مدل‌سازی و تحلیل پارامترهای کلکتور خورشیدی لولۀ خلا با لولۀ u شکل برای چهار اقلیم در ایران

در این مطالعه، بر اساس موازنۀ انرژی برای اجزای مختلف کلکتور خورشیدی لولۀ خلا دوجداره با لولۀ u، عملکرد حرارتی یک واحد کلکتور به‌صورت مجزا با روش تحلیلی و به‌صورت شبه دینامیکی بررسی می‌شود. مدل استفاده‌‌شده در این مطالعه، توزیع دما در راستای طولی و شعاعی و محیطی را در نظر می‌گیرد. در تحلیل به‌صورت شبه‌دینامیکی اثر پارامترهای مختلف از جمله اندازۀ کلکتور، ضریب اتلاف حرارتی، ضریب جذب لولۀ جاذب، دبی جرمی و مقاومت حرارتی لایۀ هوا در اقلیم مختلف آب‌وهوایی بر عملکرد کلکتور بررسی شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که با افزایش قطر لوله با طول ثابت بازده حرارتی سالیانۀ کلکتور افزایش پیدا می‌کند. همچنین در لوله با قطر ثابت، با افزایش طول لوله، بازده سالیانه افزایش پیدا می‌کند؛ اما این افزایش در طول‌های بیشتر از 5/1 متر بسیار کم است. دبی جرمی بهینه برای به دست آوردن ماکزیمم بازده، برای شهرهای کرمان، بوشهر، بندر انزلی و همدان که اقلیم‌های متفاوتی دارند، به ‌دست آمد. بر اساس نتایج حاصل، دبی بهینه برای اقلیم‌های مختلف مقادیر متفاوتی دارد که می‌توان آن را به‌صورت رابطه‌ای بین تشعشع کل خورشیدی متوسط سالیانه به‌عنوان نماد اقلیم و دبی بهینه بیان کرد.

Modeling and Thermal Parametric Analysis of U-pipe Evacuated Tube sSolar Collectors for Four Different Climates in Iran

In this study, the thermal performance of collectors with analytic and quasidynamic method is evaluated based on energy balance equations for each part of the Upipe evacuated tube solar collector. Using this approach, the effect of different parameters such as tube size, overall heat loss coefficient, absorber tube absorptivity, mass flow rate, and air layer thermal resistance on the thermal performance of the collector were analyzed. The results show that collector efficiency is increased with an increase in the length of the tube for a fixed tube diameter, but this increase is very small if the length of the tube increases more than two meters. Under the same conditions, collector efficiency increases with an increase in tube diameter for a fixed tube length. An optimum flow rate is obtained for different climate condition in which collector efficiency is maximum. It shows different values for different climates. A correlation is obtained for optimum flow rate based on average annual total solar radiation.