2) روش آزمون بر اساس تست در فضای داخلی
° 3-5-1-3) آزمون در فضای خارج برای سیستم‌های فقط خورشیدی
° 3-5-1-4) آزمون در فضای خارجی برای سیستم‌های آب‌گرم‌کن خورشیدی با گرم‌کن کمکی با یک مخزن ذخیره
° 3-5-2) استانداردهای اروپایی برای سیستم‌های گرمایش خورشیدی
° 3-5-2-1) استانداردهای اروپایی جدید
° 3-5-2-2) روش‌های تست برای سیستم‌های آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی ( EN 12976-2و ENV 12977-2)
° 3-5-3) استاندارد ASHRAE 95
° 3-5-4) مقایسه استاندارد‌های تست آب‌گرم‌کن خورشیدی
° 3-5-4-1) مقایسه سه استاندارد9459-2 ISO ، ISO 9459-3و ASHRAE 95
فصل چهارم : معادلات حاکم بر تعیین عملکرد کلکتور‌های صفحه تخت و حل نمونه عددی
4-1) مقدمه
4-2) تابش خورشیدی
4-3) تشعشع جذب شده و عبور تشعشع از میان پوشش شیشه‌ای
° 4-3-1) انعکاس تشعشع
° 4-3-2) جذب پوشش شیشه‌ای
° 4-3-3) حاصل‌ضرب ضریب های عبور – جذب ( )
4-4) کلکتورهای صفحه تخت و معادلات مربوطه
° 4-4-1) انرژی مفید
° 4-4-2) توزیع دما در کلکتورهای صفحه تخت خورشیدی
° 4-4-3) ضریب انتقال گرمای کل یک کلکتور
° 4-4-4) توزیع دما بین لوله‌ها و ضریب بازدهی کلکتور
° 4-4-4-1) لوله در زیر صفحه جاذب
° 4-4-4-2) لوله در بالای صفحه جاذب
° 4-4-4-3) لوله در وسط صفحه جاذب
° 4-4-5) ضریب دفع گرمای کلکتور و ضریب جریان
4-5) تست کلکتور
° 4-5-1) بازده
4-6) حل عددی
4-7) مشخصات تجهیزات مورد استفاده
4-8) مشخصات فنی کلکتور صفحه تخت
4-9) حل معادلات برای یک حالت نمونه
فصل پنجم : آزمایش، نتایج و ترسیم نمودارهای مربوطه
° 5-1) مقدمه
° 5-2) روش انجام آزمایش
° 5-3) نتایج
° 5-4) نمودار‌ها و تحلیل
° 5-4-1) نمودارهای داده‌های هواشناسی
° 5-4-2) تغییرات دمای خروجی از کلکتور بر حسب تغییرات دبی
° 5-4-3) بررسی انرژی دریافتی مدل تئوری و تجربی
° 5-4-4) بررسی بازده کلکتور در مدل‌های تئوری و تجربی
° 5-4-5) نمودار‌های افت دما در مسیر آب ورودی
° 5-5) بررسی اثر پارامترهای مختلف
° 5-5-1) تاثیر موقعیت قرارگیری لوله و صفحه جاذب
° 5-5-2) تاثیر زاویه کلکتور خورشیدی
° 5-5-3) تاثیر تعداد شیشه‌های محافظ کلکتور
° 5-5-4) تاثیر فاصله بین رایزرهای صفحه جاذب بر بازده کلکتور
° 5-5-5) تاثیر پوشش صفحه جاذب بر بازده کلکتور
° 5-5-6) تاثیر ضخامت عایق حرارتی بر بازده کلکتور
° 5-5-7) تاثیر جنس عایق بر بازده کلکتور
° 5-5-8) تاثیر نوع سیال انتقال حرارت بر بازده کلکتور
° 5-5-9) تاثیر فشار گاز داخل کلکتور بر بازده
نتیجه گیری
پیشنهادات برای ادامه طرح
منابع و ماخذ
فهرست منابع فارسی
فهرست منابع لاتین
چکیده انگلیسی

فهرست جدول ها

عنوان

شماره صفحه

2-1- شرایط تست شبه دینامیکی	19
2-2- دمای متوسط سیال و شرایط آب و هوایی برای هر نوع روز	20
2-3- بیشترین دمای خروجی بر اساس نوع کلکتور	20
2-4- مقایسه حدود مجاز پارامتر‌های مختلف جهت دست‌یابی به شرایط یکنواخت در سه استاندارد	21
2-5- شرایط آب و هوایی لازم در سه استاندارد	21
2-6- شرایط زمانی بازه داده و پیش بازه داده برای تست در حالت کلکتور ساکن	22
3-1- تشابه پارامتر‌های تست آب‌گرم‌کن خورشیدی در ISO 9459-2، ISO 9459-3 ، ASHRAE 95	36
3-2- تفاوت‌های پارامتر‌های تست آب‌گرم‌کن خورشیدی در ISO 9459-2 ، ISO 9459-3، ASHRAE 95	36
4-1- مشخصات فنی کلکتور مورد آزمایش، ساخت شرکت دریا	64
4-2 - پارامترهای موثر جهت حل یک نمونه عددی	65
5-1 - مقادیر محاسبه شده با دبی 200 لیتر بر ساعت	70
5-2 - مقادیر محاسبه شده با دبی 150 لیتر بر ساعت	71
5-3 - مقادیر محاسبه شده با دبی 100 لیتر بر ساعت	71

فهرست شکل‌ها

عنوان

شماره صفحه

2-1- کارکرد کلکتور صفحه تخت در حالت کلی	8
2-2 - کلکتور صفحه تخت به همراه اجزای آن	9
2-3 - صفحه جاذب	10
2-4 - فرآیند حرارتی یک کلکتور صفحه تخت	11
2-5 - کلکتورتخت، مایع و هوایی	12
2-6 - کلکتور لوله‌ای تحت خلاء	13
2-7 - انواع کلکتورهای تحت خلاء	14
2-8 - کلکتور سهموی	14
2-9 - زاویه کلکتور خورشیدی	15
3-1- طرح ساده‌ای از یک آب‌گرم‌کن خورشیدی	25
3-2- طرح کلی یک آب‌گرم‌کن خورشیدی به همراه قسمت‌های مختلف آن	26
3-3- سیستم اجباری- مدار بسته	28
3-4- سیستم اجباری- مدار باز	28
3-5- آب‌گرم‌کن با سیستم ترموسیفون	29
3-6- سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار باز	30
3-7- سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار بسته	30
4-1- زوایای تابش و انعکاس در محیطی با ضریب شکست های و	40
4-2- عبور از یک پوشش شیشه‌ای غیر جاذب	41
4-3- جذب تابش خورشید توسط صفحه جاذب زیر شبکه پوشش شیشه‌ای	42
4-4- برش عمودی از یک گردآورنده خورشیدی	43
4-5- توزیع دمای صفحه جاذب	44
4-6- شبکه گرمایی یک گردآورنده صفحه تخت با یک پوشش شیشه‌ای	46
4-7- شبکه گرمایی معادل	46
4-8- a- ترکیب لوله و صفحه جاذب	48
4-8-b,c- معادله انرژی صفحه جاذب	49
4-9- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در زیر صفحه جاذب باشد	52
4-10- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در زیر صفحه جاذب باشد	52
4-11- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در بالای صفحه جاذب باشد	54
4-12- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در بالای صفحه جاذب باشد	54
4-13- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در وسط صفحه جاذب باشد	56
4-14- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در وسط صفحه جاذب باشد	56
4-15- پیرانومتر و دما سنج نصب شده در سایت تست	60
4-16- باد سنج و ثبت کننده اطلاعات	60
4-17- باد سنج، ثبت کننده اطلاعات و مخزن ذخیره	61
4-18- سنسور دما و نمایشگر دیجیتالی	62
4-19- پمپ و مانومتر	62
4-20- شیر کنترل کننده دبی و کلکتور صفحه تخت	63
4-21- نمای کلی از تجهیزات نصب شده در سایت تست دانشگاه آزاد اسلامی تهران جنوب	63
5-1- داده‌های ثبت شده توسط ایستگاه هواشناسی در روز 8 آگوست 2011	72
5-2- دمای هوا و میزان تشعشع در روز 8 آگوست 2011 برای نقاط داده برداری شده	72
5-3- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 200 لیتر بر ساعت	73
5-4- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 150 لیتر بر ساعت	73
5-5- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 100 لیتر بر ساعت	74
5-6- میزان خطای اطلاعات ثبت شده از سایت تست	74
5-7- اختلاف دمای ورودی و خروجی برای دبی‌های مختلف	75
5-8- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 200 لیتر بر ساعت	76
5-9- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 150 لیتر بر ساعت	76
5-10- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 100 لیتر بر ساعت	77
5-11- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده مختلف	77
5-12- مقدار انرژی کسب شده توسط کلکتور صفحه تخت	78
5-13- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 200 لیتر بر ساعت	79
5-14- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 150 لیتر بر ساعت	79
5-15- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 100 لیتر بر ساعت	79
5-16- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 200 لیتر بر ساعت	80
5-17- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 150 لیتر بر ساعت	81
5-18- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 100 لیتر بر ساعت	81
5-19- مقایسه بازده مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده متفاوت	82
5-20- مقایسه مقادیر تئوری و تجربی بازده کلکتور	82
5-21- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 200 لیتر بر ساعت	83
5-22- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 150 لیتر بر ساعت	83
5-23- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 100 لیتر بر ساعت	84
5-24- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با توجه به موقعیت قرار گیری لوله و صفحه جاذب	85
5-25- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با توجه به زاویه کلکتور با سطح زمین	86
5-26- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با تعداد کاورهای شیشه‌ای کلکتور	86
5-27- بازده کلکتور صفحه تخت با توجه به فاصله بین رایزرهای صفحه جاذب	87
5-28- بازده کلکتور صفحه تخت با توجه به ضریب نشر کاور شیشه‌ای کلکتور	88
5-29- نمودارهای بازده کلکتور خورشیدی برای ضخامت‌های مختلف عایق حرارتی	88
5-30- اثر جنس عایق بر بازده کلکتور خورشیدی	89
5-31- اثر نوع سیال انتقال حرارت بر بازده کلکتور خورشیدی	89
5-32- اثر فشار گاز داخل کلکتور بر بازده	90

آنالیز اگزرژی آبگرمکن‌های خورشیدی

عنوان تحقیق: آنالیز اگزرژی آبگرمکن‌های خورشیدی

فرمت فایل: word

تعداد صفحات: 106

شرح مختصر:

آبگرمکنهای خورشیدی پرکاربردترین سیستمهای حرارتی خورشیدی در جهانند. اصلی‌ترین بخش آنها کلکتور خورشیدی است که انرژی تابشی خورشید را جذب کرده و به سیال عامل انتقال می‌دهد. استفاده از راندمان قانون اول ترمودینامیک به عنوان یکی از مهمترین پارامترها جهت معرفی و مقایسه‌ی سیستمهای حرارتی از جمله کلکتورهای خورشیدی به طور متداول مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالیکه قانون اول ترمودینامیک به تنهایی قادر به بیان عملکرد کمی و کیفی این سیستمها نمی‌باشد. در این تحقیق مدلی تئوری و جامع برای تحلیل انرژی (قانون اول ترمودینامیک) و اگزرژی (قانون دوم ترمودینامیک) کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت و لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی ارائه شده که در آن تاثیر مولفه‌های طراحی کلکتور روی عملکرد آن قابل بررسی است. پس از ارزیابی و تایید این مدل با استفاده از نتایج آزمایشات عملی به بررسی تاثیر پارامترهای طراحی مختلف روی راندمان انرژی و اگزرژی کلکتور پرداخته شده است.

فهرست:

چکیده. 1

مقدمه. 2

فصل اول: کلیات... 4

1-1) هدف.. 4

1-2) پیشینه‌ی تحقیق.. 4

1-3) روش کار و تحقیق.. 10

فصل دوم: کلکتورهای خورشیدی.. 12

2-1 ) کلکتور صفحه تخت... 12

2-1-1) ساختمان کلکتور صفحه تخت... 12

2-1-2) تاثیر آب و هوا بر کلکتور صفحه تخت 15

2-2 ) کلکتورهای لوله ای خلاء 15

2-2-1) انواع کلکتورهای لوله ای خلاء 16

2-3 ) کلکتورهای متمرکز کننده. 19

2-3-1 ) اجزای کلکتورهای متمرکز کننده 20

2-3-2 ) انواع کلکتورهای متمرکز کننده 20

فصل سوم : آبگرمکنهای خورشیدی.. 24

3-1 ) اجزای اصلی آبگرمکن های خورشیدی 25

3-1-1) کلکتور خورشیدی 25

3-1-2) مخزن ذخیره آب گرم.. 25

3-2-1 ) آبگرمکن خورشیدی ترموسیفونی 26

3-2-2) آبگرمکن های خورشیدی با سیستم های جابجایی اجباری 27

3-2-3) آبگرمکن های خورشیدی یکپارچه. 29

فصل چهارم : آنالیز قانون دوم ترمودینامیک... 31

4-1 ) انرژی و قانون اول ترودینامیک... 31

4-2) قانون دوم ترمودینامیک... 32

4-2-1) اگزرژی.. 33

4-2-2)اتلاف اگزرژی و تولید آنتروپی در فرایندهای ترمودینامیکی.. 38

فصل پنچم : آنالیز انرژی و اگزرژی کلکتورهای خورشیدی.. 41

5-1) کلکتور صفحه تخت... 41

5-1-1) آنالیز انرژی.. 41

5-1-2) آنالیز اگزرژی.. 44

5-2) کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی.. 47

5-2-1) تحلیل حرارتی.. 47

5-2-2) راندمان انرژی.. 52

5-2-2) راندمان اگزرژی.. 52

فصل ششم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات... 54

6-1) ارزیابی عملی روابط تئوری.. 54

6-1-1) کلکتور صفحه تختف... 55

6-1-2) کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی.. 61

6-2) بررسی تاثیر تغییر پارامترهای طراحی بر عملکرد کلکتورها. 66

6-2-1) کلکتور صفحه تخت... 66

6-2-2) کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی.. 75

6-3) جمع بندی و پیشنهادات... 77

منابع و ماخذ. 78

فهرست منابع لاتین.. 78

سایتهای اطلاع رسانی.. 80

چکیده انگلیسی.. 81

صفحه عنوان انگلیسی 82

 فهرست جدول‌ها

عنوان شماره صفحه

جدول 4-1) مقایسه بین انرژی و اگزرژی.. 34

جدول 6-1) مشخصات کلکتور صفحه تخت مورد استفاده جهت آزمایشات عملی.. 55

جدول 6-2) نتایج آزمایشات عملی کلکتور صفحه تخت... 56

جدول 6-3) مشخصات کلکتور لوله‌ای خلاء مورد استفاده در آزمایشگاه. 61

جدول 6-4) نتایج آزمایشات عملی و تئوری کلکتور لوله‌ای خلاء 62

 فهرست نمودار‌ها

عنوان شماره صفحه

نمودار 6-1) تغییرات راندمان انرژی کلکتور صفحه تخت بر حسب در دبیهای مختلف.58

نمودار 6-2) تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور صفحه تخت بر حسب در دبیهای مختلف.60

نمودار 6-3) تغییرات راندمان انرژی کلکتور لوله‌ای خلاء بر حسب در دبیهای مختلف.64

نمودار 6-4) تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور لوله‌ای خلاء بر حسب در دبیهای مختلف.65

نمودار 6-5) تغییرات دمای صفحه جاذب بر حسب تغییرات و دبی جریان.. 67

نمودار 6-6) تغییرات راندمان انرژی کلکتور صفحه تخت بر حسب و دبی جریان ورودی به کلکتور.68

نمودار 6-7) تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور صفحه تخت بر حسب و دبی جریان ورودی به کلکتور.69

نمودار 6-8) تغییرات راندمان انرژی و اگزرژی کلکتور را بر حسب تغییرات قطر لوله‌های داخلی کلکتور.70

نمودار 6-9) تغییرات راندمان انرژی کلکتور بر حسب ضخامت عایق پشت کلکتور.71

نمودار 6-10) تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور بر حسب ضخامت عایق پشت کلکتور.71

نمودار 6-12) تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور بر حسب سرعت وزش باد.72

نمودار 6-13) تغییرات راندمان انرژی کلکتور بر حسب ، برای سه سیال عامل مختلف.73

نمودار 6-14) تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور بر حسب ، برای سه سیال عامل مختلف.74

نمودار 6-15) تغییرات راندمان انرژی کلکتور لوله‌ای خلاء بر حسب و دبی جریان ورودی به کلکتور.75

نمودار 6-16) تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور لوله‌ای خلاء بر حسب و دبی جریان ورودی به کلکتور.76

 فهرست شکل‌ها

عنوان شماره صفحه

شکل 2-1 ) کلکتور صفحه تخت 15

شکل 2-2) کلکتور لوله‌ای خلاء. 16

شکل 2-3 ) کلکتور لوله ای خلاء جریان مستقیم.. 17

شکل 2-5 ) کلکتور لوله ای خلاء با دو لوله‌ی شیشه‌ای.. 18

شکل 2-6) نمای شماتیک کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی.. 19

شکل 2-7) کلکتور سهموی خطی.. 21

شکل 2-8) کلکتور فرنل.. 22

شکل 3-1 ) ابگرمکن ترموسیفونی با کلکتور صفحه تخت... 26

شکل 3-2 ) آبگرمکن خورشیدی ترموسیفونی حلقه باز. 27

شکل 3-3) آبگرمکن خورشیدی با سیستم های جابجایی اجباری حلقه باز. 28

شکل 5-1) نمای شماتیک کلکتور صفحه تخت مورد بررسی.41

شکل 5-2) لوله حرارتی در حالت افقی.. 48

شکل 5-3) کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی مورد بررسی.. 49

شکل 5-4) مدل الکتریکی انتقال حرارت در کلکتور لوله خلاء با لوله حرارتی.49

شکل 6-1) تجهیزات مورد استفاده در آزمایشگاه انرژی خورشیدی.. 54

مطالعه و بررسی استاندارد‌های تست کلکتور خورشیدی و مقایسه بین آنها

عنوان تحقیق: مطالعه و بررسی استاندارد‌های تست کلکتور خورشیدی و مقایسه بین آنها

فرمت فایل: word

تعداد صفحات: 103

شرح مختصر:

استفاده از استاندارد‌ها و رعایت حداقل کیفیت مورد انتظار در محصولات و خدمات مختلف امروزه در سراسر جهان رایج است، به طوریکه بسیاری از صنایع بدون رعایت استاندارد‌ها مجاز به تولید یا ارائه خدمات نیستند. از انرژی خورشید می‌توان به طرق مختلف، مثل تولید برق، گرمایش و سرمایش، تولید آب شیرین، تامین آب گرم و ... استفاده نمود. در صنعت انرژی خورشیدی نیز همچون سایر صنایع، استاندارد‌های مختلفی تدوین شده است. در بخش گرمایش آب مصرفی برخی از استاندارد‌ها مربوط به تست و استفاده از سیستم‌ها و روش‌هاست و برخی دیگر از استاندارد‌ها به چگونگی تست کلکتور‌های خورشیدی که جزء اصلی و نقطه آغازین تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی گرمایی است، پرداخته اند. در این گزارش به مطالعه و بررسی سه استاندارد ISO، DIN و ASHRAE که به ترتیب مربوط به استاندارد جهانی، اتحادیه اروپا و ایالات متحده آمریکا هستند پرداخته شده است و در پایان پارامتر‌های مختلف آن در قالب چند جدول مقایسه شده اند. لازم به ذکر است که به دلیل گستردگی و حجم زیاد استاندارد‌ها، در این گزارش تنها کلکتور‌های صفحه تخت مورد بررسی قرار گرفته اند.

فهرست مطالب

چکیده: 1

مقدمه: 2

فصل اول. 3

کلیـــات.. 3

فصل اول - کلیات.. 4

1-مقدمه: 4

2-اهمیت کلکتور های خورشیدی: 4

کلکتور های صفحه تخت: 6

انتخاب جاذب: 7

کلکتورهای لوله خلا: 8

بازده کلکتور: 10

3-انتخاب کلکتور اقتصادی 10

بازار کلکتور های خورشیدی: 11

فصل دوم. 12

استاندارد بین المللی تست کلکتور خورشیدی.. 12

ISO 9806 – 1: 1994. 12

فصل دوم- استاندارد بین المللی تست کلکتور خورشیدی (ISO 9806-1:1994) 13

2نمادها و واحدها 16

3نصب و تعیین مکان کلکتور 16

3-2چهارچوب نصب کلکتور 16

4وسایل اندازه گیری.. 18

4-1- 2 اندازه گیری زاویه برخورد تابش خورشیدی مستقیم. 19

4-2اندازه گیری تابش حرارتی. 20

4-3اندازه گیری‌های دما 21

4-3-2 تعیین اختلاف دمای سیال انتقال حرارت (DT) 22

4-3-3اندازه گیری دمای هوای اطراف (t_a) 22

4-4اندازه گیری دبی مایع در کلکتور 23

4-9سطح کلکتور 24

5آرایش آزمون. 25

5-2سیال انتقال حرارت.. 25

5-3لوله کشی و اتصالات.. 26

5-4پمپ و وسایل کنترل جریان. 27

5-5تنظیم دمای سیال انتقال حرارت.. 27

6آزمون بازده حالت پایدار در فضای باز 28

6-5اندازه گیری‌ها 29

6-6دوره آزمون (در حالت پایدار) 30

6-7 ارائه نتایج. 31

7تعیین ظرفیت گرمایی مؤثر و ثابت زمانی کلکتور 36

7-3روش آزمون برای ثابت زمانی کلکتور 37

7-4محاسبه ثابت زمانی کلکتور 38

8ضریب تصحیح زاویه برخورد کلکتور 39

8-4محاسبه ضریب تصحیح زاویه برخورد کلکتور 40

9تعیین افت فشار در کلکتور 40

فصل سوم. 43

استاندارد اتحادیه اروپا جهت تست کلکتور خورشیدی.. 43

EN 12975 – 2: 2001. 43

فصل سوم- استاندارد اتحادیه اروپا جهت تست کلکتور خورشیدی (EN 12975-2:2001) 44

1-تست‌های قابلیت اطمینان 44

تست کارایی حرارتی کلکتور‌های گرم کننده مایع: 47

طرح تست: 52

فصل چهارم. 68

استاندارد ایالات متحده آمریکا جهت تست کلکتور خورشیدی.. 68

ASHRAE 93: 1991. 68

فصل چهارم- استاندارد آمریکا جهت تست کلکتور خورشیدی (ASHRAE 93: 1991) 69

4-روش انجام تست: 72

مراحل تست و محاسبات: 76

محاسبات ثابت زمانی کلکتور: 82

فصل پنجم. 84

مقایسه استاندارد‌های تست کلکتور خورشیدی.. 84

فصل پنجم – مقایسه استاندارد های تست کلکتور خورشیدی.. 85

1- مقایسه سه استاندارد 9806-1 ISO، EN 12975-2 و ASHRAE 93: 85

2- مقایسه دو استاندارد ISO 9806-1 و EN 12975-2: 88

مراجع: 94