ارايه يك الگوريتم تحليلي حالت پاياي جديد براي مدل سازي عملكرد حرارتي سالانه يك هوا گرمكن خورشيدي در شرايط اقليمي اروميه

A Novel Steady State Analysis Algorithm For Annual Thermal Efficiency Modeling of A Flat Plate Solar Air Heater in Urmia Climate

مهم ترين قسمت در مطالعه پتانسيل انرژي خورشيدي جهت استفاده در هواگرمكن هاي صفحه‏تخت در زمينه فرايندهاي پس از برداشت و صنايع غذايي مرتبط با محصولات كشاورزي، مدل سازي عملكرد حرارتي اين سامانه هاست. با بكارگيري روش تحليلي حالت پايا و ارايه يك الگوريتم محاسباتي جديد، مدل سازي عملكرد حرارتي يك كلكتور صفحه تخت خورشيدي انجام شد. شرايط اقليمي شهرستان اروميه در سال 2009 ميلادي به عنوان شرايط محيطي كار كلكتور انتخاب شد. داده هاي واقعي و ساعتي مربوط به دماي محيط و تابش خورشيدي از ايستگاه هواشناسي فرودگاه اين شهرستان اخذ و مورد بررسي قرار گرفت. زواياي بهينه تمايل كلكتور براي حصول بهترين عملكرد كلكتور صفحه تخت، در مدلسازي لحاظ شد. الگوريتم محاسباتي اين مدل سازي ارايه و در محيط نرم‏افزار MATLAB اجرا شد. بهره مفيد انرژي حرارتي، بازده حرارتي و دماي هواي خروجي از كلكتور به عنوان سه پارامتر تعيين‏كننده عملكرد كلكتور در نظر گرفته شد. نتايج به صورت متوسط هاي ماهانه در ساعات مختلف تابش، در قالب نمودارها و كنتورهاي رنگي ارايه گرديد. تخمين هايي از ميزان حرارت قابل استحصال در ماه هاي مختلف سال به دست آمد. نتايج اين تحقيق، اولين گام در طراحي بهينه و ساخت يك هوا گرمكن خورشيدي كه پاسخگوي نيازهاي سالانه ي واقعي باشد، خواهد بود.

The main issue of the study of solar energy potential which could be used for agro-food industrial consumption is the thermal efficiency modeling of these systems. A novel calculation algorithm based on steady state thermal analysis is presented for thermal performance study of a typical Flat Plate Solar Air Heater (FPSAH) in Urmia climate all the year around in 2009. Hence, the Urmia climate condition in 2009 was selected as work condition of FPSAH in modeling. The real and hourly data of ambient temperature and solar radiation which was recorded in Urmia airport meteorological station were used. The optimum tilt angles of FPSAH were applied in model. A calculating algorithm was developed for modeling and ran in MATLAB. The useful thermal gain, the thermal efficiency and the outlet temperature of FPSAH were considered as three parameters representing the thermal performance of a FPSAH. The result was presented as monthly averaged values at different radiation hour during the day, in the form of diagram and color counters. Some estimations of the extractable heat in different months of year, was achieved. This research results will be the first step of an optimized design and construction of a FPSAH supporting the real annual heat demand in Urmia climate.