COLETORES SOLARES A VÁCUO
INFLUÊNCIA DAS PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS EM SIMULAÇÕES NUMÉRICAS POR CFD
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2014.2137Palavras-chave:
Energia Solar, Tubo a Vácuo, CFDResumo
Em sistemas de aquecimento de líquidos por energia solar, coletores utilizando tubos evacuados apresentam atualmente melhor desempenho do que coletores planos para a operação de alta temperatura. Isto por causa da perda reduzida de convecção de calor devido ao envelope de vácuo em torno da superfície externa. Os coletores solares com tubo a vácuo são uma novidade no Brasil, além disso, sua utilização em escala comercial tem menos de 10 anos e ainda há muitas questões a serem respondidas sobre sua utilização e eficiência. Assim, através de uma colaboração entre o NETE (Núcleo de Estudos Térmicos e Energéticos) da UNISINOS e o LABSOL (Laboratório de Energia Solar) da UFRGS, foi iniciado um programa de estudos para buscar a melhor compreensão da operação destes equipamentos. A metodologia empregada consiste em simulação numérica por CFD (Computer Fluid Dynamics) utilizando um modelo tridimensional, composto pelas equações diferenciais da conservação da massa, quantidade de movimento e energia aplicada em malhas computacionais hexaédricas. A metodologia empregada foi validação com resultados numéricos disponíveis na literatura. Resultados de campos de velocidade indicam que a metodologia utilizada é bastante adequada. Análise da influência dos uso de propriedades termofísicas constantes e variáveis durante a simulação numérica também são apresentadas, as quais mostram a importância do uso de propriedades termofísicas variáveis com a temperatura.
Downloads
Referências
Budihardjo, I., Morrison, G. L. Behnia, M., 2007. Natural circulation flow through water-in-glass evacuated tube solar collectors. Solar Energy, 81, pp. 1460-1472.
Cabanillas, R. E., Estrada, C. A, Avila, F., 1995. A device for measuring the angular distribution of incident radiation on tubular solar collectors. Renewable Energy, 6, 7, pp. 843-847.
Kalogirou, S.A., 2004. Solar thermal collectors and applications. Progress in Energy and Combustion Science, 30, pp. 231-295.
Morrison, G. L., Budihardjo, I., Behnia, M., 2005. Measurement and simulation of flow rate in an evacuated tube solar water heater. Solar Energy, 78, pp. 257-267.
NIST. Propriedades termofísicas de sistemas fluidos. Disponível em: <http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/>. Acesso: 05 Março 2011.
Speyer, E. (1965). Solar energy collection with evacuated tubes. J. Eng. Power, 86, pp. 270-276, 1965.
Window, B., 1983. Heat extraction from single ended glass absorber tubes. Solar Energy, 31, pp. 159-166.
Yin, Z., Harding, G.L., Window, B., 1984. Water-in-glass manifolds for heat extraction from evacuated solar collector
tubes. Solar Energy 32, pp. 223–230.
Zambolin, E., Del Coll. D., 2010. Experimental analysis of thermal performance of flat plate and evacuated tube solar
collectors in stationaty standard and daily conditions. Solar Energy, 84, pp. 1382-1396.
