پايان نامه مطالعه انواع آبگرمكن هاي خورشيدي موجود در ايران و طراحي بهينه آن
مقدمه :
ميزان انرژي خورشيدي دريافتي در ايران به طور متوسط حدود 18 مگا جول بر متر مربع در روز، يا حدود 1016 مگا جول در سال در سطح كشور تخمين زده مي شود. اين مقدار انرژي بيش از 4000 برابر كل انرژي مصرفي در كشور مي باشد. با اين مقدار انرژي دريافتي و داشتن زمين هاي مناسب براي استفاده از آفتاب و تكنولوژي نسبتاً ساده كاربردهاي مختلف انرژي خورشيدي، مي توان كليه نيازهاي انرژي كشور را با استفاده از انرژي خورشيدي تأمين كرد.
استفاده هاي انرژي خورشيدي كه در ايران كاربرد دارند به شرح زير مورد بررسي قرار گرفته اند:
الف . دستگاههايي كه به طور مستقيم از نور خورشيد استفاده مي كنند :
- توليد آب گرم مصرفي
- گرمايش طبيعي ساختمانها
- گرمايش غير طبيعي ساختمانها
- سرمايش ساختمانها
- پخت غذا
- خشك كردن ميوه، سبزي و ماهي
- نمك زدائي آب دريا
- توليد انرژي الكتريكي به طريق تبديل مستقيم
- توليد انرژي الكتريكي از طريق تبديل حرارتي (تبديل غير مستقيم)
ب. دستگاههائي كه به طور غير مستقيم از انرژي خورشيد استفاده مي نمايند :
1- سرمايش طبيعي ساختمانها و ذخيره سازي سرماي زمستان
2- توليد گاز متان با استفاده از فضولات حيواني و كشاورزي
3- استفاده از انرژي باد
شرح مختصري از نحوه كار هريك از سيستم هاي فوق الذكر ارائه و هزينه ساخت و توليد و قيمت انرژي توليد شده هريك از آنها تعيين شده اند. مقايسه قيمت انرژي توليد شده در دستگاههاي انرژي خورشيدي فوق الذكر با قيمت انرژي كه از طريق سوختهاي فسيلي متداول در كشور توليد مي شود نشان مي دهد كه استفاده از انرژي خورشيدي اقتصادي نيست. علت اصلي اقتصادي نبودن استفاده از انرژي خورشيدي اين است كه مواد نفتي و برق در تمام نقاط كشور تقريباً به طور رايگان در اختيار مصرف كنندگان قرار دارند.
تعداد صفحات 137 word
فهرست مطالب
فصل 1 : طرح ديدگاه و اهداف پروژه ................................................... 1
مقدمه.................................................................................. 2
اهداف كلي پروژه ...................................................................... 9
كارايي................................................................................. 10
فصل 2 : بررسي آبگرمكن هاي خورشيدي............................................... 12
معيارهاي طراحي آبگرمكن خورشيدي.................................................... 13
سيستم Recirculation (pluse)
سيستم Drainout (Drain down )
سيستم Drainback With Air Compressor.
سيستم Drainback with liquid level control.
سيستم Thermosyphon with electrically protected collecrtor
سيستم Drainout Thermosyphon.
سيستم Breadbox (batch 26
سيستم Coil in Ttank , Warp Around , Tank in Tank.
سيستم External Heat Exchanger.....
سيستم Darinback with load- side heat exchanger
سيستم Drainback with Collector – Side Heat Exchanger..
سيستم Two – phase – Thermosyphon.
سيستم One Phase Thermosyphon......
نتايج و بررسي سيستم هاي خورشيدي متناسب با ايران .................................. 38
فصل سوم : گرد آورنده هاي تخت خورشيدي............................................ 46
صفحه پوشش............................................................................ 50
فاصله هوايي......................................................................... 52
صفحات جاذب................................................................................ 53
طرحهاي گوناگون صفحه جاذب و مجاري انتقال سيال......................................... 54
سيال عامل .................................................................................................. 60
عايقكاري........................................................................................... 61
قاب گرد آورنده ................................................................................................ 63
رشته هاي سري و موازي................................................................................... 64
فصل چهارم : اصول حاكم بر گرد آورنده هاي خورشيدي...................................................... 67
انتقال گرما به سيال............................................................................................. 68
جريان متلاطم و بدست آوردن ضريب انتقال گرما................................................. 69
جريان گذرا و بدست آوردن ضريب انتقال گرما........................................................ 70
جريان آرام و بدست آوردن ضريب انتقال گرما.......................................................... 73
بيلان انرژي براي يك گردآورنده تخت خورشيدي نمونه................................................. 74
متوسط ماهانه انرژي خورشيدي جذب شده ........................................................... 76
اثرات وضعيت سطح جذب بر روي مقدار انرژي دريافتي ....................................... 80
توزيع دما در گردآورنده هاي تخت خورشيدي.............................................................. 84
ضريب انتقال گرماي كل يك گردآورنده.................................................................. 85
چگونگي تغيير ضريب اتلاف فوقاني بر اثر تغيير فاصله...................................................... 88
توزيع دما بين لوله و ضريب بازدهي گردآورنده .................................................................... 91
توزيع دما در جهت جريان............................................................... 99
ضريب اخذ گرما و ضريب جريان گرد آورنده .............................................................. 100
ميانگين دماي سيال و صفحه............................................................................... 103
طرحهاي ديگر گردآورنده ....................................................................... 104
فصل پنجم : طراحي يك نمونه گرد آورنده تخت ............................................................. 107
منطقه طراحي................................................................................................ 109
مقدار آبگرم مصرفي......................................................................... 109
درجه حرارت آبگرم مصرفي................................................................... 110
درجه حرارت آب ورودي به گرد آورنده ............................................................. 110
تعداد گرد آورنده ها و چگونگي نصب آنها به هم................................................................. 110
زواياي حركت خورشيد...................................................................................... 111
جهت تابش خورشيد.............................................................................. 119
نسبت بين تابش مستقيم بر روي يك صفحه شيبدار واقعي ................................ 119
زاويه شيب گرد آورنده ها .......................................... 123
محاسبه مقدار متوسط ماهانه تابش روزانه رسيده به سطح گرد آورنده ....................................... 123
بدست آوردن طول روز .................................................................................... 126
شكل گرد آورنده .................................................................................... 127
جنس صفحه جاذب.................................................................... 127
مشخصات رنگ.............................................................................................. 127
قطر و تعداد لوله ها در هر گرد آورنده ............................................ 128
بدست آوردن دبي حجمي و جرمي......................................................... 128
بدست آوردن عدد رينولدز در لوله ها..................................... 129
بدست آوردن ضريب انتقال گرما........................................................... 129
نوع پوشش........................................................................... 130
جنس قاب................................................................................... 130
نوع و ضخامت ............................................................... 130
دماي محيط................................................................... 131
بدست آوردن انرژي مورد نياز ..................................................... 131
بدست آوردن ضريب اتلاف فوقاني................................................................. 132
بدست آوردن اتلاف تحتاني................................................................. 132
بدست آوردن ضريب اتلاف كلي ............................................................... 133
بدست آوردن سطح گرد آورنده ......................................................... 133
فاصله بين لوله ها................................................................................ 134
بدست آوردن بازدهي پره.......................................................... 134
بدست آوردن بازدهي گرد آورنده .............................................. 134
بدست آوردن ضريب انتقال گرماي گرد آورنده ........................................ 134
محاسبه دماي خروجي سيال................................................................................... 135
بدست آوردن بازدهي گرد آورنده ...................................................... 135
مشخصات دستگاه طراحي شده ............................................................... 136
منابع و مراجع ......................................................................... 138
ضمائم
2314
پايان نامه مطالعه انواع آبگرمكن هاي خورشيدي موجود در ايران و طراحي بهينه آن
مقدمه :
ميزان انرژي خورشيدي دريافتي در ايران به طور متوسط حدود 18 مگا جول بر متر مربع در روز، يا حدود 1016 مگا جول در سال در سطح كشور تخمين زده مي شود. اين مقدار انرژي بيش از 4000 برابر كل انرژي مصرفي در كشور مي باشد. با اين مقدار انرژي دريافتي و داشتن زمين هاي مناسب براي استفاده از آفتاب و تكنولوژي نسبتاً ساده كاربردهاي مختلف انرژي خورشيدي، مي توان كليه نيازهاي انرژي كشور را با استفاده از انرژي خورشيدي تأمين كرد.
استفاده هاي انرژي خورشيدي كه در ايران كاربرد دارند به شرح زير مورد بررسي قرار گرفته اند:
الف . دستگاههايي كه به طور مستقيم از نور خورشيد استفاده مي كنند :
- توليد آب گرم مصرفي
- گرمايش طبيعي ساختمانها
- گرمايش غير طبيعي ساختمانها
- سرمايش ساختمانها
- پخت غذا
- خشك كردن ميوه، سبزي و ماهي
- نمك زدائي آب دريا
- توليد انرژي الكتريكي به طريق تبديل مستقيم
- توليد انرژي الكتريكي از طريق تبديل حرارتي (تبديل غير مستقيم)
ب. دستگاههائي كه به طور غير مستقيم از انرژي خورشيد استفاده مي نمايند :
1- سرمايش طبيعي ساختمانها و ذخيره سازي سرماي زمستان
2- توليد گاز متان با استفاده از فضولات حيواني و كشاورزي
3- استفاده از انرژي باد
شرح مختصري از نحوه كار هريك از سيستم هاي فوق الذكر ارائه و هزينه ساخت و توليد و قيمت انرژي توليد شده هريك از آنها تعيين شده اند. مقايسه قيمت انرژي توليد شده در دستگاههاي انرژي خورشيدي فوق الذكر با قيمت انرژي كه از طريق سوختهاي فسيلي متداول در كشور توليد مي شود نشان مي دهد كه استفاده از انرژي خورشيدي اقتصادي نيست. علت اصلي اقتصادي نبودن استفاده از انرژي خورشيدي اين است كه مواد نفتي و برق در تمام نقاط كشور تقريباً به طور رايگان در اختيار مصرف كنندگان قرار دارند.
تعداد صفحات 137 word
فهرست مطالب
فصل 1 : طرح ديدگاه و اهداف پروژه ................................................... 1
مقدمه.................................................................................. 2
اهداف كلي پروژه ...................................................................... 9
كارايي................................................................................. 10
فصل 2 : بررسي آبگرمكن هاي خورشيدي............................................... 12
معيارهاي طراحي آبگرمكن خورشيدي.................................................... 13
سيستم Recirculation (pluse)
سيستم Drainout (Drain down )
سيستم Drainback With Air Compressor.
سيستم Drainback with liquid level control.
سيستم Thermosyphon with electrically protected collecrtor
سيستم Drainout Thermosyphon.
سيستم Breadbox (batch 26
سيستم Coil in Ttank , Warp Around , Tank in Tank.
سيستم External Heat Exchanger.....
سيستم Darinback with load- side heat exchanger
سيستم Drainback with Collector – Side Heat Exchanger..
سيستم Two – phase – Thermosyphon.
سيستم One Phase Thermosyphon......
نتايج و بررسي سيستم هاي خورشيدي متناسب با ايران .................................. 38
فصل سوم : گرد آورنده هاي تخت خورشيدي............................................ 46
صفحه پوشش............................................................................ 50
فاصله هوايي......................................................................... 52
صفحات جاذب................................................................................ 53
طرحهاي گوناگون صفحه جاذب و مجاري انتقال سيال......................................... 54
سيال عامل .................................................................................................. 60
عايقكاري........................................................................................... 61
قاب گرد آورنده ................................................................................................ 63
رشته هاي سري و موازي................................................................................... 64
فصل چهارم : اصول حاكم بر گرد آورنده هاي خورشيدي...................................................... 67
انتقال گرما به سيال............................................................................................. 68
جريان متلاطم و بدست آوردن ضريب انتقال گرما................................................. 69
جريان گذرا و بدست آوردن ضريب انتقال گرما........................................................ 70
جريان آرام و بدست آوردن ضريب انتقال گرما.......................................................... 73
بيلان انرژي براي يك گردآورنده تخت خورشيدي نمونه................................................. 74
متوسط ماهانه انرژي خورشيدي جذب شده ........................................................... 76
اثرات وضعيت سطح جذب بر روي مقدار انرژي دريافتي ....................................... 80
توزيع دما در گردآورنده هاي تخت خورشيدي.............................................................. 84
ضريب انتقال گرماي كل يك گردآورنده.................................................................. 85
چگونگي تغيير ضريب اتلاف فوقاني بر اثر تغيير فاصله...................................................... 88
توزيع دما بين لوله و ضريب بازدهي گردآورنده .................................................................... 91
توزيع دما در جهت جريان............................................................... 99
ضريب اخذ گرما و ضريب جريان گرد آورنده .............................................................. 100
ميانگين دماي سيال و صفحه............................................................................... 103
طرحهاي ديگر گردآورنده ....................................................................... 104
فصل پنجم : طراحي يك نمونه گرد آورنده تخت ............................................................. 107
منطقه طراحي................................................................................................ 109
مقدار آبگرم مصرفي......................................................................... 109
درجه حرارت آبگرم مصرفي................................................................... 110
درجه حرارت آب ورودي به گرد آورنده ............................................................. 110
تعداد گرد آورنده ها و چگونگي نصب آنها به هم................................................................. 110
زواياي حركت خورشيد...................................................................................... 111
جهت تابش خورشيد.............................................................................. 119
نسبت بين تابش مستقيم بر روي يك صفحه شيبدار واقعي ................................ 119
زاويه شيب گرد آورنده ها .......................................... 123
محاسبه مقدار متوسط ماهانه تابش روزانه رسيده به سطح گرد آورنده ....................................... 123
بدست آوردن طول روز .................................................................................... 126
شكل گرد آورنده .................................................................................... 127
جنس صفحه جاذب.................................................................... 127
مشخصات رنگ.............................................................................................. 127
قطر و تعداد لوله ها در هر گرد آورنده ............................................ 128
بدست آوردن دبي حجمي و جرمي......................................................... 128
بدست آوردن عدد رينولدز در لوله ها..................................... 129
بدست آوردن ضريب انتقال گرما........................................................... 129
نوع پوشش........................................................................... 130
جنس قاب................................................................................... 130
نوع و ضخامت ............................................................... 130
دماي محيط................................................................... 131
بدست آوردن انرژي مورد نياز ..................................................... 131
بدست آوردن ضريب اتلاف فوقاني................................................................. 132
بدست آوردن اتلاف تحتاني................................................................. 132
بدست آوردن ضريب اتلاف كلي ............................................................... 133
بدست آوردن سطح گرد آورنده ......................................................... 133
فاصله بين لوله ها................................................................................ 134
بدست آوردن بازدهي پره.......................................................... 134
بدست آوردن بازدهي گرد آورنده .............................................. 134
بدست آوردن ضريب انتقال گرماي گرد آورنده ........................................ 134
محاسبه دماي خروجي سيال................................................................................... 135
بدست آوردن بازدهي گرد آورنده ...................................................... 135
مشخصات دستگاه طراحي شده ............................................................... 136
منابع و مراجع ......................................................................... 138
ضمائم
2314
تميز كردن نماي ساختمان