>
Fa   |   Ar   |   En
   تحلیل حرارتی و اکسرژی متمرکزکننده فرنل خطی به‌منظور امکان‌سنجی استفاده در سامانه گرمایش گلخانه  
   
نویسنده نوروزی سعید ,نوروزی سعید ,ملکی علی ,ملکی علی ,بشارتی شاهین ,بشارتی شاهین
منبع ماشين هاي كشاورزي - 1402 - دوره : 13 - شماره : 2 - صفحه:147 -162
چکیده    در سال‌های اخیر افزایش آلودگی هوا، قیمت حامل‌های انرژی و تنش آبی به دلیل تغییرات اقلیم باعث شده تا استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به‌ویژه انرژی خورشیدی افرایش یابد. جمع‌کننده‌های خورشیدی یکی از منابع مهم جمع‌آوری و تامین انرژی گرمایی هستند. در این راستا بازده و کارایی این کلکتورها و اقدامات لازم برای افزایش این عامل‌ها از اهمیت خاصی برخورار است. لذا در این پژوهش عملکرد روزانه یک بازتابنده فرنل خطی جهت استفاده در سیستم گرمایش یک گلخانه در بهمن ماه در شرایط آب و هوایی شهرکرد به‌صورت عددی بررسی خواهد شد. این سامانه دارای یک گیرنده صفحه تخت با 18 مترمربع میدان آینه بوده و به یک مخزن ذخیره‌سازی باحجم 250 لیتر متصل شده است. علاوه بر این، بر اساس تعادل انرژی در جمع‌کننده و مخزن ذخیره‌سازی، یک مدل ریاضی برای پیش‌بینی عملکرد روزانه سامانه مورد نظر تهیه شد. تحلیل‌ها نشان داد که بیشینه بازده حرارتی سامانه برابر با 64 درصد و حداکثر تولید حرارت مفید 5.1 کیلووات است که توانایی گرمایش محیط گلخانه را در طول شب در ماه بهمن را دارد. همچنین از نتایج این پژوهش می‌توان برای ارزیابی سامانه‌های متمرکز خورشیدی و به‌ویژه بازتابنده‌های فرنل خطی استفاده کرد.
کلیدواژه بازتابنده، بازده حرارتی، تلفات حرارتی، متمرکزکننده‌های متمرکز
آدرس دانشگاه شهرکرد, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم, ایران, دانشگاه شهرکرد, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم, ایران, دانشگاه شهرکرد, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم, ایران, دانشگاه شهرکرد, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم, ایران, دانشگاه شهرکرد, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم, ایران, دانشگاه شهرکرد, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم, ایران
پست الکترونیکی besharati@sku.ac.ir
 
   thermal analysis and exergy of linear fresnel reflectors for feasibility of use in greenhouse heating system  
   
Authors noroozi s. ,noroozi s. ,maleki a. ,maleki a. ,besharati sh. ,besharati sh.
Abstract    introductionsolar energy is one of the most important sources of renewable energy, and it is used to address problems related to energy needs, including increasing fossil fuels, rising energy transportation costs, higher energy demand worldwide, and greenhouse gas emissions. solar collectors harness the sun’s thermal energy to convert it into useful and usable energy. solar collectors are divided into several types, including parabolic trough collectors (ptcs), linear fresnel reflectors (lfrs), solar plates, and central towers. among these, the most common heat generation systems are linear adsorption technologies. in this study, we examine the use of lfr technology for greenhouse heating during the winter in shahrekord.materials and methods previous studies (huang et al., 2014) were used for optical analysis. the daneshyar model was utilized to calculate the amount of solar energy available at a particular location. mathematical formulas were employed to calculate the instantaneous energy equilibrium, and a heat transfer resistance model was developed to calculate the heat loss of different parts of the collector. to create a model, the total amount of exergy must first be calculated, which can be done by using the petlla formula given by bellos et al. (2019).results and discussionthe following results were obtained from this study:the proposed mathematical model for calculating solar energy was accurate in terms of daily and instantaneous performance. this model was valid for both clear and cloudy days, making it applicable in a variety of weather conditions.the maximum useful heat production of the current system for february was about 2.5 kw, resulting in an increased liquid temperature of 16 degrees celsius in the heat tank.the maximum thermal efficiency of the fresnel collector during the day was 64%, while the average daily efficiency was 56.4%.the most significant parameters that affected the production of useful energy were the position of the sun during the day and the number of cloudy days.the system was capable of heating stored water to 98 degrees per day, available for up to 14 hours.the system under consideration can be used to produce heat up to 1260 watts for 15 hours without heating the tank. the generated heat can be utilized in the food industry for steam production and industrial desalination of water.the decrease in exergy efficiency was due to the reduction in the thermal efficiency of the system and the increase in the thermal difference between the collector and ambient temperatures. higher values can be achieved by reducing the heat losses, which is a reason to reduce the exergy efficiency of the system.conclusion this paper investigated the daily performance of a linear fresnel collector with an 18 square meter mirror field, a parabolic collector, and an insulated storage tank with a volume of 250 liters. the investigation included experimental analysis and theoretical formulation of thermal phenomena under the weather conditions of shahrekord. the mathematical model developed for this system is based on the energy balance in the collector and storage tank. the results show that this is an efficient greenhouse heating system, with an average thermal efficiency of 56%, which is reasonable and competitive with other similar technologies. additionally, the cost of construction and maintenance of this system is much lower than that of competitors.
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved