Результати дослідження ефективності роботи плаского сонячного повітряного геліоколектора з хвилястою поглинаючою поверхнею
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154550Ключові слова:
геліоколектор, повітряна система опалення, абсорбер, тепловий потік, критерій Релея, теплопродуктивністьАнотація
Розроблено нову конструкції повітряного колектора з герметичним і утепленим корпусом та абсорбер з хвилястою поверхнею, що може використовуватися як додатковий нагрівний елемент низькотемпературного джерела теплоти. Встановлено ряд узагальнювальних залежностей для знаходження теплової ефективності колектора, а саме впливу складових теплового балансу колектора на перепад температур потоків теплоносія у колекторі та рівня інсоляції, на теплопродуктивність.
Отримані аналітичні залежності для визначення складових теплового балансу колектора, розподілення поля температур вздовж поглинальної панелі, що дало змогу вдосконалити математичну модель процесу теплообміну в розробленому повітряному колекторі. Результати досліджень повітряного колектора дозволили розробити програму чисельного розрахунку температурного поля теплових потоків на ЕОМ.
З'ясовано, що застосування хвилястої поглинаючої поверхні абсорбера у повітряному геліоколекторі за малого рівня інсоляції Е=377 Вт/м2 дає змогу збільшити ККД до η=58,3 %, а при великій енергетичній освітленості у Е=1000 Вт/м2 до η=63,9 %. Ітераційним розрахунково-кількісних шляхом визначено ефективність роботи колектора, яка становить понад 78–80 %. Це на 10–20 % вище, ніж у пласких колекторів і на 5–10 % вище ніж у циліндричних вакуумованих колекторів.
Отримані результати можна використати під час розробки та вдосконалення технічних засобів сушіння фруктів, для підвищення технологічної та енергетичної ефективності процесу
Посилання
- Aboghrara, A. M., Alghoul, M. A., Baharudin, B. T. H. T., Elbreki, A. M., Ammar, A. A., Sopian, K., Hairuddin, A. A. (2018). Parametric Study on the Thermal Performance and Optimal Design Elements of Solar Air Heater Enhanced with Jet Impingement on a Corrugated Absorber Plate. International Journal of Photoenergy, 2018, 1–21. doi: https://doi.org/10.1155/2018/1469385
- Koua, K. B., Gbaha, P., Koffi, E. P. M., Fassinou, W. F., Toure, S. (2011). Modelling of thermal behaviour of a direct solar drier possessing a chimney: Application to the drying of cassava. Indian Journal of Science and Technology, 4 (12), 1609–1618.
- Amankwah, E. A. Y., Dzisi, K. A., van Straten, G., van Willigenburg, L. G., van Boxtel, A. J. B. (2017). Distributed mathematical model supporting design and construction of solar collectors for drying. Drying Technology, 35 (14), 1675–1687. doi: https://doi.org/10.1080/07373937.2016.1269806
- Çağlayan, N., Ertekin, C., Alta, Z. D. (2015). Experimental investigation of various type absorber plates for solar air heaters. Journal of Agricultural Sciences, 21 (4), 459–470.
- Ondieki, H. O., Koech, R. K., Tonui, J. K., Rotich, S. K. (2014). Mathematical modeling of solar air collector with a trapezoidal corrugated absorber plate. International journal of scientific & technology research, 3 (8), 51–56.
- Liberty, J. T., Okonkwo, W. I., Ngabea, S. A. (2014). Solar crop drying – A viable tool for agricultural sustainability and food security. International Journal of Modern Engineering Research, 4 (6), 8–19.
- Alta, Z. D., Çağlayan, N., Atmaca, İ., Ertekin, C. (2014). Theoretical and experimental investigation of the performance of back-pass solar air heaters. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 38, 293–307. doi: https://doi.org/10.3906/muh-1310-2
- Burova, Z. A., Dekusha, L. V., Vorob'ev, L. I., Mazurenko, A. G. (2011). Determination of emission coefficient of energyeffective glasses by calorimetric method. Promyshlennaya teplotekhnika, 33 (6), 94–100.
- Duffie, J. A., Beckman, W. A. (2013). Solar Engineering of Thermal Processes. John Wiley & Sons, 910. doi: https://doi.org/10.1002/9781118671603
- ASHRAE Standard 93-1986 (RA 91). Metods of Testing to Determine The Thermal Performance of Solar Collektors (1991). Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Inc.
- ISO/FDIS 9806:2013(E). Solar energy – Solar thermal collectors – Test methods (2013). International Organization for Standardization.
- Yogi Goswami, D. (2015). Principles of solar engineering. CRC Press, 790.
- Boyarchuk, V., Korobka, S., Babych, M., Krygul, R. (2018). Results of research into thermal-technical characteristics of solar collector. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (8 (95)), 23–32. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.142719
- NASA Surface meteorology and Solar Energy. Available at: https://eosweb.larc.nasa.gov/
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Vitaliy Boyarchuk, Sergiy Korobka, Mykhailo Babych, Roman Krygul
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
