Експериментальна оцінка ефективності системи нагріву води для побутових потреб в кліматичних умовах Багдаду

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.268026

Ключові слова:

гаряча вода для побутових потреб, плоский сонячний колектор, сонячна енергія, енергоспоживання, Багдад

Анотація

Метою даного дослідження є оцінка ефективності системи нагріву води для побутових потреб житлових районів у кліматичних умовах Багдаду для заміни електричних водонагрівачів на сонячні з використанням сонячних колекторів. Багато країн, таких як Ірак, приділяють мало уваги проблемам електропостачання, отримуючи при цьому дуже високу сонячну інсоляцію. Сонячна енергія є екологічно чистим, невичерпним і недорогим джерелом енергії, що може бути використана зокрема у житлових районах, де утворюється великий відсоток споживання енергії за рахунок заміни електричного нагріву води сонячним нагріванням для зниження споживання електроенергії. Тому для експериментальних досліджень у кліматичних умовах Багдаду використано шість плоских сонячних колекторів з площею поглинання 1,92×0,85 м з одним скляним покриттям товщиною 4 мм. Випробування колектора були проведені в усталених режимах, при яких передбачалося, що інтенсивність сонячного світла, температура навколишнього середовища і різниця температур на вході та виході в кожному колекторі системи були постійними протягом усього періоду роботи. Згідно з результатами експериментів, протягом випробувальних місяців листопад, грудень, січень та лютий зважена за часом експериментальна середньодобова ефективність колекторної системи знаходиться в межах від 40 % до 60 %. Приріст енергії та продуктивність системи сонячних колекторів досягають пікового значення у сонячний полудень. Також, плоский сонячний колектор дозволяє легко досягати відносно високих рівнів температури води 70 °C у зимовий сезон. Крім того, використання сонячної системи гарячого водопостачання в якості водонагрівача в кліматичних умовах Багдаду шляхом заміни електричних водонагрівачів забезпечує економію споживаної енергії

Спонсор дослідження

  • The authors would like to express their gratitude for the support provided by the University of Baghdad, Iraq.

Біографії авторів

Osam H. Attia, University of Baghdad

Lecture, Doctor in Mechanical Engineering

Department of Reconstruction and Projects

Sanaa T. Al- Musawi, University of Baghdad

Assistance Lecture, MSc in Mechanical Engineering

Department of Reconstruction and Projects

Naseer A. Mousa, University of Baghdad

Lecture, MSc in Mechanical Engineering

Department of Reconstruction and Projects

Hussein A. Mahmood, University of Baghdad

Lecture, Doctor in Mechanical Engineering

Department of Reconstruction and Projects

Nor Mariah Adam, Universiti Putra Malaysia

Professor, Doctor in Mechanical Engineering

Department of Chemical and Environmental Engineering

Посилання

  1. Technology roadmap: solar heating and cooling (2012). International Energy Agency. Available at: https://iea.blob.core.windows.net/assets/945d1ceb-796f-443b-a0bb-9285dba9061a/Solar_Heating_Cooling_Roadmap_2012_WEB.pdf
  2. Rustamov, N., Meirbekova, O., Kibishov, А., Babakhan, S., Berguzinov, А. (2022). Creation of a hybrid power plant operating on the basis of a gas turbine engine. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (8 (116)), 29–37. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255451
  3. Wu, W., Skye, H. M. (2021). Residential net-zero energy buildings: Review and perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 142, 110859. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110859
  4. Pomianowski, M. Z., Johra, H., Marszal-Pomianowska, A., Zhang, C. (2020). Sustainable and energy-efficient domestic hot water systems: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 128, 109900. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109900
  5. Mahmood, H. A., Al-Sulttani, A. O., Attia, O. H. (2021). Simulation of Syngas Addition Effect on Emissions Characteristics, Combustion, and Performance of the Diesel Engine Working under Dual Fuel Mode and Lambda Value of 1.6. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 779 (1), 012116. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/779/1/012116
  6. Ratajczak, K., Michalak, K., Narojczyk, M., Amanowicz, Ł. (2021). Real Domestic Hot Water Consumption in Residential Buildings and Its Impact on Buildings’ Energy Performance – Case Study in Poland. Energies, 14 (16), 5010. doi: https://doi.org/10.3390/en14165010
  7. Bezbah, I., Zykov, A., Mordynskyi, V., Osadchuk, P., Phylipova, L., Bandura, V. et al. (2022). Designing the structure and determining the mode characteristics of the grain dryer based on thermosiphons. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (8 (116)), 54–61. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.253977
  8. Marszal, A. J., Heiselberg, P., Bourrelle, J. S., Musall, E., Voss, K., Sartori, I., Napolitano, A. (2011). Zero Energy Building – A review of definitions and calculation methodologies. Energy and Buildings, 43 (4), 971–979. doi: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.12.022
  9. Koohi-Fayegh, S., Rosen, M. A. (2020). A review of energy storage types, applications and recent developments. Journal of Energy Storage, 27, 101047. doi: https://doi.org/10.1016/j.est.2019.101047
  10. Nakashydze, L., Gil’orme, T. (2015). Energy security assessment when introducing renewable energy technologies. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (76)), 54–59. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.46577
  11. Albawab, M., Ghenai, C., Bettayeb, M., Janajreh, I. (2020). Sustainability Performance Index for Ranking Energy Storage Technologies using Multi-Criteria Decision-Making Model and Hybrid Computational Method. Journal of Energy Storage, 32, 101820. doi: https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101820
  12. Douvi, E., Pagkalos, C., Dogkas, G., Koukou, M. K., Stathopoulos, V. N., Caouris, Y., Vrachopoulos, M. Gr. (2021). Phase change materials in solar domestic hot water systems: A review. International Journal of Thermofluids, 10, 100075. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijft.2021.100075
  13. Europe's buildings under the microscope. A country-by-country review of the energy performance of buildings (2011). BPIE. Available at: https://bpie.eu/wp-content/uploads/2015/10/HR_EU_B_under_microscope_study.pdf
  14. Yildiz, B., Bilbao, J. I., Roberts, M., Heslop, S., Dore, J., Bruce, A. et al. (2021). Analysis of electricity consumption and thermal storage of domestic electric water heating systems to utilize excess PV generation. Energy, 235, 121325. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121325
  15. Mohammed, A. K., Hamakhan, I. A. (2021). Analysis of energy savings for residential electrical and solar water heating systems. Case Studies in Thermal Engineering, 27, 101347. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101347
  16. Kannan, N., Vakeesan, D. (2016). Solar energy for future world: - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 62, 1092–1105. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.05.022
  17. Sissakian, V. K., Al-Ansari, N., Knutsson, S. (2013). Sand and dust storm events in Iraq. Natural Science, 05 (10), 1084–1094. doi: https://doi.org/10.4236/ns.2013.510133
  18. Saxena, A., Norton, B. (2021). Adoption potential, thermal engineering and economic viability of solar water heating systems. Solar Water Heating: Fundamentals and Applications, Nova Science (USA), 21–58.
  19. Østergaard, D. S., Smith, K. M., Tunzi, M., Svendsen, S. (2022). Low-temperature operation of heating systems to enable 4th generation district heating: A review. Energy, 248, 123529. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.123529
  20. Ben Taher, M. A., Benseddik, Z., Afass, A., Smouh, S., Ahachad, M., Mahdaoui, M. (2021). Energy life cycle cost analysis of various solar water heating systems under Middle East and North Africa region. Case Studies in Thermal Engineering, 27, 101262. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101262
  21. Meha, D., Thakur, J., Novosel, T., Pukšec, T., Duić, N. (2021). A novel spatial–temporal space heating and hot water demand method for expansion analysis of district heating systems. Energy Conversion and Management, 234, 113986. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.113986
  22. Dehghan, M., Pfeiffer, C. F., Rakhshani, E., Bakhshi-Jafarabadi, R. (2021). A Review on Techno-Economic Assessment of Solar Water Heating Systems in the Middle East. Energies, 14 (16), 4944. doi: https://doi.org/10.3390/en14164944
  23. Sadhishkumar, S., Balusamy, T. (2014). Performance improvement in solar water heating systems – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 37, 191–198. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.04.072
  24. Tian, Y., Zhao, C. Y. (2013). A review of solar collectors and thermal energy storage in solar thermal applications. Applied Energy, 104, 538–553. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.11.051
  25. Batista da Silva, H., Uturbey, W., Lopes, B. M. (2020). Market diffusion of household PV systems: Insights using the Bass model and solar water heaters market data. Energy for Sustainable Development, 55, 210–220. doi: https://doi.org/10.1016/j.esd.2020.02.004
  26. Al-Kayiem, H., Mohammad, S. (2019). Potential of Renewable Energy Resources with an Emphasis on Solar Power in Iraq: An Outlook. Resources, 8 (1), 42. doi: https://doi.org/10.3390/resources8010042
  27. Alibage, A. A. (2018). Assessing Photovoltaic Solar Technologies as a Solution for the Problem of Power Shortage in Iraq. 2018 Portland International Conference on Management of Engineering and Technology (PICMET). doi: https://doi.org/10.23919/picmet.2018.8481984
  28. Al-Madhhachi, S. H., Ajeena, M. A., Al-Bughaebi, A. N. (2021). Dynamic simulation and energy analysis of forced circulation solar thermal system in two various climate cities in Iraq. AIMS Energy, 9 (1), 138–149. doi: https://doi.org/10.3934/energy.2021008
  29. Abu khanafer, G. et al. (2016). Application and assessment of a heated water system by solar Energy. 4th International conference on Applied Research in Agricultural Science. Available at: https://profdoc.um.ac.ir/paper-abstract-1061170.html
  30. Hashim, W. M., Shomran, A. T., Jurmut, H. A., Gaaz, T. S., Kadhum, A. A. H., Al-Amiery, A. A. (2018). Case study on solar water heating for flat plate collector. Case Studies in Thermal Engineering, 12, 666–671. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.09.002
  31. Mohammad, A. T. (2017). Design and analysis of solar space heating system in Iraq. Int. J. of Thermal & Environmental Engineering, 15 (1), 51–56. doi: https://doi.org/10.5383/ijtee.13.01.006
Експериментальна оцінка ефективності системи нагріву води для побутових потреб в кліматичних умовах Багдаду

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-30

Як цитувати

H. Attia, O., T. Al- Musawi, S., A. Mousa, N., A. Mahmood, H., & Adam, N. M. (2022). Експериментальна оцінка ефективності системи нагріву води для побутових потреб в кліматичних умовах Багдаду. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(8 (120), 38–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.268026

Номер

Том 6 № 8 (120) (2022): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Osam H. Attia, Sanaa T. Al- Musawi, Naseer A. Mousa, Hussein A. Mahmood, Nor Mariah Adam

Creative Commons License

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.