شبیه سازی عددی عملکرد حرارتی یک آبگرمکن خورشیدی از نوع مخزنی و مستقیم در حالت غیر دایم در شرایط آب و هوایی گرم و خشک

در این مقاله به شبیه سازی سهبعدی و ناپایدار1 عملکرد یک آبگرمکن خورشیدی مستقیم و بدون سیکل ضد یخ پرداخته شده است. آنالیز عددی شامل شبیه سازی تشعشع خورشید بر روی کلکتور از ساعت 8 صبح تا 6بعداظهر بوده و همچنین از مدل تشعشعی داخلی2 استفاده شده و انتقال حرارت درون سیال آب و هوا بصورت همزمان شبیه سازی شده است. بمنظور بهینه سازی، سیستم گرمایش آب، طراحی شده و دمای آب داخل مخزن ذخیره مدل شده اند. پس از حل عددی، توزیع دمای سیال در خروجی بعنوان شاخص بازدهی بدست آمده است.هدف از بهینه سازی، افزایش دمای سیال عامل میباشد. سپس پارامترهای موثر بر کارایی بررسی شده اند. و با مدل سه بعدی عددی در شرایط آب و هوای شهر یزد شبیه سازی شده است. این آبگرمکن دارای یک مخزن با حجم 287 لیتر بوده و داخل یک محفظه ایزوله قرار میگیرد. پس از طراحی هندسه و معرفی ابعاد، دامنه هندسی با 190383 گره شبکه بندی شده است. دمای آب در ابتدا 300 کلوین بوده و محاسبات برای شهر یزد در اول تیر ماه انجام گرفته است. ساعت شروع محاسبات 8 صبح بوده و تا ساعت 6 بعداظهر ادامه یافته است. نتایج حاکی از آن است که حداکثر دمای شیشه به 74 درجه سانتیگراد میرسد و دمای آب داخل مخزن نیز با 50 درجه افزایش به 77 درجه سانتیگراد رسیده است. همچنین بیشترین میزان دما ی شیشه نیز در ساعت 12,30 گزارش شده است. نتیجه دیگری که حاصل گردید آن است که در شرایط جغرافیایی یزد تامین آب گرم با استفاده از انرژی خورشیدی امکان پذیر است.

کلیدواژه ها:

محفظه خورشیدی ، سیستم گرمایش آب ، جابجایی طبیعی ، مدل تشعشعی