۱۱ نتیجه برای کلکتور خورشیدی
حبیب اله صفرزاده، سبحان فتح اللهی،
دوره ۱۵، شماره ۱۲ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
سیستم های پمپ حرارتی خورشیدی انبساط مستقیم، امروزه به صورت گسترده جهت گرمایش آب مصرفی ساختمان ها و مراکز صنعتی، گرمایش فضاهای خانگی و صنعتی و همچنین در صنعت تهویه مطبوع، مورد استفاده قرار می گیرند. این سیستم ها عمل انتقال انرژی از منبع با دمای کمتر به منبع با دمای بیشتر را انجام می‌دهند. در سیستم پمپ حرارتی خورشیدی انبساط مستقیم، به منظور انتقال بهینه ی گرمای ناشی از تابش خورشیدی به مبرد، از کلکتور خورشیدی صفحه تخت به عنوان تبخیرکننده استفاده می شود. در این مقاله، با استفاده از شبیه سازی عددی، عملکرد حرارتی یک پمپ حرارتی خورشیدی انبساط مستقیم به منظور گرمایش آب خانگی یک منزل مسکونی در شهرکرمانشاه، مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم شامل یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت با مساحت ۴ مترمربع، یک تانک ذخیره آب گرم به حجم ۱۵۰ لیتر، یک کمپرسور چرخشی نوع هرمتیک و یک شیرانبساط ترموستاتیکی بوده و سیال عامل مورد استفاده در سیستم، مبرد R۱۳۴a می باشد. نتایج نشان میدهد که در شرایط آب و هوایی شهر کرمانشاه، تعداد ساعات کارکرد سیستم در طول ماه های مختلف بین ۳۷ تا ۱۳۰ ساعت متغیر بوده و همچنین میانگین ماهانه ضریب عملکرد گرمایی سیستم و بازده کلکتور خورشیدی به ترتیب بین مقادیر ۹۶/۳ تا ۷۱/۶ و ۶۸ تا ۹۹ درصد متغیر میباشد. همچنین تأثیر پارامترهای مختلف از جمله تابش خورشیدی، دمای محیط، مساحت سطح کلکتور، سرعت کمپرسور، تعداد پوشش کلکتور و سرعت باد نیز بر عملکرد حرارتی این سیستم مورد بررسی قرار گرفته است.
فاطمه افضلی، حسین امیری، وحید نخعی، مهران عامری،
دوره ۱۷، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
کلکتورهای هوایی مشبک بدون پوشش خورشیدی تکنولوژی‌های نسبتاً نوینی هستند که می‌توان از آن‌ها به‌منظور گرمایش ساختمان‌ها و فضاهای بزرگ، خشک‌کردن محصولات کشاورزی و صنعتی استفاده نمود. در این کلکتورها هوا به‌وسیله صفحات جاذب مشبک (سوراخ‌دار) معمولاً فلزی گرم می‌شود. هزینه خرید و آماده‌سازی صفحات جاذب سهم قابل‌توجهی از هزینه‌های این نوع از کلکتورها را به خود اختصاص میدهد. در تحقیق حاضر به‌صورت آزمایشگاهی و تئوری به بررسی و ارزیابی کارایی صفحات جاذب غیرفلزی موجود در بازار ایران به‌عنوان جایگزین صفحات جاذب استیل (فلزی) پرداخته‌شده است. بدین منظور سه کلکتور با صفحات جاذب استیل (فلزی)، پلی‌کربنات و پلاستیک‌فشرده طراحی، ساخته و در سه دبی هوا مورد آزمایش قرارگرفته‌اند. علاوه به راین یک مدل آنالیز حرارتی بر پایه قانون اول ترمودینامیک از رفتار این کلکتورها با در نظر گرفتن تمامی روشهای انتقال حرارت (شامل رسانایی، جابجایی و تابش) توسعه داده‌شده و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج نشان دادند که در هر سه دبی موردبررسی همخوانی بسیار خوبی بین نتایج تجربی و نتایج مدل آنالیز حرارتی وجود دارد به‌طوری‌که خطای نسبی متوسط در تخمین دمای خروجی از کلکتور برای اکثر شرایط کاری کمتر از ۵ درصد بود. علاوه بر این، نتایج نشان داد اختلاف زیادی بین کارایی سه کلکتور خصوصاً برای دبی‌های کم وجود ندارد. بااین‌وجود برای شرایط بررسی‌شده کلکتور استیل بهترین کارایی و کلکتور پلی‌کربنات پایین‌ترین کارایی را داشت. کارایی و بازده کلکتور پلاستیک‌فشرده بسیار نزدیک کلکتور استیل بود و با توجه به مزایای کلکتورهای غیرفلزی استفاده از آن به‌جای کلکتورهای فلزی پیشنهاد می‌شود.
شهاب الدین همراهی، کورش گودرزی، محمود یعقوبی، مهراورنگ قائدی،
دوره ۱۷، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۶ )
چکیده
هدف از این کار، طراحی و ساخت یک دستگاه چیلر جذبی خورشیدی میباشد که توسط کربن فعال/ متانول عمل می‌کند. سیستم‌های تبرید پیوسته توانایی ایجاد سرمایش بصورت مداوم را دارند. در این مقاله به بررسی تاثیر میکرو کربن فعال بر عملکرد یک دستگاه چیلر جذبی پیوسته پرداخته می‌شود. منبع گرمای این چیلر از طریق نور خورشید و توسط کلکتور سهموی مرکب که نیاز به ردیابی نور خورشید نمی‌باشد، تامین می‌گردد. سیستم توسط دو بستر جاذب عمل می‌کند که هرگاه یکی در حال جذب باشد، دیگری در حال دفع قرار می‌گیرد. آزمایش‌ها در شهر یاسوج طی سه روز مختلف و به ازاء سه دمای آب گرم ورودی C°۳۸، C°۳۴ و C°۳۰ به چیلر در ماه بهمن صورت پذیرفته است. دمای میانگین محیط در طول آزمایش C°۱۸ میباشد. نتایج تجربی نشان داد که به ازاء انرژی کل ورودی MJm-۲۱۳ و دمای ورودی آب گرم چیلر C°۳۸، C°۳۴ و C°۳۰ میانگین ضریب عملکرد دستگاه به ترتیب ۳/۱۲، ۳/۱۰ و ۱۰ درصد بدست می‌آید. همچنین میانگین توان مخصوص دستگاه به ازاء دماهای اشاره شده به ترتیب Wkg-۱۸۸، Wkg-۱۶۵ و Wkg-۱۵۰ بدست آمد.
مریم کرمی، سیدمحمد حسینی پاکدل، شهرام دلفانی، محمد علی اخوان بهابادی،
دوره ۱۸، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۷ )
چکیده
در این تحقیق، کارایی کلکتورهای خورشیدی جذب مستقیم با استفاده از نانوسیال ترکیبی اکسیدآهن/سیلیس بر پایه آب دیونیزه به عنوان سیال پایه، به صورت تجربی بررسی شده است. پایداری و خواص تابشی نانوسیال‌های ترکیبی تهیه‌شده، با استفاده از روش طیف‌سنجی نوری بررسی شده است. جهت بررسی تجربی عملکرد کلکتور جذب مستقیم با هدف کاربری در سیستم‌های گرمایش خورشیدی خانگی دستگاه آزمونی بر اساس استاندارد EN۱۲۹۷۵-۲ طراحی و ساخته شده است. نتایج تحلیل تجربی نشان داد که کارایی کلکتور با استفاده از نانوسیال ترکیبی، با افزایش جزء حجمی نانوسیال افزایش می‌یابد، طوری که کارایی کلکتور در مقدار بیشینه خود با استفاده از نانوسیال با جزء حجمی‌های ۵۰۰ ppm، ۱۰۰۰ ppmو ۲۰۰۰ ppmدر دبی ۰,۰۲۲۵ kg/s به ترتیب ۷۳.۹،, ۷۹.۸و ۸۳.۷ درصد است؛ در حالی که این مقدار برای سیال پایه ۶۳درصد میباشد. از سوی دیگر، با توجه به جزءحجمی های بسیار کم نانوسیالمورداستفاده در کلکتورهای جذب مستقیم، لزجت سیال پایه افزایش ناچیزی را تجربه می‌کند و توان پمپاژ در صورت پایداری نانوسیال، تغییر چشمگیری نخواهد کرد. بر اساس نتایج فوق، عملکرد کلکتور جذب مستقیم با استفاده از نانوسیال ترکیبی اکسیدآهن/سیلیس در مقایسه با سیال پایه تحت شرایط کارکردی مشابه بهتر بوده و در صورتی که بتوان از نانوسیال ترکیبی پایدار به عنوان سیال عامل کلکتور جذب مستقیم بهره برد، می‌توان به کارایی بالاتری نسبت به سیال پایه در تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی مفید دست یافت.
مهران بزرگی، مریم کرمی، شهرام دلفانی،
دوره ۱۸، شماره ۷ - ( ۸-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مطالعه، بازده انرژی و اگزرژی کلکتور خورشیدی جذب مستقیم نوع مسکونی با بکارگیری نانوسیال نقره با پوشش پلی‌وینیل‌پیرولیدن به صورت تجربی تعیین شده است. در مرحله اول، پایداری و خواص ترموفیزیکی و تابشی نانوسیال با استفاده از روشهای تئوری و تجربی ارزیابی شده و سپس، عملکرد حرارتی کلکتور با استفاده از دستگاه آزمون در محیط بیرون براساس استاندارد EN۱۲۹۷۵-۲ بررسی شده است. نتایج تحلیل انرژی کلکتور نشان داد که با افزایش دبی و غلظت نانوسیال بازده کلکتور به صورت مجانبی افزایش می‌یابد. مشاهده شد که با افزایش غلظت نانوسیال، بازده اگزرژی افزایش یافته و پس از رسیدن به مقدار بهینه خود با کاهش همراه است. این مقدار بهینه برای تمامی دبی‌ها، ۵۰۰ ppm است. بازده اگزرژی با اختلاف دمای کاهش‌یافته نیز روندی مشابه غلظت داشته و در ۰,۰۱ m۲K/W به مقدار بهینه خود می‌رسد. کاهش بازده اگزرژی با افزایش دبی نشان میدهد که تلفات ناشی از افت فشار تاثیر چشمگیری بر عملکرد کلکتور از منظر اگزرژی دارد.
صادق خواجه‌پور، مهران عامری،
دوره ۱۹، شماره ۱ - ( ۱۰-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش اثر استفاده از دو میدان خورشیدی در یک نیروگاه حرارتی خورشیدی فرسنل مورد ارزیابی قرار گرفت. متوسط قیمت گاز طبیعی در دهه اخیر، ۳/۵دلار به‌ازای هر میلیون بی‌تی‌یو بوده است. در ابتدا با توجه به پیچیدگی‌های نیروگاه خورشیدی، دو روش برای بهینه‌سازی مساحت میدان‌های خورشیدی معرفی شد. سپس برای ارزیابی بیشتر نیروگاه خورشیدی با دو میدان خورشیدی مجزا، این نیروگاه برای دو قیمت گاز طبیعی ۳/۵ و ۹دلار به‌ازای هر میلیون بی‌تی‌یو بررسی شد. بررسی‌ها نشان داد که استفاده از دو میدان خورشیدی مجزا برای تولید بخار مافوق گرم توربین فشار بالا و فشار پایین نسبت به استفاده از یک میدان خورشیدی باعث کاهش هزینه برق تولیدی می‌شود. اگر چه هر میدان خورشیدی باید مقادیر انرژی متفاوتی را تولید کند و مساحت مربوط به هر یک از میدان‌ها متفاوت است، اما اندازه ضریب مساحت میدان برای هر دو میدان خورشیدی یکسان بود.
حجت داننده اسکویی، داود جلالی وحید،
دوره ۱۹، شماره ۹ - ( ۶-۱۳۹۸ )
چکیده
در این مقاله به چگونگی طراحی، ساخت و آنالیز موتور استرلینگ خورشیدی نوع گاما با استفاده از کلکتور سهموی خورشیدی پرداخته شده است. مبنای محاسبات برای طراحی به‌گونه‌ای در نظر گرفته شده است که اندازه کلکتور سهموی خورشیدی مورد نیاز برای راه‌اندازی موتور بیش از حد بزرگ نباشد. بعد از اتمام مراحل طراحی و ساخت قطعات، موتور استرلینگ مونتاژشده ابتدا توسط یک هیتر الکتریکی ۵۵۰واتی راه‌اندازی شده است که در دو شرایط بدون عایق‌بندی و عایق‌بندی‌شده در توان‌های ورودی مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. در حالت بدون عایق‌بندی حداکثر توان خروجی موتور در حدود ۶۸/۶۹وات با بازدهی ۶۶/۱۲% است و در حالتی که موتور عایق‌بندی شده است حداکثر ۴۴/۸۶وات توان با بازده ۷۲/۱۵% به دست آمده است. در ادامه با توجه به توان هیتر مورد استفاده اقدام به ساخت کلکتور سهموی خورشیدی کرده‌ایم. طراحی کلکتور به‌گونه‌ای صورت گرفت که توانایی بازتاب حدود ۵۵۰وات را داشته باشد. بنابراین قطر کلکتور ۱متر و عمق آن ۱۲سانتی‌متر در نظر گرفته شده است. این کلکتور سهموی خورشیدی توان مورد نیاز موتور برای کار در روز را تامین می‌کند. حداکثر توان خروجی موتور استرلینگ خورشیدی حدود ۳۰وات است.
زهرا جوادی، مهدی میانسری، بهرام قربانی،
دوره ۱۹، شماره ۱۲ - ( ۹-۱۳۹۸ )
چکیده
با توجه به بحران آب و انرژی، بهبود راندمان سیستم‌های حرارتی و بازیافت حرارت به همراه استفاده از فرآیند شیرین‌سازی آب، در سال‌های اخیر توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. بدین منظور فرآیند آب‌شیرین‌کن حرارتی و کلکتورهای خورشیدی در نیروگاه‌های بخار مورد استفاده قرار گرفتند. در این مطالعه یک ساختار یکپارچه تولید هم‌زمان آب شیرین و توان با استفاده از ترکیب سیستم کلکتورهای خورشیدی، نیروگاه بخار تولید توان، سیکل ORC و سیکل آب‌شیرین‌کن چند اثره حرارتی توسعه داده شده است. این ساختار یکپارچه قابلیت تولید آب شیرین به میزان kg/s۷۶۲/۶، توان ۱۰۴/۱مگاوات درسیکل رانکین و ۳۰۶/۷مگاوات در نیروگاه بخار را دارد. در این ساختار یکپارچه به ترتیب بازده نیروگاه بخار ۳۷/۲۴% و بازده اگزرژی کل ۷۸/۵۴% است. آنالیز اگزرژی ساختار یکپارچه نشان میدهد که بیشترین تخریب اگزرژی به ترتیب در کلکتورهای خورشیدی به میزان ۴۵/۲% و مبدل‌های حرارتی به میزان ۳۷/۲۷% رخ میدهد. با توجه به آنالیز اقتصادی، ساختار یکپارچه توسعه داده شده به ترتیب دارای زمان بازگشت سرمایه ۳/۸۳۸سال و قیمت تمام شده محصول$/kWh ۰/۰۳۲۵ است. به علاوه با استفاده از آنالیز حساسیت تأثیر پارامترهای مختلف روی عملکرد ساختار یکپارچه مورد بررسی قرار گرفت.
نرگس صحرائیان، سیدمحمدحجت محمدی، ابراهیم جهانشاهی‌جواران،
دوره ۲۰، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۸ )
چکیده
کاربرد انرژی خورشید به‌منظور تامین سرمایش فضاها در ایران و سایر کشورها در دو دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش دو سیستم سرمایش ترکیبی کمک خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفته است. در یک سیستم ترکیبی از چیلر جذبی لیتیم برمایدی و کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت و در سیستم دیگر ترکیب چیلر تراکمی و پنل فتوولتائیک حرارتی در نظر گرفته شده است. به این منظور ۳۲% از مساحت پشت بام ساختمان توسط ۱۰۵ کلکتور صفحه تخت خورشیدی هر یک به مساحت۱/۵۹۱مترمربع یا ۲۸۸پنل فتوولتائیک حرارتی هر یک به مساحت ۰/۵۵۶مترمربع پوشانده شده است. هر دو سیستم از نظر انرژی، اگزرژی و اقتصادی با یکدیگر مقایسه شده‌اند. این مقایسه برای تامین ۷۰کیلووات بار سرمایشی مورد نیاز یک ساختمان اداری با مساحت ۵۰۰مترمربع انجام گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در دمای اواپراتور C°۵ و دمای محیط C°۲۷، ضریب عملکرد چیلر تراکمی ۳/۵ و ضریب عملکرد چیلر جذبی برابر ۰/۷۱ است. همچنین راندمان انرژی کل و راندمان اگزرژی کل به ترتیب در سیستم ترکیبی چیلر تراکمی و پنل‌های فتوولتائیک حرارتی برابر ۷/۴۳% و ۸/۲۵% و در سیستم ترکیبی چیلر جذبی و کلکتورهای صفحه تخت برابر ۹/۱۶% و ۶/۶۶% است. در تحلیل اقتصادی، متوسط هزینه سالانه سیستم ترکیبی چیلر تراکمی و پنل‌های فتوولتائیک حرارتی برابر ۹۷۱۰دلار و این هزینه برای سیستم ترکیبی چیلر جذبی و کلکتورهای صفحه تخت برابر ۷۶۴۹دلار برآورد شده است.
سیدامیر به‌مونسی، فرزاد جعفرکاظمی،
دوره ۲۰، شماره ۶ - ( ۳-۱۳۹۹ )
چکیده
هدف از این مقاله، مقایسه توان الکتریکی خروجی مدول فتوولتائیک (PV) و کلکتور ترکیبی فتوولتائیک- حرارتی (PV/T) با سیال آب است. راندمان الکتریکی مدول فتوولتائیک با افزایش دمای سطح آن به‌شدت کاهش می‌یابد. کلکتور ترکیبی فتوولتائیک- حرارتی شامل یک مدول فتوولتائیک است که یک کلکتور حرارتی به پشت آن متصل شده است. با گردش یک سیال با دمای ورودی پایین، حرارت از مدول فتوولتائیک دفع شده و راندمان الکتریکی آن افزایش می‌یابد. در این تحقیق، ابتدا مدل‌سازی حرارتی مدول فتوولتائیک و کلکتور PV/T با سیال آب به‌صورت تئوری و به‌کمک قانون اول ترمودینامیک انجام شده است. در ادامه برای اعتبارسنجی به نتایج تئوری، یک نمونه کلکتور ترکیبی فتوولتائیک- حرارتی بدون پوشش نوع مارپیچی با سیال آب طراحی و ساخته شد و در مدت سه روز تحت آزمایش قرار گرفت و نتایج حاصل از آن با مدول فتوولتائیک شاهد مقایسه شد. محاسبات تئوری به‌کمک نرم‌افزار متلب انجام گرفت و نتایج به‌دست‌آمده از آن، مطابقت خوبی را با آزمون تجربی مدول PV و کلکتور PV/T نشان داد. نتایج این تحقیق بهبود عملکرد الکتریکی کلکتور PV/T نسبت به مدول فتوولتائیک شاهد را نشان میدهد؛ به‌طوری که راندمان الکتریکی آن نسبت به مدول PV شاهد، حداکثر ۶% افزایش یافته است. همچنین با درنظرگرفتن مساحت کوچک کلکتور PV/T، دمای آب در خروجی حدود °C۵ بیشتر شده است.
امیرحسین عدالت پور، ایمان شهداد، سید مصطفی حسینعلی پور، مهدی مقیمی،
دوره ۲۴، شماره ۶ - ( ۳-۱۴۰۳ )
چکیده
تمرکز این پژوهش بر روی مقایسه‌ی اثر استفاده از دو نانوسیال نانولوله‌کربنی چند دیواره عامل‌دار کربوکسیل-آب و تیتانیوم دی‌اکسید-آب در کلکتورهای خورشیدی سهموی جذب مستقیم است. بدین منظور با ساخت دستگاه استاندارد تست عملکرد کلکتور خورشیدی و استفاده از نانوسیالات در غلظت‌های مختلف، بازده حرارتی و بازده اگزرژی کلکتور در هر حالت محاسبه شده است. برای تحلیل خواص تشعشعی نانوسیالات از آنالیز uv/vis استفاده شده است و ضریب هدایت حرارتی آن‌ها نیز اندازه‌گیری شده است. تست‌ها در جریان آرام با دبی‌های ۲۰، ۶۰ و ۱۰۰ لیتر بر ساعت و دماهای ورودی ۲۰، ۳۰ و ۴۰ درجه سانتیگراد در شرایط واقعی با تابش مستقیم خورشید انجام شده‌اند. بیشترین مقدار بازدهی حرارتی برای نانوسیال کربنی ۹۶/۴۴ درصد و برای نانوسیال تیتانیومی ۹۸/۳۴ درصد گزارش شده است. با توجه به افزایش قابل توجه بازده نسبت به سیال پایه (آب مقطر)، اثر ترکیبی استفاده از نانوسیالات نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. بازده حرارتی نانوسیال ترکیبی تا حداکثر ۷۷/۴۸ درصد حاصل شده است. بازده اگزرژی در بیشترین دبی و دمای ورودی برای سیال پایه، نانوسیال حاوی تیتانیوم دی‌اکسید، نانوسیال نانولوله کربنی چند دیواره و نانوسیال ترکیبی برابر با ۶۱/۲، ۹۸/۴، ۶۸/۶ و ۲۶/۷ درصد حاصل شده است. مقدار افت فشار تمام نانوسیالات در لوله جاذب بین ۵ تا ۶/۳۹ پاسکال است. نانوسیالات مورد بررسی، عملکرد گرمایی سیستم را بهبود داده و افت فشار پایینی در سیستم ایجاد می‌کنند که نشان‌دهنده‌ی کارایی بسیار مناسب آن‌ها در کلکتورهای خورشیدی جذب مستقیم است.
