JET 11 JET Volume 14 (2021) p.p. 11-25 Issue 1, April 2021 Type of article 1.01 www.fe.um.si/en/jet.html NEW TECHNIQUE TO EVALUATE THE OVERALL HEAT LOSS COEFFICIENT FOR A FLAT PLATE SOLAR COLLECTOR NOVA TEHNIKA ZA OCENO CELOTNEGA KOEFICIENTA TOPLOTNE IZGU
Povzetek
Nizkotemperaturni sončni sistemi večinoma uporabljajo sončne kolektorje z ravno ploščo. Dobra zasnova in pravilne dimenzije solarnega generatorja toplote temeljijo na natančnem poznavanju značilnosti ploščatega sončnega kolektorja na lokaciji. Pričujoče delo obravnava ravno zračni ploščati sončni kolektor, vodni ploščati sončni kolektor in ploščasti sončni kolektor vode z zračnim absorberjem. Analiza v članku namerava osvetliti postopek določanja celotnega koeficienta toplotnih izgub in faktorja odvajanja toplote z uporabo zabeleženih temperatur sistema, obratovalnih parametrov in okoljskih podatkov. Enačba Hottel‐Whillier‐Bliss daje raziskovalcem koristne informacije. Ta izraz se uporablja za ustvarjanje korelacije za učinkovitost kolektorja z linearno vgradnjo. Skupni koeficient toplotnih izgub kolektorja izračunamo iz naklona krivulje izkoristka kolektorja. Poznati pa moramo faktor odvajanja toplote kolektorja. V tej študiji predstavljamo novo tehniko za izračun faktorja odvajanja toplote. Nato izračunamo koeficient celotne toplotne izgube kolektorja. Rezultati kažejo, da je skupni koeficient toplotne izgube za ravno ploščasti zračni sončni kolektor in vodni ploščati sončni kolektor, določen s to novo metodo, večji od tistega, izračunanega z empirično formulo, ki jo je predlagal Klein. Vendar je eksperimentalni skupni koeficient toplotne izgube za vodni ploščni sončni kolektor z zračnim absorberjem manjši od tistega, izračunanega z empirično formulo, ki jo je predlagal Klein. Analiza kaže, da se zdi skupni koeficient toplotne izgube, določen z novo enačbo, bolj realen, saj so upoštevani vsi pojavi, ki se pojavijo med prenosom toplote zaradi sončnega obsevanja, ki vpade na ploščo absorberja in se prenese v transportno tekočino.
Prenosi
Literatura
W. Weiss, M. Spörk‐Dür: Solar Heat Worldwide. Global Market and trends in 2019, AEE– Institute for sustainable Technologies, Gleisdorf Austria, 2020
A. Saxena, Varun, A.A. El‐Sebaii: A thermodynamic review of solar air heaters, Renew. & Sustain. Energy Rev., Vol.43, pp.863–890, 2015
A.L. Hernandez, J.E. Quinonez: Experimental validation of an analytical model for performance estimation of natural convection solar air heating collectors, Renew. Energy, Vol. 117, pp.202–216, 2017
F. Chabane, N. Moummia, S. Benramache: Experimental analysis on thermal performance of a solar air collector with longitudinal fins in a region of Biskra, Algeria, Journal of Power Technologies, Vol.93 iss.1, pp.2013, 52–58. 2013
S.A. Sakhaei, M.S. Valipour: Performance enhancement analysis of the flat plate collectors: a comprehensive review, Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 102, pp.186–204, 2019a
S.A. Sakhaei, M.S. Valipour: Investigation on the effect of different coated absorber plates on the thermal efficiency of the flat‐plate solar collector, J. Therm. Anal. Calorim, Vol.140 Iss.3, pp.1‐14, 2019b
A. Jamar, Z.A.A. Majid, W.H. Azmi, M. Norhafana, A.A. Razak: A review of water heating system for solar energy applications, International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 76, pp.178–187, 2016
K.M. Pandey, R. Chaurasiya: A review on analysis and development of solar flat plate collector, Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 67, pp.641–650, 2017
Z. Pluta: Evacuated tubular or classical flat plate solar collectors, Journal of Power Technologies, Vol. 91 ISS.3, pp.158–164, 2011
D. Alta, E. Bilgili, C. Ertekin, O. Yaldiz: Experimental investigation of three different solar air heaters: Energy and exergy analyses, Appl. Energy Vol. 87, pp.2953‐2973, 2010
M. Hamed, A. Fellah, A. BenBrahim: Parametric sensitivity studies on the performance of a flat plate solar collector in transient behavior, Energy Conversion and Management, Vol. 78, pp.938‐947, 2010
S.A. Klein: Calculation of flat‐plate collector loss coefficients, Solar Energy, Vol. 17 iss.1, pp.79–80, 1975
R. Bliss: The derivations of several “Plate‐efficiency factors” useful in the design of flat‐ plate solar heat collectors, Solar Energy, Vol.3, pp.55‐64, 2009
A. Whillier: Performance of Black Painted Solar Heaters of Conventional Design, Solar Energy, Vol. 8, pp.31‐37, 1964
M. Esen: Thermal performance of a solar cooker integrated vacuum‐tube collector with heat pipes containing different refrigerants, Solar Energy, Vol. 76, pp.751–757, 2004 H. Esen, M. Esen, O. Ozsolak: Modelling and experimental performance analysis of solar‐assisted ground source heat pump system, J. Exp. Theoret. Artif. Intell., Vol. 29, pp.1–17, 2017
S. Kalogirou: Solar energy engineering: processes and systems ‐ 1st ed. p. cm. Elsevier Academic Press. 2009, ISBN 978‐0‐12‐374501‐9, 2009
ANSI/ASHRAE Standard 93‐2003: Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collectors, ASHRAE, Inc.; 2003
