تعیین فاصله بهینه جاذب و صفحه پشتی در دیوارهای خورشیدی با استفاده از تحلیل عددی

دیوار خورشیدی یک صفحه کدر و سوراخ دار از یک فلز با ضریب جذب بالا است که معمولا به صورت عمودی یا شیب دار موازی سطح یا دیواری با فاصله نصب می شود وهوای محبوس در این فاصله قسمت عمده ای از انرژی خورشیدی را به وسیله جاذب فلزی جذب وتوسط یک دمنده به محل مورد نظر انتقال می دهد. هدف از این پژوهش، تعیین فاصله بهینه جاذب و صفحه پشتی در دیوارهای خورشیدی با استفاده از تحلیل عددی می باشد. در این پژوهش، تاثیر فاصله هوایی بین جاذب و صفحه پشتی بر عملکرد حرارتی دیوار خورشیدی به شیوه عددی بررسی شده است. به این منظور 5 مدل دیوار خورشیدی برای فاصله های هوایی 5، 10، 15، 20 و 25 سانتی متری در نرخ های مختلف هوا ورودی در محدوده ی m^3?(hr.m^2 ) 180-45 و تابش های دریافتی w?m^2 900-400 در نظر گرفته شده است. به کمک نرم افزار فلوئنت تاثیر فاصله های هوایی مختلف در محدوده ی وسیعی از پارامتر های ورودی، بر عملکرد حرارتی دیوار خورشیدی بررسی شده است. نتایج تحلیل عددی نشان می دهد که در دیوارهای خورشیدی با افزایش نرخ هوای ورودی، کارایی حرارتی افزایش می یابد که این افزایش در نرخ های پایین هوای ورودی محسوس و در نرخ های بالای جریان هوا کمتر می باشد. همچنین در یک نرخ هوای ورودی ثابت، تغییر تابش ورودی تاثیری بر کارایی حرارتی این نوع کلکتور ها ندارد. همچنین نشان داده شده است که با افزایش فاصله هوایی در دیوارهای خورشیدی هم کارایی حرارتی و هم دمای هوای خروجی هوا افزایش می یابد، که این افزایش برای فواصل هوایی تا 15 سانتی متر قابل توجه می باشد. اما برای فواصل بزرگتر از 15 سانتی متر تغییر در فاصله بین جاذب و صفحه پشتی، تاثیر قابل ملاحظه ای بر کارایی کلکتور و دمای هوای خروجی از کلکتور ندارد. بنابراین می توان فاصله هوایی 15 سانتی متری بین جاذب و صفحه پشتی را فاصله ای بهینه در طراحی این نوع کلکتورها دانست.