بررسي كارايي حرارتي كلكتورهاي خورشيدي مشبك در جريان باد عمود بر صفحه

Investigation of Thermal Performance of Unglazed Transpired-Plate Solar Collectors in Perpendiclar Wind

باتوجه به نياز روز افزون بشر به انرژي حرارتي و كاهش منابع انرژي فسيلي در جهان، نياز به استفاده از انرژهاي نو مورد توجه جدي قرار گرفته است. در اين راستا انرژي خورشيدي در جهت تامين قسمتي از انرژي مورد نياز جوامع بشري در آينده در اولويت قرار دارد. استفاده از كلكتورهاي خورشيدي بدون شيشه با صفحه جاذب مشبك بدليل راندمان بالا و هزينه‌ي كم يكي از راههاي تامين انرژي در زمينه گرمايش هواي مورد نياز فضاهاي بزرگ مانند كارخانجات و كارگاهها و همچنين در خشك كردن محصولات كشاورزي است. در اين پژوهش عملكرد حرارتي اين كلكتورها كه در فضاي باز نصب مي شوند و در معرض مستقيم تابش خورشيد و وزش باد مي باشند مورد بررسي قرار گرفته است. با فرض وزش باد در راستاي عمود بر صفحه كارايي حرارتي صفحات جاذب با جنس‌هاي مختلف و ميزان تخلخل متفاوت در چند حالت سرعت و مكش جريان مورد بررسي قرار گرفته شده است با توجه به آناليزهاي تحليلي صورت گرفته ابتدا عوامل موثر بر كارايي حرارتي اين كلكتورها مشخص گرديد و در ادامه تاثير هر عامل بر كارايي حرارتي اين كلكتورها مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين انتقال حرارت از پشت صفحه كه در اكثر تحقيقات گذشته مورد محاسبه واقع نمي‌گرديد، لحاظ شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه رفتار كلي اين صفحات و كارايي حرارتي آنها تحت تاثير پارامترهاي مشخص شده تا حدود قابل ملاحظه‌اي مشابه به حالت وزش باد بصورت جريان موازي با صفحه بوده و تنها در برخي موارد اختلافاتي مشاهده شده است.

Renewable energies have received substantial attention due to exceeding rate of energy demand and diminishing rate of energy resources. In this direction solar energy as the future supplier of part of the world’s energy demand is at the frontier. Using unglazed transpired-plate solar collectors (UTCs) to provide heat for crop drying and ventilation air heating of large spaces such as factories and industrial companies is now promising due to their high efficiency and low cost. In this research the thermal efficiency of such collectors, which are mounted open to the atmosphere and are subjected to wind and solar radiation is investigated. Wind is assumed to blow perpendicular to the perforated absorber plate while the heated air is sucked from the back through the perforations. Different perforation geometries for a number of plate’s material are considered while the wind speed and suction rate is changing. Effective parameters are determined and the effect of each parameter on the thermal performance of the collector is investigated. Heat transfer from the back side of the plate is considered as well. Results show that the overall thermal behaviors of these collectors, in the perpendicular flow, are almost similar to those for parallel flow although some deviations are observed