SIMULATION OF THE THERMAL INCREMENT BY THE FLAT-PLATE SOLAR COLLECTORS IN THE STRATIFIED THERMAL STORAGE TANKS
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2007.1419Keywords:
Flat-plate solar collector, stratified thermal storage tanks, simulationAbstract
his paper presents a simulation for the flat-plate solar collectors and the stratified thermal storage tanks. A numerical approach was developed and compared with analytical solution. The collector model is based on the switching from steady state of the one node transient equation, correcting it with the thermal response and heat transport time.
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I CBENS - I Congresso Brasileiro de Energia Solar ABENS - Associação Brasileira de Energia Solar Fortaleza, 8 a 11 de abril de 2007 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS Esse artigo descreve um modelo numérico para o aporte térmico de coletores solares planos em um tanque cilíndrico estratificado. A validação do modelo foi feita pela comparação direta com as respostas analíticas, via coeficiente de correlação. Um estudo de caso foi proposto, demonstrando a operação de uma central de ar condicionado solar por adsorção em um dia típico. Os resultados da simulação mostraram que: 1)nos casos estudados, a solução adotada se aproxima da resposta dinâmica; 2)para atingir a temperatura desejada, necessita-se de coletores planos de alta eficiência como, por exemplo, o uso de coberturas com materiais isolantes transparentes (TIM) do tipo estrutura capilar; 3)o coeficiente de correlação, na maioria dos casos, permaneceu próximo da unidade; 4)por fim, a resposta do modelo frente a uma situação climática real demonstrou a viabilidade técnica do emprego dos coletores planos de alta eficiência e do tanque estratificado na central de ar condicionado. Os bons resultados da simulação qualificam o modelo para, por exemplo, servir como base do desenvolvimento do controle do fluxo de água de regeneração da central de ar condicionado, sendo essa uma das mais importantes etapas do ciclo adsortivo. Agradecimentos Os autores agradecem ao CNPq pelo financiamento do projeto No. 504229/2004-4 e à CAPES pela bolsa de doutorado concedida ao primeiro autor. REFERÊNCIAS Cabelli, A., 1977. Storage tanks - a numerical experiment, Solar Energy, vol. 19, pp. 45–54. Dhariwal, S. R. e Mirdha, U. S., 2004. Analytical expressions for the response of flat-plate collector to various transient conditions, Energy Conversion and Management, vol. 46, pp. 1809-1836. Duffie, J. A. e Beckman, W. A., 1980. Solar Engineering of Thermal Processes, J. Wiley & Sons. Franke, R., 1997. Object-Oriented modeling of solar heating systems, Solar Energy, vol. 60, pp. 171-180. Gnielinski, V., 2002. Wärmeübertragung bei der Strömung durch Rohre, in: VDI-Wärmeatlas: Berechnungsblätter für den Wärmeübergang, Springer-Verlag. Gorla, R.S.R., 1997. Finite element analysis of a flat plate solar collector, Finite Elements in Analysis and Design, vol. 24, pp. 283-290. Hilmer, F., Vajen, K., Ratka, A., Ackermann, H., Fuhs, W., Nelsheimer, O., 1999. Numerical solution and validation of a dynamic model of solar collectors working with varying fluid flow rate, Solar Energy, vol. 65, n. 5, pp. 305–21. Hussein, H.M.S., 2002. Transient investigation of a two phase closed thermosyphon flat-plate solar water heater, Energy Conversion Management, vol. 43, pp. 2479–92. Khoukhi, M. e Maruyama, S., 2005.
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