دانلود مقاله درباره آبگرمكن خورشيدي با word

توضیحات پروژه

  مقاله درباره آبگرمكن خورشيدي با word دارای 32 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله درباره آبگرمكن خورشيدي با word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه و مقالات آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله درباره آبگرمكن خورشيدي با word،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد

بخشی از متن مقاله درباره آبگرمكن خورشيدي با word :

مقدمه:

سیستم های حرارتی خورشیدی نقش مهمی در انرژی خورشیدی دارد، استفاده از دستگاه های خورشیدی سابقه طولانی دارد، گفته شده است ارشمیدس تقریباً در سال 214 قبل از میلاد از آینه مقعر برای داغ كردن آب استفاده كرده است. سیستم های حرارتی امروزی نیز كم هزینه ترین كاربرد انرژی خورشیدی را دارد.

حرارت خورشید استفاده از حرارت انرژی خورشید را توجیح می كند. بنابراین تعداد متفاوتی از دستگاه های فنی وجود دارد كه اضافه بر گرم كردن فضا، داغ كردن آب یا فرآیندهای صنعتی سیستم های انرژی خورشیدی را می توان برای سرمایش یا تولید برق با كارخانه های تولید برق خورشیدی مورد استفاده قرار داد. قسمت های عملیاتی اصلی عبارتند از:

• گرم كردن استخر شنای خورشیدی
• آبگرمكن های خانگی خورشیدی
• حرارت كم خورشید برای گرم كردن فضای داخل ساختمان ها
• پردازش حرارتی خورشیدی
• تولید برق خورشیدی

چون این حیطه های عملیاتی خیلی دور از دسترس هستند، این بخش فقط جنبه های مهم آبگرمكن های خانگی خورشیدی و استخرهای خورشیدی را با سیستم های دارای صفحات خورشیدی بسته و باز مورد بحث قرار می دهیم. بخش های زیر به كاربرد بعضی كمیت های ترمودینامیك در توضیح اصول نیاز دارد. جدول 1-3 مهمترین پارامترها، علائم آنها و واحدهایشان را نشان می دهد.

جدول 1-3: كمیت های ترمودینامیك را برای محاسبات حرارتی نشان می دهد.انرژی به شكل حرارت Q با جریان گرماQ^o مرتبط می باشد.

1-3                                        

هر تغییر درجه حرارت نیز باعث تغییر حرارت می شود تغییر در حرارت را می توان با ظرفیت خاص c و جرم m ماده تحت تأثیر قرار گرفته محاسبه كرد.

2-3                                                  

ممكن است بعضی ابهامات رخ دهد كه به استفاده از معیارهای متفاوت دما مرتبط باشد، مقیاس فارنهایت معمولاً برای كار عملی استفاده نمی شود. ولی همزیستی درجه حرارت در مقیاس سلسیوس و درجه حرارت مطلقT به كلوین مسئله سازی می باشد. تبدیل سلسیوس به كلوین از فرمول زیر استفاده می شود.

3-3                               

فرمول تبدیل فارنهایت به سلسیوس و كلوین را می توان در ضمیمه دید. مقدار عددی تفاوت درجه حرارت به درجه سلسیوس مانند تفاوت دما در كلوین (k) می باشد. برای تعادل صحیح واحدها تفاوت دما در فرمول بالا برای تغییر حرارت باید به كلوین باشد. همین مورد به معادلاتی مربوط می شود كه در بخش بعد ارائه خواهند شد. ولی چون مقیاس سلسیوس نسبت به كلوین رایج تر است، مقیاس سلسیوس برای اكثر تفاوت های درجه حرارتی ومعادلات این بخش مورد استفاده قرار داده می شود. جریان حرارتQ^o كه باعث تغییر حرارت با ظرفیت حرارتی ثابتc می شود به صورت زیر است:

4-3                               

برای ظرفیت حرارت مواد متفاوت به جدول 2-3 مراجعه شود.

شكل 1-3 ساخت لایه های n با حیطه سطحی را نشان می دهد. از یك طرف درجه حرارت و از طرف دیگر  وجود دارد. گردیان دما، جریان دما از طریق لایه ها با فرمول زیر را به دست می آورد.

5-3                                         

این جریان دما Q^oباعث می شود دما در سمت دارای درجه حرارت كمتر افزایش یابد و در سمت دیگر كاهش داشته باشد تا اینكه هر دو طرف از همان دما برخوردار شوند. اگر میزان دما یك طرف بیشتر از طرف دیگر باشد تغییردرجه حرارت در سمتی كه از دمای بالاتری برخوردار است را می توان نادیده گرفت. برای مثال میزان دمای محیط اطراف یك ساختمان خیلی بالاتر از داخل ساختمان است. جریان گرما از طریق دیوارهای ساختمان درجه حرارت هوای خارج را تغییر نمی دهد و این مصداق دارد خواه درجه حرارت محیط نسبت به درجه حرارت ساختمان كمتر باشد یا بیشتر باشد.

جدول 2-3: ظرفیت گرمایی (c) برای بعضی مواد در را نشان می دهد.

نام

شكل 1-3 انتقال حرارت از طریق لایه هایn با همان حیطه سطحی A

شكل

ضریب همبستگی انتقال حرارت به صورت فرمول زیر است:

6-3                               

كه می توان با ضریب همبستگی سطح انتقال حرارت a₂,a₁ هر دو طرف، رسانایی حرارتی و ضخامت لایه S_I، تمام لایه های n محاسبه كرد. جدول 3-3 رسانایی حرارتی مواد متعدد را نشان می دهد.

سیستم های حرارتی خورشیدی برای آبگرمكن

گرمكن خورشیدی استخر شنا

این بخش ابتدا گرمكن استخر شنا را مورد بحث قرار می دهد، به این دلیل نیست كه استخرهای شنای آب گرم مزایای اكولوژیكی ندارد- آنها همیشه نیاز زیادی در ارتباط با آب پاكیزه و انرژی دارد. ولی تقاضا برای دمای پایین برای گرم كردن استخر باعث می‌شود كه از سیستم های انرژی خورشیدی ساده و اقتصادی استفاده شود كه در این بخش كاربرد گسترده ای دارد.

جدول 3-3: رسانایی گرمایی مواد متفاوت را نشان می دهد.

استخرهای شنا در مناطق آب و هوای معتدل معمولاً به سیستم های حرارتی نیاز دارند، در غیر این صورت آانها فقط به مدت چند هفته در سال كاربرد خواهند داشت. برای مثال حدود 500 هزار استخر شنا در آلمان ساخته شده است. چون درجه حرارت متوسط هوا حتی در تاستان زیر 20 درجه سانتی گراد است. پتانسیل عظیمی برای آبگرمكن خورشیدی استخر وجود دارد در موارد زیادی سیستم های گرمایش خورشیدی استخر شنا قبلاً با سیستم های گرمایشی معمولی رقابت داشته است.

نیاز گرمایی برای استخرهای شنای سرباز تا حد زیادی به پرتوهای خورشید متكی می‌باشد. در زمستان وقتی كه نور خورشید كم است استخرهای شنای سرباز معمولاً قابل استفاده نمی باشند، در خلال فصل تابستان و دوره های انتقالی حرارت خورشید گزینه خوبی می باشد. امروزه مقادیر خیلی زیادی از سوخت های فسیلی برای گرم كردن استخر سرباز تلف می شود. گرچه گرمایش خورشیدی استخر همان گونه كه در شكل 2-3 نشان داده شده است را می توان برای اكثر سیستم های حرارت دهی بر پایه سوخت فسیلی جایگزین كرد.

دمای آب در مناطق آب و هوای اروپای مركزی در خلال فصل تابستان بین 16 سانتی گراد و 19 درجه سانتی گراد می باشد. افزایش دما تا چند درجه به طور نرمال ممكن است قابل تحمل باشد. برای اینگونه نیاز درجه حرارتی پایین از جذب كننده های حرارتی ساده می توان استفاده كرد. این جذب كننده ها پرتوهای خورشیدی را به حرارت لازم برای استخر شنا تبدیل می سازد. پمپ آب استخر را از طریق جذب كننده حررات هدایت می كند. جذب كننده حرارت آب را داغ می كند و به استخر برمی‌گرداند. تانكر ذخیره آب داغ مانند نمونه ای كه در آبگرمكن های خورشیدی خانگی مورد استفاده قرار داده می شود لازم نیست. خود استخر به عنوان منبع ذخیره حرارت می باشد.

اگر در تابستان از رنگ تیره روی قسمتی كه در معرض پرتو خورشید قرار می گیرد استفاده شود آب داخل آن قسمت تقریباً در مدت كوتاهی داغ می شود. جذب كننده حرارتی استخر شنا خیلی چیز پیچیده ای نیست. آن را می توان از لوله های سیاه ساخت كه به طور دائمی روی سطح بزرگی از سقف نصب می شود.

ماده جذب كننده حرارتی معمولاً پلاستیك است ولی این ماده باید در مقابل تخریب شدن كه توسط نور ماوراء بنفش خورشید و آب كلردار استخر ایجاد می شود مقاوم باشد. بعضی مواد مناسب شامل پلی اتیلن (PE)، پلی پروپلین (PP) و مونومر اتیلن پروپلین دین (EPDM) می باشند. EPDM طول عمر بیشتر دارد اما هزینه اش گرانتر می‌باشد، PVC نباید به خاطر دلایل اكولوژیكی مورد استفاده قرار داده شود، چون می‌تواند دكوگسین های بسیار سمی از خود منتشر سازد اگر كه سوزانده شوند.

پمپ سیستم فقط باید راه اندازی شود اگر جذب كننده بتواند افزایش درجه حرارت آب استخر را فراهم سازد. اگر پمپ تحت شرایط هوای ابری شدید یا در خلال شب راه اندازی شود.

آب استخر در جذب كننده سرد می شود كه اكنون به عنوان یك رادیاتور عمل می كند. یك كنترل كننده ساده دو مرحله ای پسماند مغناطیسی می توان از این فرایند جلوگیری نماید. اگر سنسورها تفاوت درجه حرارت بین استخر و جذب كننده بالاتر از سطح آستانه ای خاص تشخیص دهند، پمپ روشن می شود.

یك سیستم گرمایش كمكی معمولی را می توان همراه با دستگاه تلفیق ساخت تا مطمئن شویم كه درجه حرارت دلخواه استخر همیشه به دست می آید. اگر استخر فقط از انرژی خورشیدی استفاده می كند، درجه حرارت آب با آب و هوا تغییر خواهد داشت. در خلال دوره های آب و هوایی بد، دمای آب كمی پایینتر است، ولی غالباً قابل قبول است چون استخر تحت این شرایط خیلی مورد استفاده قرار داده نمی شود.

نیاز حرارتی خاص استخرهای شنای سرباز در شرایط آب و هوایی معتدل بین 150 كیلووات در ساعت و 450 كیلووات در ساعت برای هر متر مربع از سطح استخر می‌باشد. یك سیستم گرمایش خورشیدی كه درست طراحی شده می تواند درجه حرارت پایه^ه23 سانتی گراد را برقرار سازد. بنابراین سیستم گرمایش فسیلی لازم نمی‌باشد. برای استخر با مساحت m² 200 متر مربع، سیستم گرمایش خورشیدی می‌تواند از مصرف 75000 لیتر نفت تولید 000/150 كیلوگرم CO₂ (با بویلر دارای كارآیی 80% درصد) در هر فصل جلوگیری نماید. پوشیدن استخر در خلال شب می‌تواند اتلاف حرارت را كاهش دهد و انرژی اضافی را ذخیره سازد.

به عنوان یك قاعده سرانگشتی، اندازه سطح جذب كننده خورشیدی باید 80-50 درصد سطح استخر باشد. ولی این به طور قابل توجه به شرایط آب و هوا بستگی دار. تجارب به دست آمده از دستگاه های قبلاً نصب شده یا شبیه سازی های كامپیوتری می تواند معیارهای دقیق تری را برای طراح سیستم فراهم آورند. هزینه های جذب كننده به صورتm₂/100 در متر مربع می باشد. معمولاً هزینه های سیستم گرمایش خورشیدی كمتر از سیستم های استفاده كننده از سوخت فسیلی می باشد. فقط اگر استخر شنا سرباز در تمام طول سال فعال باشد یا اگر دمای استخر باید نسبتاً بالا باشد یك سیستم گرمایش فسیلی هزینه ها را در مقایسه با تنها راه حل انرژی خورشیدی كاهش می دهد.

برق برای روشن كردن پمپ سیستم گرمایشی خورشیدی استخر شنا لازم است (به بخش6، قسمت هزینه های سیستم گرمایش خورشیدی در ارتباط با آبگرمكن های خانگی خورشیدی، صفحه 240 مراجعه شود).

ولی سیستم دارای سلول های خورشیدی كوچك می تواند این برق را تولید نماید. سپس كنترل درجه حرارت را می توان در بعضی موارد حذف كرد چون ژنراتور تولید برق با سلول های خورشیدی فقط وقتی پمپ را روشن می سازد كه خورشید در حال تابیدن باشد. بخش 4 سیستم استفاده كننده از سلول های خورشیدی را با جزئیات توضیح می دهد.

سیستم های آبگرمكن های خورشیدی خانگی

گرم كردن آب خانگی نسبت به گرم ساختن آب استخر از درجه حررات بالاتری برخوردار است. جذب كننده های ساده استفاده شده برای گرمایش استخر شنا كه در اكثر مكان ها وجود دارند برای سیستم های آبگرمكن خورشسیدی خانگی مناسب نیستند، چون جذب كننده به خاطر convection، باران و برف حرارت را از دست می‌دهند، همینطور پرتودهی خورشید می تواند بسیار نامطلوب باشد. سیستم آبگرمكن خانگی به طور خاص از كلكتورهایی استفاده می كند كه دارای اتلاف خیلی پایین تر در درجه حرارت های بالاتر آب می باشند. آنها یا به صورت مسحط، سطح مسطح تو خالی یا كلكتورهای لوله ای تو خالی می باشند و با سیستم های ذخیره سازی كلكتور تلفیق می شوند.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید