چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
3
4
4
- 1-3) کاربردهای انرژی خورشیدی
6
فصل دوم : انواع کلکتور خورشیدی و بررسی استانداردهای مربوطه
9
10
9
9
- 2-2-2) صفحات پوششی یا جداری
11
11
12
14
- 2-5) زاویه شیب کلکتور خورشیدی
15
- 2-6) مقایسه استاندارهای تست کلکتورهای تخت خورشیدی 9806-1 ISO، EN 12975-2 و ASHRAE 93
15
- 2-6-1) استاندارد ASHRAE 93
16
- 2-6-1-1) تست ثابت زمانی- τ
16
- 2-6-1-2) تست بازده حرارتی - gη
16
- 2-6-1-3) تست اصلاح کننده زاویه تابش - Kθb(θ)
17
- 2-6-1-4) توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی
17
فهرست مطالب
- 2-6-1-5) مدت زمان انجام تست
17
- 2-6-2) استاندارد ISO 9806-1 و EN 12975-2
18
- 2-6-2-1) تست ثابت زمانی- τ
18
- 2-6-2-2) تست بازده حرارتی - gη
18
- 2-6-2-3) تست اصلاح کننده زاویه تابش - Kθb(θ)
19
- 2-6-2-4) توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی
19
- 2-6-2-5) روش تست شبه دینامیکی استاندارد EN12975-2
19
20
فصل سوم : آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی و بررسی استانداردهای مربوطه
23
3-1) مقدمه
24
3-2) اجزای آب‌گرم‌کن خورشیدی
24
3-3) شرح دستگاه آب‌گرم‌کن خورشیدی
25
3-4) انواع آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی
26
27
- 3-4-1-1) سیستم گردش اجباری- مدار بسته
27
- 3-4-1-2) سیستم گردش اجباری- مدار باز
28
- 3-4-2) سیستم با گردش طبیعی
28
- 3-4-2-1) سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار باز
30
- 3-4-2-2) سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار بسته
30
3-5) بررسی و مقایسه استانداردهای آب‌گرم‌کن خورشیدی
31
- 3-5-1) استاندارد ISO 9459
31
- 3-5-1-1) استانداردهای راندمان ( عملکرد ) سیستم
31
- 3-5-1-2) روش آزمون بر اساس تست در فضای داخلی
31
- 3-5-1-3) آزمون در فضای خارج برای سیستم‌های فقط خورشیدی
31
- 3-5-1-4) آزمون در فضای خارجی برای سیستم‌های آب‌گرم‌کن خورشیدی با گرم‌کن کمکی با یک مخزن ذخیره
32
- 3-5-2) استانداردهای اروپایی برای سیستم‌های گرمایش خورشیدی
32
- 3-5-2-1) استانداردهای اروپایی جدید
32
- 3-5-2-2) روشهای تست برای سیستم‌های آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی ( EN 12976-2 و ENV 12977-2 )
33
- 3-5-3) استاندارد ASHRAE 95
34
- 3-5-4) مقایسه استانداردهای تست آب‌گرم‌کن خورشیدی
35
- 3-5-4-1) مقایسه سه استاندارد9459-2 ISO ، ISO 9459-3 و ASHRAE 95
35
فصل چهارم : معادلات حاکم بر تعیین عملکرد کلکتورهای صفحه تخت و حل نمونه عددی
38
4-1) مقدمه
39
4-2) تابش خورشیدی
39
4-3) تشعشع جذب شده و عبور تشعشع از میان پوشش شیشه‌ای
40
40
41
- 4-3-3) حاصل‌ضرب ضریب های عبور – جذب ( )
42
4-4) کلکتورهای صفحه تخت و معادلات مربوطه
43
43
- 4-4-2) توزیع دما در کلکتورهای صفحه تخت خورشیدی
43
- 4-4-3) ضریب انتقال گرمای کل یک کلکتور
45
- 4-4-4) توزیع دما بین لوله‌ها و ضریب بازدهی کلکتور
48
- 4-4-4-1) لوله در زیر صفحه جاذب
48
- 4-4-4-2) لوله در بالای صفحه جاذب
54
- 4-4-4-3) لوله در وسط صفحه جاذب
56
- 4-4-5) ضریب دفع گرمای کلکتور و ضریب جریان
58
4-5) تست کلکتور
58
58
4-6) حل عددی
59
4-7) مشخصات تجهیزات مورد استفاده
59
4-8) مشخصات فنی کلکتور صفحه تخت
63
4-9) حل معادلات برای یک حالت نمونه
64
فصل پنجم : آزمایش، نتایج و ترسیم نمودارهای مربوطه
68
69
69
70
71
- 5-4-1) نمودارهای داده‌های هواشناسی
71
- 5-4-2) تغییرات دمای خروجی از کلکتور بر حسب تغییرات دبی
72
- 5-4-3) بررسی انرژی دریافتی مدل تئوری و تجربی
75
- 5-4-4) بررسی بازده کلکتور در مدل‌های تئوری و تجربی
80
- 5-4-5) نمودارهای افت دما در مسیر آب ورودی
82
- 5-5) بررسی اثر پارامترهای مختلف
84
- 5-5-1) تاثیر موقعیت قرارگیری لوله و صفحه جاذب
84
- 5-5-2) تاثیر زاویه کلکتور خورشیدی
85
- 5-5-3) تاثیر تعداد شیشه‌های محافظ کلکتور
86
- 5-5-4) تاثیر فاصله بین رایزرهای صفحه جاذب بر بازده کلکتور
86
- 5-5-5) تاثیر پوشش صفحه جاذب بر بازده کلکتور
87
- 5-5-6) تاثیر ضخامت عایق حرارتی بر بازده کلکتور
88
- 5-5-7) تاثیر جنس عایق بر بازده کلکتور
89
- 5-5-8) تاثیر نوع سیال انتقال حرارت بر بازده کلکتور
89
- 5-5-9) تاثیر فشار گاز داخل کلکتور بر بازده
90
نتیجه گیری
91
پیشنهادات برای ادامه طرح
93
منابع و ماخذ
96
فهرست منابع فارسی
97
فهرست منابع لاتین
98
چکیده انگلیسی
99
تعهدنامه اصالت پایان نامه
100
2-1- شرایط تست شبه دینامیکی
19
2-2- دمای متوسط سیال و شرایط آب و هوایی برای هر نوع روز
20
2-3- بیشترین دمای خروجی بر اساس نوع کلکتور
20
2-4- مقایسه حدود مجاز پارامترهای مختلف جهت دستیابی به شرایط یکنواخت در سه استاندارد
21
2-5- شرایط آب و هوایی لازم در سه استاندارد
21
2-6- شرایط زمانی بازه داده و پیش بازه داده برای تست در حالت کلکتور ساکن
22
3-1- تشابه پارامترهای تست آب‌گرم‌کن خورشیدی در ISO 9459-2، ISO 9459-3 ، ASHRAE 95
36
3-2- تفاوت‌های پارامترهای تست آب‌گرم‌کن خورشیدی در ISO 9459-2 ، ISO 9459-3، ASHRAE 95
36
4-1- مشخصات فنی کلکتور مورد آزمایش، ساخت شرکت دریا
64
4-2 - پارامترهای موثر جهت حل یک نمونه عددی
65
5-1 - مقادیر محاسبه شده با دبی 200 لیتر بر ساعت
70
5-2 - مقادیر محاسبه شده با دبی 150 لیتر بر ساعت
71
5-3 - مقادیر محاسبه شده با دبی 100 لیتر بر ساعت
71
2-1- کارکرد کلکتور صفحه تخت در حالت کلی
8
2-2 - کلکتور صفحه تخت به همراه اجزای آن
9
2-3 - صفحه جاذب
10
2-4 - فرآیند حرارتی یک کلکتور صفحه تخت
11
2-5 - کلکتورتخت، مایع و هوایی
12
2-6 - کلکتور لوله‌ای تحت خلاء
13
2-7 - انواع کلکتورهای تحت خلاء
14
2-8 - کلکتور سهموی
14
2-9 - زاویه کلکتور خورشیدی
15
3-1- طرح ساده‌ای از یک آب‌گرم‌کن خورشیدی
25
3-2- طرح کلی یک آب‌گرم‌کن خورشیدی به همراه قسمت‌های مختلف آن
26
3-3- سیستم اجباری- مدار بسته
28
3-4- سیستم اجباری- مدار باز
28
3-5- آب‌گرم‌کن با سیستم ترموسیفون
29
3-6- سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار باز
30
3-7- سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار بسته
30
4-1- زوایای تابش و انعکاس در محیطی با ضریب شکست های و
40
4-2- عبور از یک پوشش شیشه‌ای غیر جاذب
41
4-3- جذب تابش خورشید توسط صفحه جاذب زیر شبکه پوشش شیشه‌ای
42
4-4- برش عمودی از یک گردآورنده خورشیدی
43
4-5- توزیع دمای صفحه جاذب
44
4-6- شبکه گرمایی یک گردآورنده صفحه تخت با یک پوشش شیشه‌ای
46
4-7- شبکه گرمایی معادل
46
4-8- a- ترکیب لوله و صفحه جاذب
48
4-8-b,c- معادله انرژی صفحه جاذب
49
4-9- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در زیر صفحه جاذب باشد
52
4-10- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در زیر صفحه جاذب باشد
52
4-11- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در بالای صفحه جاذب باشد
54
4-12- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در بالای صفحه جاذب باشد
54
4-13- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در وسط صفحه جاذب باشد
56
4-14- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در وسط صفحه جاذب باشد
56
4-15- پیرانومتر و دما سنج نصب شده در سایت تست
60
4-16- باد سنج و ثبت کننده اطلاعات
60
4-17- باد سنج، ثبت کننده اطلاعات و مخزن ذخیره
61
4-18- سنسور دما و نمایشگر دیجیتالی
62
4-19- پمپ و مانومتر
62
4-20- شیر کنترل کننده دبی و کلکتور صفحه تخت
63
4-21- نمای کلی از تجهیزات نصب شده در سایت تست دانشگاه آزاد اسلامی تهران جنوب
63
5-1- داده‌های ثبت شده توسط ایستگاه هواشناسی در روز 8 آگوست 2011
72
5-2- دمای هوا و میزان تشعشع در روز 8 آگوست 2011 برای نقاط داده برداری شده
72
5-3- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 200 لیتر بر ساعت
73
5-4- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 150 لیتر بر ساعت
73
5-5- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 100 لیتر بر ساعت
74
5-6- میزان خطای اطلاعات ثبت شده از سایت تست
74
5-7- اختلاف دمای ورودی و خروجی برای دبی‌های مختلف
75
5-8- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 200 لیتر بر ساعت
76
5-9- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 150 لیتر بر ساعت
76
5-10- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 100 لیتر بر ساعت
77
5-11- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده مختلف
77
5-12- مقدار انرژی کسب شده توسط کلکتور صفحه تخت
78
5-13- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 200 لیتر بر ساعت
79
5-14- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 150 لیتر بر ساعت
79
5-15- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 100 لیتر بر ساعت
79
5-16- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 200 لیتر بر ساعت
80
5-17- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 150 لیتر بر ساعت
81
5-18- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 100 لیتر بر ساعت
81
5-19- مقایسه بازده مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده متفاوت
82
5-20- مقایسه مقادیر تئوری و تجربی بازده کلکتور
82
5-21- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 200 لیتر بر ساعت
83
5-22- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 150 لیتر بر ساعت
83
5-23- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 100 لیتر بر ساعت
84
5-24- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با توجه به موقعیت قرار گیری لوله و صفحه جاذب
85
5-25- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با توجه به زاویه کلکتور با سطح زمین
86
5-26- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با تعداد کاورهای شیشه‌ای کلکتور
86
5-27- بازده کلکتور صفحه تخت با توجه به فاصله بین رایزرهای صفحه جاذب
87
5-28- بازده کلکتور صفحه تخت با توجه به ضریب نشر کاور شیشه‌ای کلکتور
88
5-29- نمودارهای بازده کلکتور خورشیدی برای ضخامت‌های مختلف عایق حرارتی
88
5-30- اثر جنس عایق بر بازده کلکتور خورشیدی
89
5-31- اثر نوع سیال انتقال حرارت بر بازده کلکتور خورشیدی
89
5-32- اثر فشار گاز داخل کلکتور بر بازده
90
