Open Access Journal
International Science and Technology Journal
ISSN: 2519-9854 (Online)
ISSN: 2519-9846 (Print)
A peer-reviewed and open access journal concerned with publishing researches and studies in the field of applied sciences and engineering
Published by
Supervised by
Experimental investigation of the Performance of Natural Circulation Solar Water Heater in Series
Researcher(s): | |
Institution: | Water Affairs Higher Technical Institute -Al-Egailat, Libya |
Field: | الطاقات المتجددة |
Published in: | 35th volume - October 2024 |
الملخص
تقدم ورقة البحث هذه دراسة تجريبية حول أداء نظام سخان ماء شمسي يعمل بالدوران الطبيعي مع وجود مجمعين شمسيين متصلين على التوالي. تقدم الورقة تحليلاً شاملاً للأداء الحراري للنظام في ظل ظروف تحميل مختلفة، بما في ذلك عدم التحميل، والحمل المتقطع، والحمل المستمر. تم قياس متوسط درجة حرارة خزان التخزين ومتوسط درجة حرارة لوحة المجمع الشمسي (على اليسار) ومعدل تدفق السيفون الحراري في الخزان الرأسي. أظهرت النتائج وجود تباين في درجة حرارة خزان المياه ولوحة المجمع في ظل ظروف الحمل وعدم التحميل. تم إجراء تحليل للأداء الحراري للنظام لكل حالة. تشير أعلى درجة حرارة للوحة (100 درجة مئوية أو أكثر) مع عدم وجود دوران للمياه في المجمع وظروف عدم التحميل، إلى الجودة العالية للمجمعات الشمسية حتى خلال موسم البرد القارص. ترتيب المجمع في التوصيل على التوالي يعطي أعلى كسب في الطاقة وأعلى متوسط لدرجة حرارة الماء في خزان التخزين. تم الحصول على العديد من المعادلات المميزة لتمثيل أداء نظام الدورة الطبيعية الحالي في ظل ترتيب توصيل المجمع على التوالي. في الواقع، عندما تكون هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الماء الساخن لغرض معين (القطاع الصناعي على سبيل المثال - محطة MSF أو التدفئة المركزية)، فيجب نشر العديد من المجمعات على التوالي وبالتوازي لإنتاج الكمية وبجودة درجة الحرارة المطلوبين في نفس الوقت....................
الكلمات المفتاحية:........ سخان المياه الشمسي ذي الدوران الطبيعي، درجة حرارة خزان التخزين، سخانات المياه الشمسية، الكفاءة اللحظية، عامل تدفق المجمع، عامل كفاءة المجمع، عامل إزالة الحرارة من المجمع
Abstract
This research paper presents an experimental study on the performance of a natural circulation solar water heater system with two typical collectors connected in series. The paper provides a comprehensive analysis of the system's thermal performance under different load conditions, including no-load, intermittent, and continuous load. Mean storage tank, solar collector means plate (the left) temperature and thermosyphon flow rate in a vertical tank were measured. Results showed that there was variation in solar water tank and collector plate temperature under load and no-load conditions. Analysis of thermal performance of the system was conducted for each condition. The highest plate temperature (100 ˚C or even more) with no circulation of both collector and load conditions, indicate the high quality of the solar collectors even during the cold season. The collector’s arrangement in series connection is of highest gain in energy and higher storage tank mean water temperature. Several characteristic equations obtained to represent the performance of the present natural circulation system under collector connection arrangement in series. In fact, when large amount of hot water was required for a certain purpose (Industrial sector for example - MSF plant or central heating), multiple collectors are to be deployed in series and in parallel to produce the required amount (quantity) and desired temperature (quality) at the same time.....................
Key words: ........Thermosyphon solar water heater, storage tank profile temperature, Solar Water Heaters (SWHs), instantaneous efficiency, collector flow factor, collector efficiency factor, collector heat removal factor