Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamadreza Salimpour,AliAkbar AlemRajabi
محمدرضا سلیم پور (استاد مشاور) علی اکبر عالم رجبی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amin Rezaie
امین رضایی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Experimental Investigation on Facade Collector and Effect of Nanoparticle on it
Today, solar energy is considered to supply human thermal energy needs. One of these uses is getting help from solar energy to supply heating energy required for the building and the purpose of the facade collectors is providing this energy. In this study, the performance of two solar facade collectors has been investigated. The first study is performed on a flat plate solar collector model, which assumed natural and forced convection heat transfer. The working fluid of the solar collector model has been changed in each study. The fluids that considered in this study are water, water-ethylene glycol, water-nanoparticles and water-ethylene glycol nanoparticles. The results show that water-ethylene glycol mixture has the lowest heat transfer coefficient among the tested fluids. Natural and forced convection heat transfer coefficients of water-ethylene glycol mixture on average 20. 3 and 15.5 percent decreased with respect to water based fluid. Also addition of nanoparticles improved the heat transfer coefficient of the base fluid, as in the natural and forced convection 6.3 and 2.5 percent improvement is obtained in heat transfer coefficient respectively for nanofluids with 0.6 and 0.4 wt% silicon dioxide water based fluid. For nanofluid with water-ethylene glycol based fluid maximum improvement in heat transfer coefficient is 3.8% for 0.6% by weight silicon oxide. In continue of work the new form of solar facade collector was built and its performance was studied in different conditions. The facade collectors due to their influence on the external of buildings, their exterior architecture should be compatible with that. To fulfil this, absorber surface colour coating has been changed and the results show that the efficiency of the collector is related to the absorber colour coating. Among the colour coatings tested, black absorber had the highest thermal efficiency and blue coating had the lowest, in average efficiency of blue paint was 19.51 percent lower than the collector with black paint. Also the absorber plate tube pattern has been changed and the results show that the thermal efficiency of second pattern was 2.12 percent less than the first pattern. Finally steady state thermal model was proposed to predict the efficiency of the collector, the comparison of experimental results and theoretical model was determined which showed that the model is capable to predict the collector efficiency in different conditions. Keywords : Solar energy, Facade collectors, Nanoparticle, Absorber plate colour, Thermal model.
امروزه انرژی خورشید برای تامین انرژی حرارتی مورد نیاز بشر مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این کاربردها کمک گرفتن از انرژی خورشید برای تامین انرژی حرارتی مورد نیاز ساختمان است. هدف استفاده از کلکتورهای نما خارجی تامین این انرژی های مورد نیاز می باشد. در این پژوهش به بررسی عملکرد دو کلکتور خورشیدی نما خارجی پرداخته شده است. کلکتور نما خارجی اول، مدل یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت است. در این مدل جریان جابجایی طبیعی و اجباری سیال، مورد بررسی قرار گرفته است. سیال سیکل این مدل کلکتور خورشیدی در هر بررسی تغییر داده شده است. سیال های در نظر گرفته شده در این پژوهش، آب،آب- اتیلن گلایکول، آب-نانوذره و آب -اتیلن گلایکول -نانوذره هستند. نتایج نشان می دهد مخلوط آب-اتیلن گلایکول دارای کمترین ضریب انتقال حرارت در میان سیالات مورد آزمایش بوده که ضریب انتقال حرارت آن در جریان جابجایی طبیعی و اجباری به طور متوسط به ترتیب 3 / 20 و 5 / 15 درصد نسبت به سیال پایه آب کاهش یافته است. همچنین افزودن نانوذره در جهت بهبود انتقال حرارت سیال پایه، عمل کرده به طوری که در جریان جابجایی طبیعی و اجباری به ترتیب 3 / 6 و 5 / 2 درصد بهبود در ضریب انتقال حرارت جابجایی به ترتیب برای نانوسیال 6 / 0 و 4 / 0 درصد وزنی اکسید سیلیکون با سیال پایه آب به دست آمده است. برای نانو سیال با سیال پایه آب-اتیلن گلایکول حداکثر بهبود در ضریب انتقال حرارت 8 / 3 درصد برای نانوسیال با 6 / 0 درصد وزنی اکسید سیلیکون بوده است. در ادامه کار حاضر شکل جدیدی از کلکتور خورشیدی نما خارجی ساخته شده و عملکرد آن در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. کلکتور های نما خارجی به علت تاثیری که بر ظاهر ساختمان ها دارند باید با معماری بیرونی آن ها سازگار باشند. برای حفظ این موضوع رنگ پوشش سطح صفحه جاذب تغییر داده شده است. نتایج نشان می دهد بازده کلکتور وابسته به رنگ پوشش صفحه جاذب است.در میان پوشش های مورد بررسی، صفحه جاذب مشکی دارای بیشترین بازده حرارتی و پوشش آبی کمترین بازده را داشته است که به طور متوسط بازده کلکتور با پوشش رنگ آبی 51 / 19 درصد کمتر از کلکتور با پوشش رنگ مشکی است. همچنین در این کلکتور، طرح لوله های روی صفحه جاذب تغییر داده شده و نتایج نشان می دهد بازده حرارتی لوله های طرح دوم 12 / 2 درصد از لوله های طرح اول کمتر است. در نهایت مدل حرارتی در حالت پایا برای پیش بینی بازده کلکتور خورشیدی ارائه شده که از مقایسه نتایج تجربی و مدل تئوری مشخص شد، مدل به خوبی توانسته بازدهی کلکتور را در شرایط مختلف پیش بینی کند. کلمات کلیدی : انرژی خورشید، کلکتور نما خارجی، نانوذره، تغییر پوشش صفحه جاذب، مدل سازی حرارتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی