Фізичне моделювання теплових процесів повітряного сонячного колектора із турбулізаторами потоку

2018;
: с. 9 – 16
https://doi.org/10.23939/jeecs2018.01.009
Надіслано: Березень 12, 2018
Переглянуто: Квітень 16, 2018
Прийнято: Квітень 27, 2018

V. Zhelykh, K. Kozak, O. Dzeryn, V. Pashkevych. Physical modeling of thermal processes of the air solar collector with flow turbulators. Energy Eng. Control Syst., 2018, Vol. 4, No. 1, pp. 9 – 16. https://doi.org/10.23939/jeecs2018.01.009

1
Національний університет «Львівська політехніка»
2
Національний університет «Львівська політехніка»
3
Національний університет «Львівська політехніка»
4
Національний університет «Львівська політехніка»

Виконано аналіз існуючих систем сонячного повітряного теплопостачання. Представлено фізичну модель повітряного сонячного колектора (ПСК) із додатково встановленими турбулізаторами потоку, які розміщено у повітряному каналі сонячного колектора  для покращення його теплових характеристик та ефективного використання у регіонах з помірним кліматом. Наведено енергетичні баланси для п’яти ключових елементів ПСК та записано систему балансових рівнянь. Для визначення геометричних та теплотехнічних параметрів турбулізаторів потоку записано ряд графічних залежностей. Визначено, що в повітряному каналі сонячного колектора спостерігається перехідний рух теплоносія, а максимальний коефіцієнт конвективного теплообміну між турбулізатором потоку та повітрям спостерігається за кута нахилу теплопоглинача 45 градусів. Здійснено комп’ютерне моделювання теплових процесів, які відбуваються у повітряному каналі сонячного колектора і отримано, що потужність запропонованого ПСК зросла на 23 % порівняно із сонячним колектором з плоскою теплопоглинальною пластиною.

  1. Shapoval S.P.,  Venhryn I.I. (2014) The future viability of solar energy in Ukraine. Magazine Plumbing, Heating, Air Conditioning, 8, p.1-4. (in Ukrainian)
  2. Butuzov V.A. (2013) Solar Heat Supply in the World and in Russia. Magazine Plumbing, Heating, Air Conditioning, 8, p.1-4. (in Russian)
  3. Butuzov V.A. (2013) Air Solar Collectors. Magazine Plumbing, Heating, Air Conditioning, 7, p.1-5. (in Russian)
  4. Fakhretdinova E.M. (1984) Development and research of solar installations for the drying of agricultural products: Undergraduate thesis: 05.14.05. Scientific and Production Association "The Sun", Ashgabat, 147 p. (in Russian)
  5. Kozak Ch., Savchenko O., Zhelykh V. (2016) Analysis of Heat Flow Distribution in the Room with Installed Solar Air Heater. Thermal Engineering, Heat Supply, Ventilation: proceedings of Polish Association of Sanitary Engineers and Technicians, V. 45, No. 9, p. 359-362. doi: http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-8832c7f0-5cc3-4438-81d4-fe023558704d.
  6. Zhelykh V.M., Lesyk Ch. (2012) Thermosyphon Solar Collector. Patent for utility model of Ukraine No. 68773 UA MPK F24J 2. Industrial Property, No. 7; stated. 09/26/2011; has published Apr 10, 2012, Bul. No. 7 (in Ukrainian).
  7. Fabio S. (2008) Analysis of a Flat–plate Solar Collector. Heat and Mass Transport, Lund, Sweden, p. 1-4.
  8. Ahmad M. Saleh. (2012) Modeling Of Flat–Plate Solar Collector Operation In Transient States.  Purdue University, Fort Wayne, Indiana, 73 p.
  9. Duffie J. A., Beckman W. A. (2013) Solar Engineering of Thermal Processes. Solar Energy Laboratory University of Wisconsin-Madison, 4th edition, 928 p. https://doi.org/10.1002/9781118671603
  10. Bennamoun L. (2012) An Overview on Application of Exergy and Energy for Determination of Solar Drying Efficiency. International Journal of Energy Engineering, V. 2(5), p. 184-189. https://doi.org/10.5923/j.ijee.20120205.01
  11. Vysotskaya N. N, Jerusalem A. M., Nevelson R. A., Fedorenko V. A. (1968) Technical scans of sheet metal products. Mechanical Engineering, 272 p. (in Russian).
  12. Yurkevych Y. S, Savchenko O. O., Kasynets M. Y (2012) Improving of the room heat regime at the solar panel using. Motrol. Automotive and Power Industry of Agriculture, V. 14(6), p. 3-6.