بخشی از مقاله
چکیده
تامین انرژي گرمایی خورشیدي با استفاده از کلکتورهاي خورشیدي انجام می گیرد. بهبود کارآیی کلکتورهاي خورشیدي و افزایش میزان انتقال حرارت از اهداف تحقیقات در زمینه کلکتورهاي خورشیدي می باشد. کلکتورهاي لوله گرمایی از جمله کلکتورهایی هستندکه میزان انتقال حرارت بالا و کارآیی خوبی دارند. در این پژوهش تاثیر سیال محلول آب و اتانول با نسبت انحلال %50 حجمی به عنوان سیال عامل در لوله گرمایی ها استفاده میشود. در این کلکتور از هیچ پمپ و دستگاه کنترلی دیگر براي افزایش راندمان بهره گیري نشده بود.
در ابتدا یک سیستم لوله گرمایی که با المنت برقی گرما به آن داده میشد ساخته و بوسیله محلولهاي مختلف آب و اتانول به طور عملی آزمایش شد و از نتابج آزمایش آن مشخص شد که محلول آب و اتانول به نسبت %50 و نیز محلول - %75 آب و %25 اتانول - داراي ضریب انتقال حرارت بیشتري از آب خالص و نیز از اتانول خالص دارد. میزان گرماي ذخیره شده در طول روز و راندمان آبگرمکن بدست آمد . راندمان در محدوده هاي زمانی یک ساعته محاسبه میشد که طی آن حداکثر راندمان در زمان ظهر بدست آمد.
همچنین در این گزارش تاثیر خلا لوله شیشه اي بر راندمان بررسی گردید ، در حالتی که لوله شیشه اي بدون خلا و داراي خلا بود به ترتیب راندمان هاي %50 و %52 براي زمان ظهر بدست آمد. سپس بوسیله پنج عدد ترموسیفون با سیال محلول %50 آب و اتانول که درون یک لوله شیشه اي قرار داشت یک کلکتور ساخته و آزمایش شد. راندمان %52 و حداکثر دماي 50 درجه سانتیگراد بدست آمد. توزیع دما روي قسمتهاي مختلف کلکتور اندازه گیري شد و حداکثر دمایی که در مخزن بدست آمد ه50 ° بود.
مقدمه
کلیات عملکرد لوله گرمایی : همانطور که در شکل زیر مشخص است یک لوله گرمایی گرما را از طریق تبخیر سیال و سپس انتقال آن به قسمتی دیگر و تنظیم آن انتقال میدهد. براي ساختن آن ابتدا یک لوله را از هوا تخلیه کرده وسپس مقداري مایع را درون آن تزریق میکنند و سپس هر دو سر لوله را میبندند.[1] شکل : 1 طرز کار لوله گرمایی چون سیال داخل لوله همیشه در حالت اشباع است به محض اینکه گرما به قسمت تبخیر کننده لوله وارد میشود مقداري از مایع تبخیر میشود. و به محض تبخیر شدن ، باعث بالا رفتن فشار بخار داخل لوله میشود، افزایش فشار بخار باعث میشود در قسمت چگالنده تقطیر شروع شود - زیرا افزایش فشار خود باعث بالا رفتن دماي بخار میشود، و نیز بالا رفتن فشار دماي نقطه شبنم را نیز بالا میبرد و باعث میشود که دماي دیواره چگالنده باعث تقطیر بخار شود. - و به این صورت انتقال گرماسریعاً شروع میشود.
البته انتقال کامل گرما با کمی تأخیر - در لولههاي گرمایی ما حدود 40 تا 50 ثانیه - شروع میشود زیرا باید سیال داخل لوله به حرکت درآید. در لولههاي گرمایی بعد از اینکه سیال تبخیر شده به چگالنده رسید و تقطیر شد باز باید به قسمت تبخیر کننده برگردد تا این عمل دوباره انجام شود، براي برگرداندن مایع به قسمت تبخیر کننده کافیست که آن را شیب دار قرار دهیم تا بوسیله نیروي جاذبه به قسمت تبخیر کننده بازگردد - تبخیر کننده پایینتر از چگالنده - . این چنین لوله گرمایی را ترموسیفون نیز مینامند.[2]
اما نوع دیگر این است که براي برگرداندن مایع به تبخیر کننده از نیروي موئینگی مایع استفاده کنیم براي این کار نیز کافیست که دیواره لوله را فتیله قرار دهیم، در این حالت نیازي نیست که تبخیر کننده را پایینتر از چگالنده قرار دهیم و حتی میتوانیم بر عکس قرار دهیم و گرما را از بالا به پایین منتقل کنیم. Le در لوله گرمایی هایی که در کلکتور استفاده میشود باید نسبت بهینه Lc برابر 8/25 در نظر گرفته شود.[3] از آنجاییکه کلکتورها با زاویه اي برابر با طول جغرافیاي محل نصب میشوند باید با میزان تابش بر روي سطوح شیب دار آشنا باشیم. تابش واقعی محل به طور ساعتی توسط یک پیرانومتر موجود در پژوهشگاه گزارش میشود.
