مطالعه انواع آب گرم کن های خورشیدی موجود در ایران و طراحی بهینه آن

تعداد صفحه :147

مقدمه :

میزان انرژی خورشیدی دریافتی در ایران به طور متوسط حدود 18 مگا جول بر متر مربع در روز، یا حدود 1016 مگا جول در سال در سطح کشور تخمین زده می شود. این مقدار انرژی بیش از 4000 برابر کل انرژی مصرفی در کشور می باشد. با این مقدار انرژی دریافتی و داشتن زمین های مناسب برای استفاده از آفتاب و تکنولوژی نسبتاً ساده کاربردهای مختلف انرژی خورشیدی، می توان کلیه نیازهای انرژی کشور را با استفاده از انرژی خورشیدی تأمین کرد.

استفاده های انرژی خورشیدی که در ایران کاربرد دارند به شرح زیر مورد بررسی قرار گرفته اند:

الف . دستگاههایی که به طور مستقیم از نور خورشید استفاده می کنند :

تولید آب گرم مصرفی
گرمایش طبیعی ساختمانها
گرمایش غیر طبیعی ساختمانها
سرمایش ساختمانها
پخت غذا
خشک کردن میوه، سبزی و ماهی
نمک زدائی آب دریا
تولید انرژی الکتریکی به طریق تبدیل مستقیم
تولید انرژی الکتریکی از طریق تبدیل حرارتی (تبدیل غیر مستقیم)

فهرست مطالب

فصل اول : طرح دیدگاه و اهداف پروژه

۱-۱-مقدمه

۱-۲-دلایل توجیهی برای استفاده از انرژی خورشیدی در کشور

۱-۳-روش پیشبرد پژوهش و توسعه کاربردهای انرژی خورشیدی در کشور

۱-۴-هزینه پژوهش جهت یافتن طرحهای بهینه کاربردهای انرژی خورشیدی

۱-۵-پتانسیل استفاده از انرژی خورشیدی در کشور

۱-۶-اثر استفاده از انرژی خورشیدی بر اقتصاد ملی

۱-۷-اهداف کلی پروژه

۱-۸-کارایی

فصل دوم : بررسی آبگرمکن های خورشیدی

۲-۱-معیارهای طراحی آبگرمکن خورشیدی

۲-۲-سیستم Recirculation (pluse)

۲-۳-سیستم Drainout (Drain down )

۲-۴-سیستم Drainback With Air Compressor

۲-۵-سیستم Drainback with liquid level control

۲-۶-سیستم Thermosyphon with electrically protected collecrtor

۲-۷-سیستم Drainout Thermosyphon

۲-۸-سیستم Breadbox (batch)

۲-۹-سیستم Coil in Ttank , Warp Around , Tank in Tank

۲-۱۰-سیستم External Heat Exchanger

۲-۱۱-سیستم Darinback with load- side heat exchanger

۲-۱۲-سیستم Drainback with Collector – Side Heat Exchanger

۲-۱۳-سیستم Two – phase – Thermosyphon

۲-۱۴-سیستم One Phase Thermosyphon

۲-۱۵-نتایج و پیشنهادات

فصل سوم : گرد آورنده های تخت خورشیدی

۳-۱-صفحه پوشش

۳-۲-فاصله هوایی

۳-۳-صفحات جاذ

۳-۴-طرحهای گوناگون صفحه جاذب و مجاری انتقال سیال

۳-۵-سیال عامل

۳-۶-عایقکاری

۳-۷-قاب گرد آورنده

۳-۸-رشته های سری و موازی

فصل چهارم : اصول حاکم بر گرد آورنده های خورشیدی

۴-۱-انتقال گرما به سیال

۴-۲-جریان متلاطم و بدست آوردن ضریب انتقال گرما

۴-۳-جریان گذرا و بدست آوردن ضریب انتقال گرما

۴-۴-جریان آرام و بدست آوردن ضریب انتقال گرما

۴-۵-بیلان انرژی برای یک گردآورنده تخت خورشیدی نمونه

۴-۶-متوسط ماهانه انرژی خورشیدی جذب شده

۴-۷-اثرات وضعیت سطح جذب بر روی مقدار انرژی دریافتی

۴-۸-توزیع دما در گردآورنده های تخت خورشیدی

۴-۹-ضریب انتقال گرمای کل یک گردآورنده

۴-۱۰-چگونگی تغییر ضریب اتلاف فوقانی بر اثر تغییر فاصله

۴-۱۱-توزیع دما بین لوله و ضریب بازدهی گردآورنده

۴-۱۲-توزیع دما در جهت جریان

۴-۱۳-ضریب اخذ گرما و ضریب جریان گرد آورنده

۴-۱۴-میانگین دمای سیال و صفحه

۴-۱۵-طرحهای دیگر گردآورنده

فصل پنجم : طراحی یک نمونه گرد آورنده تخت

۵-۱-منطقه طراحی

۵-۲-مقدار آبگرم مصرفی

۵-۳-درجه حرارت آبگرم مصرفی

۵-۴-درجه حرارت آب ورودی به گرد آورنده

۵-۵-تعداد گرد آورنده ها و چگونگی نصب آنها به هم

۵-۶-زوایای حرکت خورشید و زاویه های لازم دیگر

۵-۷-جهت تابش خورشید

۵-۸-نسبت بین تابش مستقیم بر روی یک صفحه شیبدار واقعی

۵-۹-زاویه شیب گرد آورنده ها

۵-۱۰-محاسبه مقدار متوسط ماهانه تابش روزانه رسیده به سطح گرد آورنده

۵-۱۱-بدست آوردن طول روز

۵-۱۲-شکل گرد آورنده

۵-۱۳-جنس صفحه جاذب

۵-۱۴-مشخصات رنگ

۵-۱۵-قطر و تعداد لوله ها در هر گرد آورنده

۵-۱۶-بدست آوردن دبی حجمی و جرمی

۵-۱۷-بدست آوردن عدد رینولدز در لوله ها

۵-۱۸-بدست آوردن ضریب انتقال گرما

۵-۱۹-نوع پوشش

۵-۲۰-جنس قاب

۵-۲۱-نوع و ضخامت عایق

۵-۲۲-دمای محیط

۵-۲۳-بدست آوردن انرژی مورد نیاز

۵-۲۴-بدست آوردن ضریب اتلاف فوقانی

۵-۲۵-بدست آوردن اتلاف تحتانی

۵-۲۶-بدست آوردن ضریب اتلاف کلی

۵-۲۷-بدست آوردن سطح گرد آورنده

۵-۲۸-فاصله بین لوله ها

۵-۲۹-بدست آوردن بازدهی پره

۵-۳۰-بدست آوردن ضریب بازدهی گردآورنده ( َF )

۵-۳۱-بدست آوردن ضریب اخذ گرمای گردآورنده (FR)

۵-۳۲-محاسبه دمای خروجی سیال

۵-۳۳-بدست آوردن بازدهی گرد آورنده

۵-۳۴-مشخصات دستگاه طراحی شده

منابع