تأثير فاصلۀ هوايي بين دو پوشش شيشه‌اي بر عملكرد هواگرم‌كن‌هاي صفحه‌اي خورشيدي

با توجه به اهميت روزافزونِ استفاده از انرژي‌هاي پاك و تجديدپذير، يكي از ساده‌ترين مكانيزم‌هاي تبديل انرژي تابشي خورشيد به انرژي حرارتي، در مقياس غيرنيروگاهي، استفاده از هوا‌گرم‌كن‌هاي خورشيدي است كه همواره به عنوان ايده‌اي جذاب براي پژوهشگران مطرح بوده است. از اين رو، پژوهش حاضر، به مطالعۀ تأثير فاصلۀ هوايي بر عملكرد هواگرم‌كن‌هاي صفحه‌اي خورشيدي با دو پوشش شيشه‌اي، از طريق شبيه‌سازي‌هاي عددي، مي‌پردازد. مطالعه‌اي كه مشابه آن در مراجع تحقيقاتي مختلف تاكنون گزارش نشده است. بدين منظور، معادلات حاكم بر جريان جابجايي اجباريِ هواي عبوري از داخل كانال هواگرم‌كن و همچنين جريان جابجايي طبيعي در فاصلۀ هوايي بين دو پوشش شيشه‌اي به دليل وجود نيروي شناوري، با بكارگيري روش المان محدود و استفاده از نرم‌افزار كامسول، حلّ عددي شده‌اند. به‌علاوه، به منظور تعيين ميدان دما در اجزاي جامدِ هواگرم‌كن، شامل شيشه، صفحۀ جاذب و لايۀ عايق، حل معادلات هدايت حرارتي هم‌زمان با معادلات جريان صورت گرفته است. صحت شبيه‌سازي‌هاي عدديِ انجام‌شده در اين پژوهش، از طريق مقايسه با يافته‌هاي عددي و تجربيِ پژوهش‌هاي پيشين مورد ارزيابي قرار گرفته، كه سازگاري قابل قبولي در اين خصوص به دست آمده است. نتايج حاصل بيانگر تأثير مثبت حضور لايه هواي بين دو شيشه بر عملكرد هواگرم‌كن‌هاي صفحه‌اي خورشيدي بوده، به‌طوري‌كه با تغيير دبي جريان هوا از 2 تا 14 گرم بر ثانيه عملكرد اين نوع از هواگرم‌كن‌ها در شار تابشي 1000 وات بر مترمربع در مقايسه با مدل ساده و بدون فاصلۀ هوايي افزايش راندماني در حدود 4 تا 6 درصد را نشان داده است. همچنين، در شرايط دبي جريان ورودي 6 / 9 گرم بر ثانيه و شار تابش ي متغير بين 400 تا 1200 وات بر مترمربع، استفاده از دو پوشش شيشه اي، در مقايسه با مدل ساده، موجب افزايش دماي هواي خروجي در حدود 2 تا 6 درجۀ سانتيگراد شده است.