Analysis of a solar air heater with a perforated absober plate parallel at the bottom

Boyutları 18,5 cm en, 9,5 cm yükseklik ve 2,5 m uzunluk olan eğik, dikdörtgen kesitli cam bir kanal güneş enerjisi toplayıcısı olarak kullanıldı. Siyaha boyalı, delikli bir bakır levha, kanalın dibinden 1,5 cm yukarda tabana paralel yerleştirildi. Bakır levhanın delikleri çevresindeki hava akımları doğal dolanım güçlerinin de etkisi ile serbestçe deliklerden geçmekte idi. Bu çalışmada sıra ile levhanın üzerinde ve altındaki etkin ısı aktarım katsayıları h2 ( 33,5 $pm$ 5 W/(m2 K)) ve h3 (14,5$pm$ 2,5 W/(m2 K)) bulunmuştur. Bu da levhadan iç hava akımlarına ısı aktarım katsayılarının önemli olduğunu göstermektedir. Yatışkm halde teorik tümısı aktarım katsayısı Ult ( 9,7± 2,8 W/(m2 K)) oldukça yüksek çıkmıştır. Teorik (Ult) ve deneysel (Ule) tüm ısı aktarım katsayıları birbiriyle tutarlıdır. Bu sonuçlar levhanın her iki yüzünün de etkili olması nedeniyle h2 ve h3 'ün yüksek çıktığını gösterirken yüksek ısı kayıpları Ule rüzgar nedeniyle de yüksek çıkmıştır. Toplayıcının üst camına gelen güneş enerjisine göre hesaplanan verim $eta$c % 42 ± 5 arasında değişirken aynı tablolardaki (Tablo 9-10-11) teorik verim $eta$t ile de tutarlıdır. Çalışılan sistemde toplayıcının ısı taşıma çarpanı FR 0,70 ± 0,07 arasında çıkmıştır.

Tabana paralel delikli abzorber levhalı bir güneş enerjisi hava ısıtıcısının analizi

An inclined glass channel, rectangular in cross section was used as a solar energy collector with the dimensions of 18.5 cm width, 9.5 cm height, 2.5 m length. A perforated, black painted copper absorber plate was situated parallel of the channel with 1.5 cm clearance from the bottom. The air currents flowing under and över the absorber plate were also free to cross the plate through the holes with the forces due to natural heating effects. In this study the effective heat transfer coeffıcients over and under the plate were determined as h2 ( 33,5 $pm$ 5 W/(m2K) ) and h3 (14,5± 2,5 W/(m2K)) respectively. This means that the heat transfer coeffıcients from the absorber plate to the inner air current were reasonable. The overall theoretical heat loss coeffıcients ( ULt ) were also very high being in the range of (9,7± 2.8 W/(m2K)) at the steady - state conditions. The theoretical ( ULt ) and the experimental ( ULe ) obtained were in good agreement. These values showed that, due to double side effects of the absorber plate and the turbulence created, high heat transfer coeffıcients ( h2 , h3 ) were reached . High heat loss coeffıcients (ULe )were due to wind effect also. The effıciency ( $eta$c ) of the collector with respect to solar energy on the top glass, changed in a range of 42± 5 % which were in good agreement with those theoretical $eta$t' s in the same tables. The determined heat removal factor of the collector FR ranged in 0.70+ 0,07 in this design.

___

1.Tamimi, A., Mass flow rate prediction of a thermosiphon solar air heater, The Canadian Journal of Chem.Eng., 68, 773-776. 1990.
2.Selçuk, M.K., Solar air heaters and their applications, Solar Energy Eng., Academic Press, New York, 155-182. 1977.
3.Klein, S.A., Calculation of flat-plate collector loss coefficients, Solar Energy, 17,79-80. 1975.
4.Das, S.K., Chakraverty, A., Performance of a solar collector with different glazing materials and their degradation under the condition prevailing in a solar collector, Energy Convers. Mgmt., 31, (3), 233-242, 1991,
5.Parker, B.F., Lindley,M.R., Colliver, D.G. & Murphy, W.E., Thermal performance of three solar air heaters, Solar Energy, 51, (6), 467-479. 1993.
6.Raju, J.N., Comparative study of air heating solar collectors, Int.Journal of Energy Research, 15,469-471. 1991.
7.Yeh, H.M., Theory of baffled solar air heaters, Energy, 17, (7),697-702. 1992.
8.Soulayman, S.S., Theoretical and experimental study of a two channel air heater with perforated first absorber, Renewable Energy, 1, (3/4), 331-334. 1991.
9.Giorgi, G.D., Fumagalli, S., Rizzi, G., Sharma,V.K., Design, development and experimental performance of solar collector storage system for space heating applications, Energy Convers. Mgmt., 31, (1), 75-93. 1991.
10.Arın, G., Isı aktarımı. Gazi Üniversitesi Müh.Mim.Fak.Yayını, Ankara, 189-218. 1987.
11.Kreith, F., Black, W.Z., Basic heat transfer. Harper & Row Publishers, New York, 422-428. 1980.
12.Çakaloz, T., Slightly concentrating solar collectors, Solar Energy Utilization Fundamentals & Applications., June 23 - July 4, 302-314. 1986.
13.Chakraverty,A., Das, S.K., Performance of an integrated array of solar collector modules for different air flow rates and flow organizations, Energy Convers. Mgmt, 30, (1), 29-39,1990.
14.Kenet, F., Laminer akımlarda doğal dolanım etkisinin incelenmesi: Y.Lisans tezi, G.Ü.M.M.F., Maltepe, Ankara, 42-48. 1994.
15.Kelebek,T., Havalı Güneş Enerjisi Toplayıcısı, Gazi.Ü.F.B.E. Yük.L. Tezi,Maltepe/Ankara.1-141.1996.