مدل‌سازي رابطه دما و سرعت هواي خروجي در يك جمع‌كننده خورشيدي صفحه تخت با جريان اجباري

چكيده جمع‌كننده خورشيدي هوايي دستگاهي ساده براي گرمايش هوا، با استفاده از انرژي خورشيدي است كه كاربردهاي متنوعي دارد. در اين پژوهش، يك جمع‌كننده خورشيدي هوايي صفحه تخت با صفحه جاذب كركره‌اي، به همراه يك سيستم كنترل دور دمنده، طراحي و ساخته شد. سيستم كنترل دور دمنده شامل سه حسگر دمايي LM35، يك ميكروكنترلر AVR، دو پنل خورشيدي و يك دمنده بود. سيستم كنترلي، دماي هواي خروجي را اندازه‌گيري كرده و سپس با ايجاد دورهاي متغير، آن را در يك محدوده دمايي مشخص قرار مي‌داد. جمع‌كننده به مدت يك هفته درفضاي باز مورد ارزيابي قرار گرفت. با توجه به ميزان اهميت پارامترهاي مختلف اثرگذار در بازدهي جمع‌كننده، دو پارامتر دما و سرعت هواي خروجي براي مدل‌سازي عملكرد سيستم انتخاب گرديدند. از بين مدل‌هاي رگرسيوني خطي و غيرخطي متداول، هفت مدل كه حالت كلي‌تر و احتمال توجيه بيشتر رابطه بين دو پارامتر مذكور را داشتند، براي تحليل‌هاي آماري انتخاب شدند. براساس نتايج به دست آمده، مدل رگرسيوني چندجمله‌اي درجه سه، براي تفسير رابطه تجربي بين دما و سرعت هواي خروجي پيشنهاد گرديد. مدل مذكور با ضريب تبيين اصلاح شده 9861/0 بهترين برازش را در ميان مدل‌هاي مورد بررسي دارا بود. واژه‏هاي كليدي: جمع‌كننده خورشيدي، دمنده، سيستم كنترلي، مدل رگرسيوني

Abstract Solar air heating collector is a simple device used for air heating by solar energy that can be applied for various kinds of tasks. In this study, a flat-plate solar air heating collector with a shutter window absorber and blower speed control system was designed and fabricated. The blower speed control system consists of three LM35 sensors, AVR microcontroller, two solar panels and a blower. Outlet air temperature was measured by control system providing variable speed to put it in specified temperature range. The collector was evaluated in outdoor open area for a week. Regarding the importance of different parameters affecting the collector efficiency, the temperature and velocity of air at the outlet were selected for modeling system performance. From conventional linear and nonlinear regression models, eight models which were more general and more likely to explain the relationship between two above-mentioned parameters were selected for statistical analysis. Based on the results, the fourth-degree polynomial regression model was proposed for interpretation of the empirical relation between temperature and velocity of air at the outlet of the collector. The model with coefficient of determination equal to 0.99 showed the best fit among the investigated models. Keywords: Blower, Control system, Regression model, Solar collector.