مطالعه آزمایشگاهی، مدلسازی و بهینه سازی عملرکد یک سامانه آبگرمکن خورشیدی

در این تحقیق یک سامانه آبگرمکن خورشیدی با جمع کننده سهموی خطی در شهر اصفهان مورد مطالعه آزمایشگاهی و تئوری قرار گرفته است. وجه تمایز این تحقیق در بخش مطالعات تجربی در نوع جمع کننده بکار برده شده در سامانه (متشکل از تعدادی جمع کننده سهموی خطی) و در بخش مدلسازی در نحوه محاسبه ضرایب شکل لوله های حامل جریان آب می باشد. پارامترهای زیادی بر دمای آب خروجی از جمع کننده و نتیجتاً کارایی آن تأثیر می گذارد که در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی اثر پارامترهای شدت جریان آب ورودی به جمع کننده، زاویه شیب جمع کننده، شرایط فصلی و وضعیت جمع-کننده از لحاظ ثابت یا متحرک بودن پرداخته شده است. سامانه مذکور در زاویه شیب 33 درجه و در شرایطی که دنبال-کننده موقعیت خورشید نسبت به زمین در طول روز است بالاترین کارایی را دارد و بدیهی است که در فصل تابستان به دلیل بیشتر بودن شدت تشعشع خورشید، مقادیر به دست آمده برای دمای آب خروجی از جمع کننده بالاتر است. همچنین در شدت جریان آب ml/min 350 در سیستم مذکور پدیده دو فازی شدن رخ می دهد و مناسب است که شدت جریان آب ورودی به سامانه بیشتر از این مقدار باشد و شدت جریان ml/min 500 به دلیل بازدهی حدود %80 توصیه می شود. از آنجا که مکان قرارگیری لوله ها نسبت به شیشه و نسبت به یکدیگر متفاوت است و این تفاوت در مکان قرارگیری، منجر به متفاوت بودن ضریب شکل هر لوله می گردد، در مدل ریاضی توسعه داده شده ضرایب شکل تشعشعی مربوط به هر لوله با لوله دیگر متفاوت در نظر گرفته شده و این مسئله دقت مدل ریاضی توسعه داده شده را افزایش داده است. به طور کلی می توان گفت که نتایج به دست آمده از مدلسازی تطابق خوبی با نتایج حاصل از آزمایش ها دارد. بازده سامانه در بهترین شرایط در فصل تابستان حدود 80% و در فصل پاییز حدود 55% است.