تعداد صفحات:93
نوع فایل:word
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
فصل اول – کلیات
هدف
پیشینه‌ تحقیق
روش کار و تحقیق
فصل دوم – کلکتورهای خورشیدی
کلکتور صفحه تخت
ساختمان کلکتور صفحه تخت
تاثیر آب و هوا بر کلکتور صفحه تخت
کلکتورهای لوله ای خلاء
انواع کلکتورهای لوله ای خلاء
کلکتورهای متمرکز کننده
اجزای کلکتورهای متمرکز کننده
انواع کلکتورهای متمرکز کننده
فصل سوم – آبگرمکن های خورشیدی
اجزای اصلی آبگرمکن های خورشیدی
کلکتور خورشیدی
مخزن ذخیره آب گرم
آبگرمکن خورشیدی ترموسیفونی
آبگرمکنهای خورشیدی با سیستم های جابجایی اجباری
آبگرمکنهای خورشیدی یکپارچه
فصل چهارم – آنالیز قانون دوم ترمودینامیک
انرژی و قانون اول ترودینامیک
قانون دوم ترمودینامیک
اگزرژی
اتلاف اگزرژی و تولید آنتروپی در فرآیندهای ترمودینامیکی
فصل پنچم – آنالیز انرژی و اگزرژی کلکتورهای خورشیدی
کلکتور صفحه تخت
آنالیز انرژی
آنالیز اگزرژی
کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی
تحلیل حرارتی
راندمان انرژی
راندمان اگزرژی
فصل ششم – نتیجه‌گیری و پیشنهادات
ارزیابی عملی روابط تئوری
کلکتور صفحه تختف
کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی
بررسی تاثیر تغییر پارامترهای طراحی بر عملکرد کلکتورها
کلکتور صفحه تخت
کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی
جمع بندی و پیشنهادات
منابع و ماخذ
فهرست منابع لاتین
سایت های اطلاع رسانی
چکیده انگلیسی
صفحه عنوان انگلیسی

فهرست جداول:
مقایسه بین انرژی و اگزرژی
مشخصات کلکتور صفحه تخت مورد استفاده جهت آزمایشات عملی
نتایج آزمایشات عملی کلکتور صفحه تخت
مشخصات کلکتور لوله‌ای خلاء مورد استفاده در آزمایشگاه
نتایج آزمایشات عملی و تئوری کلکتور لوله‌ای خلاء

فهرست نمودار‌ها:
تغییرات راندمان انرژی کلکتور صفحه تخت بر حسب T_i-T_a/I_T در دبی های مختلف
تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور صفحه تخت بر حسب T_i-T_a/I_T در دبی های مختلف
تغییرات راندمان انرژی کلکتور لوله‌ای خلاء بر حسب T_i-T_a/I_T در دبی های مختلف
تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور لوله‌ای خلاء بر حسب T_i-T_a/I_Tدر دبی های مختلف
تغییرات دمای صفحه جاذب بر حسب تغییرات T_i-T_a/I_T و دبی جریان
تغییرات راندمان انرژی کلکتور صفحه تخت بر حسب T_i-T_a/I_T و دبی جریان ورودی به کلکتور
تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور صفحه تخت بر حسب T_i-T_a/I_T و دبی جریان ورودی به کلکتور
تغییرات راندمان انرژی و اگزرژی کلکتور را بر حسب تغییرات قطر لوله‌های داخلی کلکتور
تغییرات راندمان انرژی کلکتور بر حسب ضخامت عایق پشت کلکتور
تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور بر حسب ضخامت عایق پشت کلکتور
تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور بر حسب سرعت وزش باد
تغییرات راندمان انرژی کلکتور بر حسب T_i-T_a/I_T، برای سه سیال عامل مختلف
تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور بر حسب T_i-T_a/I_T، برای سه سیال عامل مختلف
تغییرات راندمان انرژی کلکتور لوله‌ای خلاء بر حسب T_i-T_a/I_T و دبی جریان ورودی به کلکتور
تغییرات راندمان اگزرژی کلکتور لوله‌ای خلاء بر حسب T_i-T_a/I_T و دبی جریان ورودی به کلکتور

فهرست شکل‌ها:
کلکتور صفحه تخت
کلکتور لوله‌ای خلاء
کلکتور لوله ای خلاء جریان مستقیم
کلکتور لوله ای خلاء با دو لوله‌ی شیشه‌ای
نمای شماتیک کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی
کلکتور سهموی خطی
کلکتور فرنل
آبگرمکن ترموسیفونی با کلکتور صفحه تخت
آبگرمکن خورشیدی ترموسیفونی حلقه باز
آبگرمکن خورشیدی با سیستم های جابجایی اجباری حلقه باز
نمای شماتیک کلکتور صفحه تخت مورد بررسی
لوله حرارتی در حالت افقی
کلکتور لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی مورد بررسی
مدل الکتریکی انتقال حرارت در کلکتور لوله خلاء با لوله حرارتی
تجهیزات مورد استفاده در آزمایشگاه انرژی خورشیدی

چکیده:
آبگرمکن های خورشیدی پرکاربردترین سیستم های حرارتی خورشیدی در جهان هستند. اصلی‌ترین بخش آن ها کلکتور خورشیدی است که انرژی تابشی خورشید را جذب کرده و به سیال عامل انتقال میدهد. استفاده از راندمان قانون اول ترمودینامیک بعنوان یکی از مهم ترین پارامترها جهت معرفی و مقایسه‌ی سیستم های حرارتی از جمله کلکتورهای خورشیدی بطور متداول مورد استفاده قرار میگیرد. در حالی که قانون اول ترمودینامیک به تنهایی قادر به بیان عملکرد کمی و کیفی این سیستم ها نمیباشد. در این تحقیق مدلی تئوری و جامع برای تحلیل انرژی (قانون اول ترمودینامیک) و اگزرژی (قانون دوم ترمودینامیک) کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت و لوله‌ای خلاء با لوله حرارتی ارائه شده که در آن تاثیر مولفه‌های طراحی کلکتور روی عملکرد آن قابل بررسی است. پس از ارزیابی و تایید این مدل با استفاده از نتایج آزمایشات عملی به بررسی تاثیر پارامترهای طراحی مختلف روی راندمان انرژی و اگزرژی کلکتور پرداخته شده است.

مقدمه:
طبق آمار استخراج شده در سال 2006، %81 انرژی مصرفی در جهان توسط منابع فسیلی تامین میگردد. با ادامه‌ این روند علاوه بر مشکلات حاصل از محدودیت این منابع، شاهد مشکلات زیست محیطی بسیاری نیز خواهیم بود. گرم شدن زمین در اثر افزایش گازهای گلخانه‌ای یکی از مهم ترین اثرات استفاده‌ روز‍ افزون از انرژی های فسیلی است. افزایش پنج درصدی غلظت دی اکسید کربن که مهم ترین گاز گلخانه‌ای محسوب میشود، در جو زمین در فاصله‌ سال های 1995 تا 2005 نمونه‌ای از خطرات زیست محیطی ناشی از ادامه‌ روند کنونی مصرف سوخت های فسیلی است که موجب روی آوردن بیشتر بشر به استفاده از انرژی های پاک و تجدیدپذیر شده است. بi طوری که طبق سیاست های منتشر شده استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در فاصله‌ سال های 2008 و 2035 سه برابر میشود. در میان انواع مختلف انرژی های تجدید پذیر انرژی خورشیدی به دلیل دسترسی آسان و هزینه کارکرد پایین همواره مورد توجه خاصی بوده است. استفاده از این انرژی در دو مقیاس صنعتی (عمدتاً با هدف تولید برق) و خانگی (عمدتاً به منظور تولید حرارت) در چند دهه‌ اخیر رشد چشمگیری داشته است. در مناطق با آب و هوای گرم میتوان تا %75 نیاز گرمایش آب را با استفاده از سیستم های حرارتی خورشیدی تامین کرد. این درصد در مناطق با آب و هوای سرد اروپا تا %20 کاهش می‌یابد. آبگرمکن های خورشیدی به دلیل قیمت پایین و تکنولوژی ساده‌ترش پرکاربردترین سیستم حرارتی خورشیدی در جهان محسوب میشوند. اصلی‌ترین بخش این سیستم ها، کلکتور خورشیدی است که انرژی تابشی خورشید توسط آن جذب میگردد. کلکتور خورشیدی نوع خاصی از مبدل است که انرژی تشعشع خورشید را به حرارت تبدیل میکند اما از جهات مختلف با مبدل های حرارتی تفاوت دارد. در مبدل های گرمایی، گرما معمولا از طریق جابجایی یا هدایت به سیال دیگر منتقل میشود و انتقال گرما از طریق تابش در آن ها بسیار ناچیز است در حالی که در یک کلکتور خورشیدی، انتقال حرارت از طریق تابش دارای نقشی اساسی است. در سیستم های خانگی عموماً از کلکتورهای صفحه تخت و لوله‌ای خلاء استفاده میشود. شناخت و ارزیابی دقیق این کلکتورها میتواند تاثیر زیادی در طراحی بهینه‌ آن ها داشته باشد. عمده‌ تحقیقاتی که در سال های گذشته روی این کلکتورها صورت گرفته بر پایه‌ی قانون اول ترمودینامیک بوده است. اما این تحلیل هیچگونه اطلاعاتی در مورد افت‌ها و بازگشت ناپذیری های داخلی نمیدهد و به تنهایی نمیتواند معیار مناسبی جهت ارزیابی کارایی کلکتورهای خورشیدی باشد. این امر لزوم استفاده از تحلیل های بر پایه‌ قانون دوم ترمودینامیک را نشان میدهد. آنالیز اگزرژی واضح ترین تحلیل بر پایه‌ قانون دوم ترمودینامیک است. که یکی از مهم ترین مزایای آن نسبت به قانون اول در نظر گرفتن شرایط محیط است که تاثیر بسیاری بر عملکرد سیستم و افزایش یا کاهش مصرف انرژی دارد.