برگشتن به مکانیک

توضیحات

دانلود پایان نامه : مطالعه و بررسی استاندارد‌های تست کلکتور خورشیدی و مقایسه بین آنها

104ص

 

 

فهرست مطالب

 

چکیده: 1

مقدمه: 2

فصل اول. 3

کلیـــات.. 3

فصل اول – کلیات.. 4

1-مقدمه: 4

2-اهمیت کلکتور های خورشیدی:           4

کلکتور های صفحه تخت: 6

انتخاب جاذب: 7

کلکتورهای لوله خلا: 8

بازده کلکتور: 10

3-انتخاب کلکتور اقتصادی      10

بازار کلکتور های خورشیدی: 11

فصل دوم. 12

استاندارد بین المللی تست کلکتور خورشیدی.. 12

ISO 9806 – 1: 1994. 12

فصل دوم- استاندارد بین المللی تست کلکتور خورشیدی (ISO 9806-1:1994) 13

2نمادها و واحدها 16

3نصب و تعيين مكان كلكتور 16

3-2چهارچوب نصب كلكتور 16

4وسايل اندازه گيري.. 18

4-1- 2 اندازه گيري زاويه برخورد تابش خورشيدي مستقيم. 19

4-2اندازه گيري تابش حرارتي. 20

4-3اندازه گيري‌هاي دما 21

4-3-2 تعيين اختلاف دماي سيال انتقال حرارت (DT) 22

4-3-3اندازه گيري دماي هواي اطراف (ta) 22

4-4اندازه گيري دبي مايع در كلكتور 23

4-9سطح كلكتور 24

5آرايش آزمون. 25

5-2سيال انتقال حرارت.. 25

5-3لوله كشي و اتصالات.. 26

5-4پمپ و وسايل كنترل جريان. 27

5-5تنظيم دماي سيال انتقال حرارت.. 27

6آزمون بازده حالت پايدار در فضاي باز 28

6-5اندازه گيري‌ها 29

6-6دوره آزمون (در حالت پايدار) 30

6-7          ارائه نتايج. 31

7تعيين ظرفيت گرمايي مؤثر و ثابت زماني كلكتور 36

7-3روش آزمون براي ثابت زماني كلكتور 37

7-4محاسبه ثابت زماني كلكتور 38

8ضريب تصحيح زاويه برخورد كلكتور 39

8-4محاسبه ضريب تصحيح زاويه برخورد كلكتور  40

9تعيين افت فشار در كلكتور 40

فصل سوم. 43

استاندارد اتحادیه اروپا جهت تست کلکتور خورشیدی.. 43

EN 12975 – 2: 2001. 43

فصل سوم- استاندارد اتحادیه اروپا جهت تست کلکتور خورشیدی (EN 12975-2:2001) 44

1-تست‌های قابلیت اطمینان    44

تست کارایی حرارتی کلکتور‌های گرم کننده مایع: 47

طرح تست: 52

فصل چهارم. 68

استاندارد ایالات متحده آمریکا جهت تست کلکتور خورشیدی.. 68

ASHRAE 93: 1991. 68

فصل چهارم- استاندارد آمریکا جهت تست کلکتور خورشیدی (ASHRAE 93: 1991) 69

4-روش انجام تست:                                                      72

مراحل تست و محاسبات:                                            76

محاسبات ثابت زمانی کلکتور: 82

فصل پنجم. 84

مقایسه استاندارد‌های تست کلکتور خورشیدی.. 84

فصل پنجم – مقایسه استاندارد های تست کلکتور خورشیدی.. 85

1- مقایسه سه استاندارد 9806-1  ISO، EN 12975-2 و  ASHRAE 93: 85

2- مقایسه دو استاندارد ISO 9806-1 و EN 12975-2: 88

مراجع: 94


چکیده:

استفاده از استاندارد‌ها و رعایت حداقل کیفیت مورد انتظار در محصولات و خدمات مختلف امروزه در سراسر جهان رایج است، به طوریکه بسیاری از صنایع بدون رعایت استاندارد‌ها مجاز به تولید یا ارائه خدمات نیستند. از انرژی خورشید می‌توان به طرق مختلف، مثل تولید برق، گرمایش و سرمایش، تولید آب شیرین، تامین آب گرم و … استفاده نمود. در صنعت انرژی خورشیدی نیز همچون سایر صنایع، استاندارد‌های مختلفی تدوین شده است. در بخش گرمایش آب مصرفی برخی از استاندارد‌ها مربوط به تست و استفاده از سیستم‌ها و روش‌هاست و برخی دیگر از استاندارد‌ها به چگونگی تست کلکتور‌های خورشیدی که جزء اصلی و نقطه آغازین تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی گرمایی است، پرداخته اند. در این گزارش به مطالعه و بررسی سه استاندارد ISO، DIN و ASHRAE که به ترتیب مربوط به استاندارد جهانی، اتحادیه اروپا و ایالات متحده آمریکا هستند پرداخته شده است و در پایان پارامتر‌های مختلف آن در قالب چند جدول مقایسه شده اند. لازم به ذکر است که به دلیل گستردگی و حجم زیاد استاندارد‌ها، در این گزارش تنها کلکتور‌های صفحه تخت مورد بررسی قرار گرفته اند.

 

 

 

مقدمه:

در جهان امروز، روند مصرف انرژی به سرعت در حال افزایش است و با توجه به محدودیت منابع فسیلی ضرورت استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر و پاک بر همگان روشن است. یکی از انواع انرژی‌های نو، انرژی خورشیدی است. کشور ايران در بين مدارهاي 25 تا 40 درجه عرض شمالي قرار گرفته است و در منطقه‌اي واقع شده كه به لحاظ دريافت انرژي خورشيدي در بين نقاط جهان در بالاترين رده‌ها قرار دارد. ميزان تابش خورشيدي در ايران بين 1800 تا 2200 كيلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمين زده شده است كه البته بالاتر از ميزان متوسط جهاني است. در ايران به طور متوسط ساليانه بيش از 280 روزآفتابي گزارش شده است كه بسيار قابل توجه است. از این انرژی می‌توان به طرق مختلف، مثل تولید برق، گرمایش و سرمایش، تولید آب شیرین، تامین آب گرم و … استفاده نمود.

امروزه لزوم رعایت استاندارد‌ها جهت دستیابی به بهترین کیفیت و اطمینان از دوام کالا یا خدمات بر همگان روشن است و صنعت انرژی خورشیدی نیز از این امر مستثنی نیست. به همین منظور کشور‌های مختلف استانداردهایی را برای تست ابزار و لوازم مورد استفاده در انرژی خورشیدی تدوین نموده اند که در این گزارش مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند و در پایان بین آنها مقایسه صورت گرفته است.

.

.

 

کلکتورهای لوله خلا:

اتلاف گرمایی همرفت ناشی از حرکت هوا در داخل کلکتور را می توان به صورت قابل ملاحظه ای با ثابت نگاه داشتن و ماندگاری خلا به وجود آمده میان صفحه شفاف رو به آفتاب و جاذب کلکتور خورشید کاهش داد. از سوی دیگر خلا ایجاد شده موجب می گردد تا فشار های هوای محیط (فشار اتمسفر) وارد بر صفحه شفاف جلول کلکتور آن را به سمت عقب (سمت عقب) براند. لذا برای حل این مشکل لازم است تا نگاهدارنده های کوچکی در حد فاصل قسمت تحتانی و فوقانی کلکتور و در داخل آن قرار گیرد تا شکل کلکتور حفظ شود. این که در کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت بتوان حالت خلا درون کلکتور را به مدت زمان طولانی حفظ نمود امری دشوار است، زیرا همیشه هوای اطراف کلکتور از میان محل اتصال صفحه شفاف رو به آفتاب و دیواره های کلکتور برای جریان یافتن به داخل کلکتور راهی پیدا می کند.  لذا می بایست به صورت دوره ای نسبت به ایجاد خلا مجدد در داخل محفظه کلکتور خورشیدی صفحه تخت اقدام شود. این عیب عمده که در کنار هزینه بالای تعمیر و نگهداری، بازده کلی کلکتور و سامانه خورشیدی را کاهش می دهد را می توان با استفاده از کلکتور های لوله خلا شده رفع نمود. خلا بسیار بالا ( تقریبا کامل) داخل لوله شیشه ای خلا شده در بسته مورد استفاده در کلکتور های لوله خلا در مقایسه با محفظه خلا شده در کلکتور های صفحه تخت به مدت بسیار طولانی تری شرایط خلا خود را حفظ می کنند. این لوله ها به سبب شکلشان در مقابل فشار هوای خارج از خود مقاومت بالاتری بروز داده و نتیجه اینکه به قطعات پشتیبان در داخل خود نیاز ندارند.

شکل شکل 1-5- کلکتور لوله ای تحت خلا

 

یک کلکتور لوله خلا شامل یک لوله شیشه ای سر بسته است که در داخل آن صفحه فلزی جاذب به همراه یک لوله گرمایی که در داخل آن سیال حساس به درجه حرارت همچون متانول قرار دارد. پرتو خورشید موجب گرم شدن و تبخیر سیال عامل داخل لوله گرمایی می شود. سیال تبخیر شده به سمت بالا صعود کرده و به سمت چگالنده و نهایتا مبدل گرمایی جانمایی شده در قسمت انتهایی لوله خلا حرکت می کند.

در آنجا بخار داخل لوله گرمایی چگالیده شده و محتوی گرمای خود را به سیال ثانویه ناقل انرژی گرمایی خورشیدی منتقل می کند. و ضدیخ می باشد. سیال چگالیده شده به سمت پایی لوله گرمایی جریان می یابد که در آن جا مجددا بوسیله پرتو خورشید گرم و نهایتا تبخیر می شود.

شکل 1-6- نمونه ای از یک کلکتور لوله خلا به همراه لوله حرارتی

 

برای کار بهینه لازم است تا لوله های خلا با حداقل زاویه ممکن نصب شوند تا حرکت بخار از پایین به بالا و سیال عامل چگالیده شده از بالا به پایین به پایستگی صورت پذیرد. به عنوان یک برآورد سر انگشتی می توان زاویه نصب را برابر با عرض جغرافیایی محل نصب در نظر گرفت. در شکل 1-6 سطح مقطع سراسری و برش خورده لوله گرمایی و اصول کارکرد آن نشان داده شده است. با استفاده از کلکتور های لوله خلا به مراتب انرژی بیشتری را می توان مورد استحصال قرار داد که این وضعیت در ماه های سرد و کم آفتاب سال بیشتر نمود پیدا می کند. ضمن اینکه در مقایسه با کلکتور های صفحه تخت استاندارد به مراتب مساحت کمتری به خود اختصاص می دهند. از سوی دیگر هزینه خرید کلکتور های لوله خلا در مقایسه با سامانه های صفحه تخت دارای هزینه اولیه بالاتری می باشند. هم چنین این کلکتورها را نمی توان به طور مستقیم بر روی پشت بام های شیب دار نصب نمود.

بازده کلکتور:

برای مقایسه انواع کلکتور های ساخته شده موجود در بازار، پژوهشکده های تست تجهیزات معمولا برای اندازه گیری و برآورد عملکرد کلکتور، منحنی های بازده برآوردی و تقریبی را ملاک قرار می دهند.  این منحنی ها برای پرتوها و تابش های مختلف (E) و اختلاف درجه حرارت های مختلف بین کلکتور ها Tc و درجه حرارت هوای محیط Ta داده می شوند.مرسومترین رابطه تجربی که برای بازده کلکتور ηc بیان می شود به شرح زیر است:

 

که در آن سه مولفه ، a1 و a2 به وسیله اندازه گیری های تجربی برآورد و تعیین می شوند.  تحت عنوان بازده اپتیکی شناخته می شود. شکل شماره 1-7 بیانگر بازده یک کلکتور صفحه تخت می باشد. همانطور که مشاهده می شود تلفات گرمایی با افزایش اختلاف درجه حرارت مابین کلکتور و هوای پیرامون افزایش می یابد. در شدت های پایین پرتو های خورشید، بازده کلکتور با نرخ های بالایی کاهش می یابد. همانطور که از شکل شماره 3 پیداست زمانیکه اختلاف درجه حرارت کلکتور و هوای پیرامون به 80 درجه سانتیگراد می رسد، بازده کلکتور صفر خواهد شد.

شکل 1-7- بازده یک کلکتور در شدت تشعشع ها و اختلاف دما های مختلف

  • انتخاب کلکتور اقتصادی

در میان انواع کلکتورها، اقتصادی ترین روش جمع آوری انرژی خورشید، استفاده از کلکتورهای تخت می باشد. کلکتورهای تخت با طرح های مختلف و برای گرم کردن سیالاتی همچون آب، هوا، محلول آب- نمک، محلول آب و گلیکول و سایر مایعات و گازها به کار برده می شوند و مهمترین عامل در طرح و ساخت آن ها، به جمع آوری هر چه بیشتر انرژی خورشیدی، با کمترین هزینه ممکن می باشد.

انواع دیگر کلکتور که در بازار موجود است، هر یک معایبی دارند که نمی توانند همچون کلکتورهای تخت در سیستم تأسیساتی گرمایش ساختمان مورد استفاده قرار گیرند. برای مثال کلکتورهای آب چکه که مکانیزمی به صورت حرکت آرام آب روی سطح گرم صفحات جاذب دارند به دلیل آن که نمی توانند به فشار لوله کشی آب شهر متصل باشند، معمولا توصیه نمی شوند. همچنین کلکتورهای هوایی تخت علیرغم نگهداری آسان و مزیت یخ نزدن هوا در مناطق سردسیر، به دلیل مشکل بودن گرم کردن آب مصرفی به وسیله هوای گرم شده، لزوم ساخت و نصب کانال با سطح مقطع مناسب در داخل ساختمان ها که معمولا فضای زیادی اشغال می کنند و احتیاج به هوا رسان[1] با قدرت الکتریکی لازم برای انتقال هوای گرم کلکتور به محل ذخیره معمولا مورد استفاده قرار نمی گیرند. کلکتورهای لوله ای غیر متمرکز نیز که برای جلوگیری از تلفات حرارتی بیشتر بین دو لوله شیشه ای بیرونی و جاذب درونی خلاء وجود دارد نیز علیرغم قابلیت و کارایی زیاد، به دلیل گران قیمت بودن توصیه نمی شوند.

آنچه که ذکر آن ضروری به نظر می رسد آن است که خیلی به ندرت پیش می آید که طراح با هدف صرفه جویی در هزینه ها سعی کند که تمام گرمایش و هم چنین تهیه آب گرم مصرفی ساختمان را فقط با استفاده از انرژی خورشیدی و ذخیره کردن آن انجام دهد، بلکه استفاده از انرژی خورشیدی فقط به منظور صرفه جویی در درصدی از هزینه ها (حدود 50 تا 60 درصد) امکان پذیر بوده و در بیشتر کشورها ارزانترین و ساده ترین روش تهیه انرژی کمکی، کویل های الکتریکی می باشند. در ایران نیز به دلیل هزینه ناچیز گاز طبیعی، ترجیحا گرمایش داخلی بیشتر ساختمان به این وسیله انجام می گیرد.

 

بازار کلکتور های خورشیدی:

کشور چین، بزرگترین مصرف کننده و تولید کننده انواع مختلف  آبگرمکن های خورشیدی در سراسر جهان است که عمده کلکتور مصرفی و صادراتی این کشور از نوع لوله خلا می باشد. در پایان سال 2003 میلادی، کل مساحت کلکتور های نصب شده در سراسر جان به حدود 40 میلیوت مترمربع بوده و میزان فروش سال 2002 به 8  میلیون متر مربع رسیده است. تا به امروز بالغ بر صد سازنده معتبر سامانه های گرمایش خورشیدی (کاربرد غیر نیروگاهی) استاندارد در سراسر جهان شناخته شده اند که حجم درآمد سالانه آن ها به یک میلیارد یورو می رسد.

از سوی دیگر تا پایان سال 2001 میلادی در حدود یک میلیون متر مربع کلکتور خورشیدی در آمریکا نصب و مورد استفاده قرار می گرفته است که بخش عمده آن از نوع جاذب غیر شیشه ای برای تولید آبگرم مصرفی استخر های شنای تفریحی بوده است.

در اروپا در سال 2003 بالغ بر 1.1 میلیون مترمربع کلکتور خورشیدی نصب شده است که بخش عمده آن از توع صفحه تخت می باشد. تقریبا نیمی از کلکتور های نصب شده قاره اروپا در آلمان قرار دارند. در سال 2003 بازار کلکتور های خورشیدی آلمان تسبت به سال قبل 40% کاهش داشته است که در سال 2003 مجددا توانست به روتق سال های 2002 و قبل از آن باز گردد.

اتحادیه اروپا امید دارد در پایان سال 2003 مساحت کل کلکتور های خورشیدی نصب شده در این قاره به 100 ملیون متر مربع برسد که این امر تقش مهمی در استقلال تامین انرژی قاره سبز و کاهش گرم شدن جهانی به همراه خواهد داشت.

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه پرداخت مستقیم که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشید.

1 دیدگاه برای دانلود پایان نامه : مطالعه و بررسی استاندارد‌های تست کلکتور خورشیدی و مقایسه بین آنها

  1. نمره 1 از 5

    سلام. پرداخت انجام شد و مبلغ از حساب کسر گردید ولی لینکی برای دانلود داده نشد. مشخصات پرداخت: شماره سند:6908114629 – ش. پیگیری درگاه: 506408 -کد پذیرنده 10551053 – مبلغ : 52,000 ریال – بانک سپه – ایمیل: alireza_shantia@yahoo,com

    • لینک دانلود برای شما فرستاده شد

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *