بررسی تجربی اثر مواد ذخیره‌کننده تغییر فاز دهنده و جریان جابجایی بر عملکرد یک نمونه خشک‌کن خورشیدی با کلکتور لوله گرمایی تحت خلا

یکی از کاربردهای مهم و گسترده انرژی خورشیدی استفاده در خشک کن های خورشیدی برای محصولات کشاورزی برای نگه داری طولانی مدت آنها است. این خشک کن ها با عبور جریان طبیعی یا اجباری همرفت هوای گرم بین محصولات عمل می کنند و وابستگی مستقیمی به شدت تابش دریافتی خورشید توسط کلکتور دارند که این مساله باعث ایجاد اختلال در فرآیند خشک کردن در صورت عدم وجود منبع انرژی حرارتی در ساعاتی که خورشید در دسترس نیست می شود. به منظور حل این مشکل از مواد تغییر فاز دهنده (pmc) برای ذخیره انرژی حرارتی استفاده می شود. موادی که ظرفیت جذب انرژی گرمایی (مرحله شارژ) را داشته باشند و در صورت نیاز زمان هایی که شدت تابش خورشید کم بوده یا در طول شب انرژی جذب شده را آزاد کنند (مرحله دشارژ) و موجب تامین انرژی گرمایی لازم در ساعاتی که خورشید در دسترس نیست شده و افزایش مدت زمان استفاده از خشک کن بشوند. در این پژوهش با طراحی و ساخت خشک کن سینی دار خورشیدی غیرمستقیم مجهز به کلکتور لوله خلا (هیت پایپ) و با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (pmc) برای ذخیره انرژی حرارتی، بررسی های آزمایشگاهی صورت گرفته است. اثر پارامترهای دماهای ورودی و خروجی کلکتور، محفظه خشک کن و محیط، رطوبت داخل محفظه خشک کن و رطوبت محیط، شدت تابش خورشیدی بر فرآیند خشک کردن برای دوحالت، با استفاده از مواد pmc و بدون استفاده از pmc و در سرعت های مختلف جریان جابجایی اجباری بررسی و مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که اثر جریان جابجایی بر سرعت بخشیدن به فرآیند خشک کردن بیش از اثر استفاده از مواد ذخیره کننده بوده است.

Effect of Forced Convection and PCM Materials on an Indirect Solar Dryer Equipped with Evacuated Heat Pipe Collector

One of the most important applications of solar energy is its utilization in solar dryers to maintain agricultural products for longterm storage. These dryers work based on passing warm air through fresh materials by natural or forced convection. So, they have a direct dependence on the intensity of the sun's irradiance to their collector, which it disrupts the drying process in the absence of a thermal energy source in the hours when the sun is not available. In order to solve this problem, the phase change material (PCM) as thermal energy storage is used. The materials that have the capacity to absorb the thermal energy (charge phase) and, they release the absorbed energy (discharge phase) when the intensity of the solar radiation is low or during the night and cause the uniformity of the outlet temperature solar collector, and inside the drying chamber. As well as they provide the necessary thermal energy for hours when the sun is not available and increase the duration of use of the dryer. In the present research, the experimental studies have been carried out through designing and construction of an indirect cabin type solar dryer equipped with a heat pipe evacuated tube collector and using PCM material as energy storage in the expansion tank. In the present research, the experimental studies have been carried out through designing and construction of an indirect cabin type solar dryer equipped with a heat pipe evacuated tube collector and use of PCM material as energy storage in the expansion tank. The effect of various parameters such as inlet and outlet temperatures of the collector, temperature, and humidity of the drying chamber and ambient, the intensity of the solar irradiance on the drying process is investigated, with and without PCM and at two different speed of forced convection through the drying chamber. The results show that the effectiveness of forced convection on the drying process is more than the effect of PCM.