ANÁLISE DA PERDA DE EFICIÊNCIA EM COLETORES SOLARES DE PLACA PLANA DEVIDO A RESISTÊNCIAS TÉRMICAS DE CONTATO
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2014.2240Palavras-chave:
Resistência de contato, eficiência, coletores solaresResumo
Um dos principais fatores que afetam a eficiência de coletores solares de placa plana é a resistência térmica de contato entre a placa absorvedora e os tubos que compõe o circuito hidráulico do coletor, denominados pela literatura de manifolds e risers, conforme a posição, horizontal, e vertical, respectivamente. Além disso o controle da qualidade na fabricação dos coletores é também um ponto crítico de maior incerteza no que diz respeito à otimização deste contato metálico. Neste trabalho foi feita uma avaliação quantitativa da influência da resistência termica de contato na eficiência de coletores solares utilizando o método numérico dos volumes finitos. O objetivo deste estudo é oferecer uma medida da melhoria do desempenho de coletores que pode ser obtida pelo aumento das trocas de calor proporcionado por alguma modificação no projeto que minimize a resistência de contato. A avaliação mostra que a perda de eficiência pode ser de até 10%, para um coeficiente de perda de calor pelo topo por convecção de 10 W/m2k.
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Referências
Badran, A. A., Mustafa, M. F., Dawood, W. K., Ghazzawi, Z. K., 2008. On the measurement of bond conductance in solar collector absorber plate. Energy Conversion and Management, Vol. 49, pp. 3305–3310.
El-Sebaii, A.A., Al-Snani, H., 2010. Effect of selective coating on thermal performance of flat plate solar air heaters. Energy, Vol. 35, pp. 1820–1828.
Dovíc, D., Andrassy, M., 2012. Numerically assisted analysis of flat and corrugated plate solar collectors thermal performances. Solar Energy, Vol. 86, pp. 2416–2431.
Duffie, A. J., Beckman, W. A., 2013. Solar Engineering of Thermal Processes 4 Ed., Wiley.
Garg, H. P., Rani., U., 1981. Calorimetric Determinations of Bond Conductances in Pipe and Fin Type Flat-plate Solar Collectors. Apphed Energy, Vol. 9, pp. 77–82.
Huang, L., Huang, Y., Liang, J., Wan, X., Chen, Y., 2011. Graphene-Based Conducting Inks for Direct Inkjet Printing of Flexible Conductive Patterns and Their Applications in Electric Circuits and Chemical Sensors. Nano Res, Vol. 4 pp. 675–684.
Jones, G. F., Lior, N., 1994 .Flow Distribution In Manifolded Solar Collectors With Egligible Buoyancy Effects. Solar Energy, Vol. 52, No. 3, Pp. 289-300.
Kang, M., Kang, Y., Lim, S., Chun W., 2006. Numerical analysis on the thermal performance of a roof-integrated flat-plate solar collector assembly. International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 33, pp. 976–984.
Katumba, G., Olumekor, L., Forbes, A., Makiwa, G., Mwakikunga, B., Lu, J., Wäckelgard, E., 2008. Optical, thermal and structural characteristics of carbon nanoparticles embedded in ZnO and NiO as selective solar absorbers. Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol.92, pp. 1285– 1292.
Kelleher, M.D., Shah, R.K., Sreenivasan, K.R., Joshi, Y., 1993 .Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics Volume 1, 1993. Proceedings of the Third World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. Elsevier, Vol. 2, pp. 1660-1665.
Menezes, R. C. M., 2008. Analise numérica e experimental do escoamento interno em um coletor solar plano. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, dissertação de mestrado, 2008.
Tavman, I., Aydogdu, Y., Kök, M., Turgut, A., Ezan, A., 2011. Measurement of heat capacity and thermal conductivity of HDPE/expanded graphite nanocomposites by differential scanning calorimetry. Archives of Material Science and Engineering, Vol. 50, pp. 56-60.
Villar, N. M., López, J.M. C., Munõz, F. D., García, E. R., Andrés, A. C., 2009. Numerical 3-D heat flux simulations on flat plate solar collectors. Solar Energy, Vol. 83, pp. 1086–1092.
Vitorino, N. Abrantes, J. C.C. Frade, J. R., 2013 .Cellular PCM/graphite composites withim proved thermal and electrical response. Materials Letters, Vol. 92, pp. 100–103.
Xia, L., Zhang, P., 2011. Thermal property measurement and heat transfer analysis of acetamide and acetamide/expanded graphite composite phase change material for solar heat storage. Solar Energy Materials & Solar Cells, Vol. 95, pp. 2246–2254.
Xiang, J. Drzal, L. T., 2010. Thermal Conductivity of a Monolayer of Exfoliated Graphite Nanoplatelets Prepared by Liquid-Liquid Interfacial Self-Assembly .Journal of Nanomaterials,Volume, Vol. 2010, nº. 63.
Zhang, Lei., Zhu, J., Zhou, W., Wang, J., Wang, Y., 2012. Thermal and electrical conductivity enhancement of graphite nanoplatelets on form-stable polyethylene glycol/polymethylmethacrylate composite phase change materials. Energy, Vol. 39, 294–302.
Zhong, Y. Guo, Q., Li, L., Wang, X., Song, J., Xiao, K., Huang, F., 2012. Heat transfer improvement of Wood’s alloy using compressed expanded natural graphite for thermal energy storage, Solar Energy Materials & Solar Cells Vol. 100, pp. 263–267.
