بررسی اثر هواگرمکن خورشیدی بر بارهای سرمایشی و گرمایشی مورد نیاز یک ساختمان مسکونی

بررسی حالت های مختلف قرارگیری هواگرمکن بر عملکرد حرارتی یک نمونه دستگاه هواگرمکن خورشیدی در تحقیق پیش رو ارائه شده است. هواگرمکن خورشیدی یک نمونه از گیرنده های مسطح خورشیدی است که به منظور تولید هوای گرم و نیز ایجاد تهویه مطبوع در ساختمان به کار می رود. اجزاء اصلی این مدل شامل یک کانال که دو ضلع آن صفحه جاذب و یک پوشش شفاف و دو ضلع دیگر دیواره های عایق می باشد. هوای با دمای پایین تر از قسمت زیرین کانال وارد می شود و بر اثر انتقال حرارت جابجایی طبیعی با صفحه جاذب، دمای آن افزایش، جرم آن کاهش و بر اثر نیروی شناوری به سمت بالای کانال جریان و به درون فضای مسکونی وارد می شود. همچنین اگر این هوای گرم به طریقی از کانال هواگرمکن به بیرون از اتاق هدایت شود به دلیل مکش هوا به بیرون، باعث تهویه اتاق خواهد شد. در بررسی حاضر سه حالت قرارگیری از هواگرمکن مدل شد و توان تشعشع خورشیدی ورودی به صفحه جاذب به صورت شار ثابت در نظر گرفته شد. پارامترهای توان ورودی به صفحه جاذب و نسبت عمق به ارتفاع کانال و شیب هواگرمکن در این آزمایش بررسی شد. آزمایشات برای فاصله صفحه جاذب تا شیشه در محدوده 5 تا 25 سانتی متر و توان جذب شده توسط صفحه جاذب از 100 تا 900 وات بر متر مربع انجام پذیرفت. به منظور بررسی تأثیر عمق کانال و شیب صفحه جاذب بر عملکرد گرمایش و تهویه هواگرمکن، مدل عددی دستگاه به کمک نرم افزار فلوئنت حل و نتایج بررسی گردید. پارامتر هوای ورودی به مدل برای شهر کرمانشاه در ماه های تیر و دی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد در حالت قرارگیری عمودی هواگرمکن جهت گرمایش اتاق با افزایش توان ورودی و عمق کانال، نرخ جریان هوای خروجی از کانال افزایش می یابد و در محدوده عمق بررسی شده، فاصله بهینه عمق کانال برای حداکثر نرخ جریان هوا در عمق 15 سانتی متر بدست آمد. همچنین برای تهویه اتاق، با قرارگیری هواگرمکن بر روی پشت بام با شیب های 30، 45 و 60 درجه نسبت به افق، با افزایش شیب هواگرمکن نرخ جریان هوای خروجی از کانال افزایش می یابد اما در حالت قرارگیری قائم هواگرمکن برای تهویه اتاق فاصله بهینه صفحه جاذب تا شیشه (عمق کانال) برای بیشترین نرخ جریان هوای خروجی از هواگرمکن فاصله 10 سانتی متر به دست آمد.