بررسی عددی عملکرد جمع کننده خورشیدی لوله گرمایی تحت خلأ، مجهز به یک ردیاب تک محوری

تلاش برای دستیابی به نوعی انرژی سازگار با محیط زیست که بتواند جایگزین سوخت های فسیلی شود، مبنای برنامه های اقتصادی سیاستگزاران بسیاری از کشورها، خصوصاً کشورهای صنعتی را تشکیل می دهد. در این راستا منابع انرژی های تجدید پذیر از قبیل انرژی خورشیدی، باد، زیست توده، زمین گرمایی و غیره به واسطه عدم تولید آلاینده، از اولویت خاصی برخوردار هستند. به منظور استفاده از انرژی خورشیدی در مصارف گرمایشی، از جمع-کننده های خورشیدی استفاده می شود. جمع کننده لوله ای تحت خلأ، مانند یک مبدل حرارتی دو لوله ای، از دو لوله متداخل فلزی و شیشه ای تشکیل شده است. در این جمع کننده، لوله فلزی عمدتا از جنس مس می باشد که لوله جاذب نامیده می شود. سیال درون لوله جاذب جریان دارد و لوله شیشه ای در بیرون قرار گرفته و از تلفات جابجایی بین محیط و لوله جاذب جلوگیری می کند. جهت به حداقل رساندن تلفات جابجایی، فضای بین دو لوله از هوا تخلیه می شود. عملکرد این مبدل به صورت ترموسیفون بوده که به واسطه آن، جریان سیال گرم در داخل جمع کننده، در اثر اختلاف چگالی سیال گرم و سرد صورت می گیرد. مطالعات انجام شده نشان می دهند که عملکرد یک جمع-کننده لوله گرمایی تا حد زیادی به ترکیب هندسی لوله گرمایی، شیب جمع کننده و مایع درون لوله گرمایی بستگی دارد. در این پروژه به منظور افزایش عملکرد لوله گرمایی و حذف اثر زاویه شیب جمع کننده بر روی آن، یک جمع-کننده لوله گرمایی مجهز به یک ردیاب خورشیدی تحلیل و بررسی شده است. بنابراین هدف این پژوهش شبیه سازی سه بعدی جمع کننده خورشیدی توسط نرم افزار FLUENT و بررسی اثر ردیاب تک محور می باشد. نتایج نشان می دهند که اختلاف دمای ورودی و خروجی آب از جمع کننده در طول روز و در ظهر خورشیدی به مقدار حداکثر خود در حدود c10 می رسد. به منظور معتبر سازی مدل پیشنهادی، نتایج بدست آمده با نتایج عددی موجود در ادبیات تحقیق مقایسه شده اند.

کلیدواژه ها:

جمع کننده خورشیدی ، لوله گرمایی ، ردیاب تک محور ، تحلیل عددی ، نرم افزار FLUENT