بررسی تأثیر حجم مخزن بر کارایی کلکتورهای خورشیدی لوله خلاء

در این پژوهش یکی از رایج ترین انواع آب گرم کن های خورشیدی، آب گرم کن لوله خلاء، مورد بررسی قرار گرفته است. این سیستم ها بر پایه کلکتورهای حرارتی با دمای پایین عمل می نمایند. عوامل متعددی نظیر زاویه شیب کلکتور، نسبت ابعادی و فاصله ی بین لوله های خلاء، استفاده یا عدم استفاده از صفحه ی بازتابنده، اندازه ی مخزن ذخیره، شرایط جغرافیایی محل و شرایط محیط اطراف بر عملکرد این آب گرم کن ها تأثیر می گذارد. میزان در دسترس بودن انرژی خورشیدی فقط به روز های آفتابی محدود می شود. بنابراین ذخیره انرژی خورشیدی به صورت انواع دیگری از انرژی برای استفاده در شب و هوای ابری و تیره مهم است. با استفاده از روش عددی و با انگیزه طراحی اقتصادی تر و کارآمدتر سیستم های آب گرم کن لوله خلاء خورشیدی بررسی هایی برای تأثیر اندازه ی مخزن ذخیره بر روی عملکرد آب گرم کن صورت گرفته است. مدل عددی به کمک اطلاعات به دست آمده از داده های آزمایشی موجود تحت شرایط آب و هوایی شهر کرمانشاه اعتبار سنجی شده است. در مدل عددی، مسئله با 11 نسبت مختلف از حجم مخزن به مساحت کل کلکتور حل و عملکرد گرمایی آن ها محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش حجم مخزن نسبت به مساحت ثابت کلکتور بازده کلکتور افزایش می یابد. با افزایش نسبت حجم مخزن به مساحت کلکتور از 5 به 100 عملکرد گرمایی کلکتور افزایش می یابد اما دمای آب مورد استفاده در مخزن کاهش می یابد. هم چنین با افزایش میزان تابش متوسط عملکرد گرمایی هریک از نسبت های مختلف حجم مخزن به مساحت کلکتور افزایش می یابد. استفاده از مخزن با حجم بالا باعث کاهش دمای متوسط سیال و افزایش بازده کلکتور می شود. درنتیجه مخزن بیش ازحد بزرگ نمی تواند در یک سیستم گرمایش خورشیدی نتیجه کارآمدتری بدهد بلکه منجر به افزایش هزینه، اشغال فضای بیشتر و سنگینی سیستم می شود.