دانلود پایان نامه : بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور صفحه تخت (تحت حمایت شرکت بهینه سازی مصرف سوخت کشور)

دانلود پایان نامه : بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور صفحه تخت (تحت حمایت شرکت بهینه سازی مصرف سوخت کشور)

تعداد صفحات: 115

فرمت فایل: WORD

دسته بندی: -

قیمت: 5300 تومان

تعداد نمایش: 165 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: ۲۱ تیر ۱۳۹۵

به روز رسانی در: ۲۳ تیر ۱۳۹۵

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

5300 تومان – خرید

دانلود پایان نامه : بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور صفحه تخت (تحت حمایت شرکت بهینه سازی مصرف سوخت کشور)

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

 

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

 مهندسی مکانیک تبدیل انرژی

 

چکیده                                                                                                ۱
مقدمه                                                                                                  ۲
فصل اول : کلیات
°      ۱-۱) مقدمه
°      ۱-۲) تاریخچه
°      ۱-۳) کاربردهای انرژی خورشیدی
فصل دوم : انواع کلکتور خورشیدی و بررسی استانداردهای مربوطه
°      ۲-۱) مقدمه
°      ۲-۲) کلکتورهای صفحه تخت
°      ۲-۲-۱) صفحه جاذب
°      ۲-۲-۲) صفحات پوششی یا جداری
°      ۲-۲-۳) محفظه کلکتور
°      ۲-۳) کلکتور لوله خلاء
°      ۲-۴) کلکتور سهموی
°      ۲-۵) زاویه شیب کلکتور خورشیدی
°      ۲-۶) مقایسه استاندارهای تست کلکتورهای تخت خورشیدی ۹۸۰۶-۱  ISO، EN 12975-2  و ASHRAE 93
°       ۲-۶-۱) استاندارد ASHRAE 93
°      ۲-۶-۱-۱) تست ثابت زمانی- τ
°      ۲-۶-۱-۲) تست بازده حرارتی –  gη
°      ۲-۶-۱-۳) تست اصلاح کننده زاویه تابش – Kθb(θ)
°      ۲-۶-۱-۴) توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی
فهرست مطالب
عنوان مطالبشماره صفحه

°

°      ۲-۶-۱-۵) مدت زمان انجام  تست
°      ۲-۶-۲) استاندارد ISO 9806-1 و EN 12975-2
°      ۲-۶-۲-۱) تست ثابت زمانی- τ
°      ۲-۶-۲-۲) تست بازده حرارتی –  gη
°      ۲-۶-۲-۳) تست اصلاح کننده زاویه تابش – Kθb(θ)
°      ۲-۶-۲-۴) توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی
°      ۲-۶-۲-۵) روش تست شبه دینامیکی استاندارد EN12975-2
°      ۲-۷) مقایسه استاندارد ها
فصل سوم : آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی و بررسی استاندارد‌های مربوطه
۳-۱) مقدمه
۳-۲) اجزای آب‌گرم‌کن خورشیدی
۳-۳) شرح دستگاه آب‌گرم‌کن خورشیدی
۳-۴) انواع آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی
°      ۳-۴-۱) سیستم گردش اجباری
°      ۳-۴-۱-۱) سیستم گردش اجباری- مدار بسته
°      ۳-۴-۱-۲) سیستم گردش اجباری- مدار باز
°      ۳-۴-۲) سیستم با گردش طبیعی
°      ۳-۴-۲-۱) سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار باز
°      ۳-۴-۲-۲) سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار بسته
۳-۵) بررسی و مقایسه استانداردهای آب‌گرم‌کن خورشیدی
°      ۳-۵-۱) استاندارد ISO 9459
°      ۳-۵-۱-۱) استانداردهای راندمان ( عملکرد ) سیستم
°      ۳-۵-۱-۲) روش آزمون بر اساس تست در فضای داخلی
°      ۳-۵-۱-۳) آزمون در فضای خارج برای سیستم‌های فقط خورشیدی
°      ۳-۵-۱-۴) آزمون در فضای خارجی برای سیستم‌های آب‌گرم‌کن خورشیدی با گرم‌کن کمکی با یک مخزن ذخیره
°      ۳-۵-۲) استانداردهای اروپایی برای سیستم‌های گرمایش خورشیدی
°      ۳-۵-۲-۱) استانداردهای اروپایی جدید
°      ۳-۵-۲-۲) روش‌های تست برای سیستم‌های آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی ( EN 12976-2 و ENV 12977-2 )
°      ۳-۵-۳) استاندارد ASHRAE 95
°      ۳-۵-۴) مقایسه استاندارد‌های تست آب‌گرم‌کن خورشیدی
°      ۳-۵-۴-۱) مقایسه سه استاندارد۹۴۵۹-۲  ISO ، ISO 9459-3 و  ASHRAE 95
فصل چهارم : معادلات حاکم بر تعیین عملکرد کلکتور‌های صفحه تخت و حل نمونه عددی
۴-۱) مقدمه
۴-۲) تابش خورشیدی
۴-۳) تشعشع جذب شده و عبور تشعشع از میان پوشش شیشه‌ای
°      ۴-۳-۱) انعکاس تشعشع
°      ۴-۳-۲) جذب پوشش شیشه‌ای
°   ۴-۳-۳) حاصل‌ضرب ضریب های عبور – جذب ( )
۴-۴) کلکتورهای صفحه تخت و معادلات مربوطه
°      ۴-۴-۱) انرژی مفید
°      ۴-۴-۲) توزیع دما در کلکتورهای صفحه تخت خورشیدی
°      ۴-۴-۳) ضریب انتقال گرمای کل یک کلکتور
°      ۴-۴-۴) توزیع دما بین لوله‌ها و ضریب بازدهی کلکتور
°      ۴-۴-۴-۱) لوله در زیر صفحه جاذب
°      ۴-۴-۴-۲) لوله در بالای صفحه جاذب
°      ۴-۴-۴-۳) لوله در وسط صفحه جاذب
°      ۴-۴-۵) ضریب دفع گرمای کلکتور و ضریب جریان
۴-۵) تست کلکتور
°      ۴-۵-۱) بازده
۴-۶) حل عددی
۴-۷) مشخصات تجهیزات مورد استفاده
۴-۸) مشخصات فنی کلکتور صفحه تخت
۴-۹) حل معادلات برای یک حالت نمونه
فصل پنجم : آزمایش، نتایج و ترسیم نمودارهای مربوطه
°      ۵-۱) مقدمه
°      ۵-۲) روش انجام  آزمایش
°      ۵-۳) نتایج
°      ۵-۴) نمودار‌ها و تحلیل
°      ۵-۴-۱) نمودارهای داده‌های هواشناسی
°      ۵-۴-۲) تغییرات دمای خروجی از کلکتور بر حسب تغییرات دبی
°      ۵-۴-۳) بررسی انرژی دریافتی مدل تئوری و تجربی
°      ۵-۴-۴) بررسی بازده کلکتور در مدل‌های تئوری و تجربی
°      ۵-۴-۵) نمودار‌های افت دما در مسیر آب ورودی
°      ۵-۵) بررسی اثر پارامترهای مختلف
°      ۵-۵-۱) تاثیر موقعیت قرارگیری لوله و صفحه جاذب
°      ۵-۵-۲) تاثیر زاویه کلکتور خورشیدی
°      ۵-۵-۳) تاثیر تعداد شیشه‌های محافظ کلکتور
°      ۵-۵-۴) تاثیر فاصله بین رایزرهای صفحه جاذب بر بازده کلکتور
°      ۵-۵-۵) تاثیر پوشش صفحه جاذب بر بازده کلکتور
°      ۵-۵-۶) تاثیر ضخامت عایق حرارتی بر بازده کلکتور
°      ۵-۵-۷) تاثیر جنس عایق بر بازده کلکتور
°      ۵-۵-۸) تاثیر نوع سیال انتقال حرارت بر بازده کلکتور
°      ۵-۵-۹) تاثیر فشار گاز داخل کلکتور بر بازده
نتیجه گیری
پیشنهادات برای ادامه طرح
منابع و ماخذ
فهرست منابع فارسی
فهرست منابع لاتین
چکیده انگلیسی
تعهدنامه اصالت پایان نامه

چکیده:

هدف از این تحقیق مقایسه تحلیل تئوری و نتایج تجربی حاصل از تست عملی بر روی یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، با توجه به شرایط آب و هوایی شهر تهران می‌باشد. به این منظور ابتدا یک کلکتور صفحه تخت از نظر ساختمان، بازده و سایر پارامترها بر طبق روابط انتقال حرارت به‌صورت تئوری مدل شده، پس از آن با استفاده از یک سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی و استفاده از یک کلکتور صفحه تخت به عنوان جاذب انرژی خورشید، داده‌های مورد نیاز به طور تجربی استخراج شده‌اند.

سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی مورد آزمایش که در مرکز تحقیقات انرژی خورشیدی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب مستقر است، و بر اساس استاندارد ISO 9806-1 مدل شده‌است، از یک کلکتور صفحه تخت و یک مخزن ذخیره تشکیل شده‌است. کلکتور شامل دو هدر افقی به قطر داخلی mm12 و ۱۲ عدد رایزر عمودی می‌باشد که به‌صورت موازی قرار گرفته‌اند. صفحات جاذب از فین های مجزا تشکیل شده‌اند. جنس فین ها از آلومینیوم بوده و از شیشه معمولی به ضخامت mm4 به عنوان پوشش صفحه جاذب برای جلوگیری از اتلافات جابجایی و تابشی استفاده شده‌است. از آن‌جایی که آزمون‌ها در فصل تابستان انجام  شده‌است و دمای هوا در هنگام شب به گونه‌ای نیست که باعث یخ‌زدگی آب داخل کلکتور شود، به این جهت تنها از آب (بدون ضد یخ) به عنوان سیال انتقال حرارت استفاده شده‌است. هم‌چنین دمای محیط، میزان تابش روی سطح کلکتور صفحه تخت و سرعت باد محوطه مورد آزمایش توسط یک دستگاه ثبت کننده اطلاعات ثبت شده‌اند.

بازده و انرژی مفید کسب شده توسط کلکتور به‌صورت تجربی با مقادیر حاصل از مدل تئوری مقایسه شده و بر طبق نتایج به‌دست آمده مدل تجربی با مدل تئوری مطابقت خوبی دارد. آزمایشات فوق با دبی‌های مختلف انجام  گرفت و با کاهش دبی سیال عبوری از کلکتور، افزایش در انرژی مفید کسب شده و بازده کلکتور مشاهده گردید. بر اساس آزمایشات انجام  شده، حداکثر بازده ممکن برای یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت زمانی حاصل می‌شود که حتی الامکان دمای آب ورودی کلکتور به دمای هوای محیط نزدیک باشد. هم‌چنین عوامل تاثیر گذار بر بازده یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، از جمله فاصله بین رایزرها، نوع پوشش شیشه‌ای کلکتور، ضخامت عایق حرارتی، جنس عایق، نوع سیال انتقال حرارت و… مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و با توجه به مقایسه های انجام  شده می‌توان نمودار‌های مفیدی پیرامون بازده کلکتور بر اساس پارامتر‌های تاثیرگذار رسم نمود. این نمودار‌ها علاوه بر استفاده در صنعت ساخت تجهیزات خورشیدی، می‌تواند به عنوان راهنما جهت تست سایر کلکتور‌های مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

 

 

 

 

 

مقدمه:

با درنظر گرفتن محدودیت منابع سوخت فسیلی و هم‌چنین با توجه به این‌که استفاده غیر اصولی از سوختهای فسیلی باعث آسیب دیدن محیط زیست می‌شود، لذا تحقیقات و کاربردهای انرژی‌های تجدید پذیر از اهمیت ویژه ای برخوردار گشته است.

مشکل محدودیت منابع انرژی، کم و بیش برای کلیه کشورها، اعم از صنعتی، توسعه یافته و یا در حال توسعه، مشترک می‌باشد. در کشورهای مختلف به‌طور میانگین بیش از نود درصد از مصارف انرژی در ارتباط با صنعت، حمل و نقل و ساختمآن‌ها  است و بین این سه بخش ساختمآن‌ها ی مسکونی و تجاری بیش از ۴۰٪ را به خود اختصاص داده‌اند. قابل توجه است که عمده ترین مصرف انرژی در ساختمآن‌ها  در تامین گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع ساختمآن‌ها  در فصول سرد و گرم می‌باشد.

دراین میان انرژی خورشید، با توجه به این‌که انرژی کاملا پاک و عاری از هرگونه آلودگی بوده و پتانسیل آن در ایران بالا می‌باشد، از اهمیت بیشتری برخوردار است. کشور ایران در بین مدارهای ۲۵ تا ۴۰ درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه‌ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده‌ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده‌است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. در ایران به طور متوسط سالیانه بیش از ۲۸۰ روزآفتابی گزارش شده‌است که بسیار قابل توجه است. از این انرژی می‌توان به طرق مختلف، مثل تولید برق، گرمایش و سرمایش، تولید آب شیرین، تامین آب‌گرم و … استفاده نمود.

روشهای گوناگونی برای استفاده از این انرژی پاک وجود دارد، اما گرم کردن آب با استفاده از آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی، بعنوان یکی از آسانترین و اقتصادی ترین روش‌ها شناخته شده‌است. زیرا با داشتن دانش کافی در باره تابش خورشید، براحتی و به‌صورت بسیار موثرتر می‌توان انرژی خورشید را برای گرم کردن آب مصرفی منازل و حتی کاربرهای صنعتی به‌کار برد. مهم‌ترین بخش یک سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی کلکتور خورشیدی می‌باشد که دارای انواع مختلف است. یکی از انواع این کلکتورها که به‌علت کارایی بالا، سهولت ساخت، عدم حضور قطعات متحرک و عدم نیاز به نگهداری، کاربرد بیشتری پیدا کرده است، کلکتور صفحه تخت می‌باشد. در این تحقیق کلکتور صفحه تخت از نظر ساختمان، بازده و سایر پارامترهای انتقال حرارت به‌صورت تئوری و تجربی بررسی شده‌است.

.

.

  • کلکتور صفحه تخت :

یکی از ساده‌ترین و پر استفاده‌ترین نوع کلکتور‌های خورشیدی که امروزه در کشور‌های مختلف دنیا به بازار عرضه می‌شود، کلکتور‌های صفحه تخت می‌باشد.

ساختار آن به‌صورت یک جعبه مستطیل شکل بوده که در داخل آن یک صفحه جاذب فلزی از جنس مس یا آلومینیوم که معمولا به رنگ‌های تیره به‌منظور جذب بهتر می‌باشد. در زیر این صفحه لوله یا کانال‌هایی قرارگرفته که سیال عامل ( آب، هوا و مایع ضد یخ ) در آن‌ها  جریان دارد. جهت افزایش کارایی و کاهش اتلافات حرارتی اطراف کلکتور عایق‌بندی شده‌است و این نوع کلکتورها جهت دماهای متوسط (بین ۳۰ تا ۷۰ درجه سانتی‌گراد) مورد استفاده قرار می‌گیرد و یا زمانی که نیاز به گرما در طول ماه‌های زمستان دارند مناسب‌ترین کلکتور می‌باشند .

در شکل ۲-۲ کلکتور صفحه‌ای تخت به همراه اجزای آن نمایش داده شده‌است . در ادامه اجزاء هر کلکتور خورشیدی تشریح خواهد شد.

 

شکل ۲-۲- کلکتور صفحه تخت به همراه اجزای آن

 

۲-۲-۱) صفحه جاذب :

صفحه جاذب[۱] مهم‌ترین بخش یک کلکتور می‌باشد که وظیفه جذب تابش خورشید و انتقال گرما به سیال عامل را بر عهده دارد. یک صفحه جاذب باید از خواصی همچون انتقال حرارت خوب، ضریب هدایت حرارتی بالا، ضریب جذب بالا و ضریب صدور پایین برخوردار بوده و از پایداری مناسبی در دماهای بالا برخوردار باشد.

برای ساختن صفحه جاذب از موادی مثل مس،‌ آلومینیوم و فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود. از آن‌جا که این مواد از قدرت جذب کنندگی خوبی برخوردار نیستند، با استفاده از روکش می‌توان قابلیت جذب آن‌ها  را افزایش داد. در صورتی‌که ماده ای سیاه رنگ گرم و درجه حرارتش بالا رود، مقداری از گرمای جذب شده را به‌صورت تشعشعی به محیط پیرامون برمی‌گرداند. همین پدیده در صفحات داغ الکتریکی و بخاری های برقی به راحتی ملموس می‌باشند. زمانیکه صفحات ( المنت ها ) روشن می‌شوند، انرژی گرمایی به‌صورت تشعشعی، بدون این‌که بر روی صفحات داغ اثر منفی برجای گذارند، از روی آن ساطع می‌شود. حال در کلکتورهای خورشیدی، پوشش تیره رنگ تاثیر مشابهی را از خود نشان می‌دهند. این کلکتورها بخش اعظمی از انرژی جذب شده را به آبی که در داخل لوله جاذب جاری است منتقل نموده و مقدار بسیار کمتری را به‌صورت تشعشعی به محیط اطراف بر می‌گرداند.

ار این رو، بخش جاذب کلکتور‌های خورشیدی غالبا همچون پوشش مشکی رنگ توضیح داده شده می‌ماند و مقدار بسیار کمی از پرتو دریافتی را به‌صورت تشعشع بر می‌گرداند. حال آنکه فرآیند پوشش دهی مورد نیاز این مواد بسیار پیچیده تر می‌باشند. زیرا این کار باید با دقت بهتری انجام  پذیرد و در مورد کلکتور‌های خورشیدی بازده جذب پرتو خورشید دارای نقش عمده‌ای است.

به عنوان یک نتیجه‌گیری کلی باید گفت بسیاری از جاذب‌های مورد کاربرد در کلکتورهای صفحه تخت امروزی از پوشش انتخابی بهره‌مند هستند که این پوشش‌ها از جنس کروم مشکی، نیکل تیره یا TiNox می‌باشند.

هم‌چنین از رنگ بعنوان روکش صفحه جاذب می‌توان استفاده کرد، بهترین رنگ‌ها آن‌ها یی هستند که با مخلوط‌های از اکسیدهای کرم، مس، آهن، منکنز، رنگین شده‌اند.

شکل ۲-۳- صفحه جاذب

 

۲-۲-۲) صفحات پوششی یا جداری :

با محدود کردن جریان هوا می‌توان افت گرمایی جابجایی در کلکتورها را کاهش داد و موجب افزایش بازده شد که این عمل توسط صفحات پوششی[۲] انجام  می‌گیرد. هم‌چنین این پوشش موجب افت گرمای تابشی از صفحه جاذب می‌گردد. در ضمن بعنوان یک محافظ برای صفحه جاذب عمل نموده و از ورود آب باران، گرد و غبار به داخل محفظه کلکتور جلوگیری بعمل می‌آورد. برای این‌که پوشش مفید واقع شود باید قابلیت جذب و بازتاب آن به حداقل کاهش داد.

 

۲-۲-۳) محفظه کلکتور :

محفظه کلکتور اغلب از جنس آلومینیوم، فولاد و یا چوب ساخته می‌شود و در برخی موارد نیز از فایبر گلاس است. در صورت استفاده از محفظه فلزی، باید مسیرهای انتقال گرما از بخش‌های گرم کلکتور به محفظه را مسدود نمود. یعنی محفظه باید طوری عایق‌کاری شود تا گرمای حاصله از طریق انتقال از محفظه تلف نگردد. علیرغم این تمهیدات، کلکتور‌های صفحه تخت هنوز دارای تلفات گرمایی هستند که عمده دلیل آن اختلاف درجه حرارت میان جاذب و هوای پیرامون می‌باشد که به دو نوع انتقال گرمای تشعشعی و همرفتی خود را نشان می‌دهند. انتقال گرمای همرفتی به سبب حرکت هوا و تابشی ناشی از اختلاف درجه حرارت بخش فوقانی کلکتور و هوای پیرامون است.

پاره‌ای از کلکتورها از نظر تهویه وجریآن‌ها ی داخل نیز به شدت کنترل می‌شود تا از هر گونه چگالش بر روی قسمت داخلی شیشه جلوی کلکتور جلوگیری شود. در شکل ۲-۴ فرآیند توضیح داده شده در خصوص یک کلکتور صفحه تخت مشاهده می‌شود.

 

شکل ۲-۴- فرآیند حرارتی یک کلکتور صفحه تخت

 

کلکتورهای صفحه تخت بر حسب نوع سیال عامل به دو دسته تقسیم می‌شوند :

  • کلکتور صفحه تخت با سیال مایع[۳]
  • کلکتور صفحه تخت با سیال گاز[۴] ( هوا )

 

 

شکل ۲-۵- کلکتورتخت، مایع ( شکل سمت چپ ) و هوایی ( شکل سمت راست )

 

  • کلکتور لوله خلاء :

اتلاف گرمایی همرفت ناشی از حرکت هوا در داخل کلکتور را می‌توان به‌صورت قابل ملاحظه‌ای با ثابت نگاه داشتن و ماندگاری خلاء بوجود آمده میان صفحه شفاف رو به آفتاب و جاذب کلکتور خورشید کاهش داد. از سوی دیگر خلاء ایجاد شده موجب می‌گردد تا فشارهای هوای محیط (فشار اتمسفر) وارد بر صفحه شفاف جلوی کلکتور، آن را به سمت عقب (سمت عقب) براند. لذا برای حل این مشکل لازم است تا نگاه‌دارنده‌های کوچکی در حد فاصل قسمت تحتانی و فوقانی کلکتور و در داخل آن قرار گیرد تا شکل کلکتور حفظ شود.

این که در کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت بتوان حالت خلاء درون کلکتور را به مدت زمان طولانی حفظ نمود امری دشوار است، زیرا همیشه هوای اطراف کلکتور از میان محل اتصال صفحه شفاف رو به آفتاب و دیواره های کلکتور برای جریان یافتن به داخل کلکتور راهی پیدا می‌کند. لذا می‌بایست به‌صورت دوره‌ای نسبت به ایجاد خلاء مجدد در داخل محفظه کلکتور خورشیدی صفحه تخت اقدام شود. این عیب عمده که در کنار هزینه بالای تعمیر و نگهداری، بازده کلی کلکتور و سامانه خورشیدی را کاهش می‌دهد را می‌توان با استفاده از کلکتور‌های لوله خلاء شده رفع نمود.

خلاء بسیار بالا ( تقریبا کامل) داخل لوله شیشه‌ای خلاء شده در بسته مورد استفاده در کلکتور‌های لوله خلاء[۵] در مقایسه با محفظه خلاء شده در کلکتورهای صفحه تخت به مدت بسیار طولانی تری شرایط خلاء خود را حفظ می‌کنند. این لوله‌ها به سبب شکلشان در مقابل فشار هوای خارج از خود مقاومت بالاتری بروز داده و نتیجه این‌که به قطعات پشتیبان در داخل خود نیاز ندارند.

 

 

شکل ۲-۶- کلکتور لوله‌ای تحت خلاء

 

کلکتورهای لوله خلاء از کاراترین و گران‌ترین انواع کلکتورهای خورشیدی است . این کلکتور از تعدادی لوله دو جداره شفاف موازی تشکیل شده‌است که در داخل آن یک تیوب با پوششی از ماده جاذب قرار دارد. هوا از فضای بین دو جداره خارج گردیده و خلاء ایجاد شده از اتلاف حرارت جلوگیری می‌کند.

این کلکتورها برای تامین دماهای بالای ۶۰ درجه سانتی‌گراد یا مناطق بسیار سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد و کاربرد آن بیشتر از سایر کلکتورها بوده و برای موارد تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بعنوان مثال می‌توان به آب‌گرم‌کن خانگی، گرم کردن ساختمآن‌ها  و استخرهای خانگی اشاره کرد.

راندمان بالا و کم‌ترین اتلاف حرارتی از مزیت‌های این کلکتورها بوده و به‌علت وجود خلاء بین پوشش و جذب کننده، اتلاف گرمایی آن‌ها  حتی در هوای سرد بسیار پایین است. در شکل ۲-۶ کلکتور لوله‌ای تحت خلاء به همراه اجزای آن نمایش داده شده‌است.

این کلکتورها در دو نوع زیر طبقه بندی می‌شوند :

  • Direct Flow Evacuated Tube Collector
  • Heat Pipe Evacuated Tube Collector

 

شکل ۲-۷- انواع کلکتورهای تحت خلاء

 

برای کار بهینه لازم است تا لوله‌های خلا با حداقل زاویه ممکن نصب شوند تا حرکت بخار از پایین به بالا و سیال عامل چگالیده شده از بالا به پایین به پایستگی صورت پذیرد.

با استفاده از کلکتور‌های لوله خلا به مراتب انرژی بیشتری را می‌توان مورد استحصال قرار داد که این وضعیت در ماه‌های سرد و کم آفتاب سال بیشتر نمود پیدا می‌کند.

 

  • کلکتور سهموی :

این کلکتورها سطح آیینه‌ای داشته و برای تجمع انرژی خورشیدی بر روی تیوب جاذب که شامل سیال انتقال حرارت است به‌کار می‌رود. در شکل ۲-۸ یک نمونه از کلکتورهای سهموی[۶] نشان داده شده‌است.

 

 

شکل ۲-۸- کلکتور سهموی

 

  • زاویه شیب کلکتور خورشیدی :

زاویه بین کلکتور با محور افقی را زاویه شیب کلکتور گویند که در اکثر مواقع حالات زیر می‌تواند حادث شود :

  • زاویه شیب کلکتور مساوی عرض جغرافیایی باشد، این زاویه معمولا زاویه‌ای است که حداکثر تابش سالیانه خورشید را خواهیم داشت. یعنی سیستم تمام سال کار می‌کند.
  • زاویه شیب کلکتور ۱۵ درجه کمتر از طول جغرافیایی محل است. این زاویه معمولا حداکثر تابش خورشید در تابستان را خواهد داد .
  • زاویه شیب کلکتور ۱۵ درجه بیشتر از طول جغرافیایی محل است. این زاویه معمولا حداکثر تابش خورشید در زمستان را خواهد داد .
  • زاویه شیب کلکتور برابر زاویه شیب سقفی باشد که کلکتور روی آن نصب می‌شود. در این حالت به‌طور قاطع نمی‌توان گفت که حداکثر تابش به‌دست می‌آید. انتخاب این زاویه فقط باعث کاهش هزینه‌های نصب خواهد شد.

 

 

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشید.

 

پاسخ دهید