کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6766192 512449 2016 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Optimal flow control of a forced circulation solar water heating system with energy storage units and connecting pipes
ترجمه فارسی عنوان
کنترل جریان مطلوب یک سیستم گرمایش آب خورشیدی اجباری با واحد ذخیره انرژی و لوله های اتصال
کلمات کلیدی
گردآورنده خورشیدی صفحه تخت، بهینه سازی جریان حداکثر استخراج انرژی، تلفات حرارتی سیستم، راحتی حرارتی،
ترجمه چکیده
این مقاله بر روی بهینه سازی جریان جریان پمپ برای سیستم های گرمایش آب خورشیدی مجاز با لوله ها تمرکز دارد. این سیستم شامل: مجموعه ای از صفحات خورشیدی ستاره ای، دو مخزن ذخیره سازی برای مایع گردش و آب، یک مبدل حرارتی، دو پمپ و لوله های اتصال است. مخازن ذخیره سازی در حالت کاملا مخلوط برای جلوگیری از طبقه بندی حرارتی عمل می کنند. لوله ها به عنوان اجزاء جداگانه در سیستم در نظر گرفته شده اند تا بتوانند به اثرات حرارتی آنها توجه کنند. هدف این است که تعیین جریان جریان مطلوب در حلقه های اولیه و ثانویه به منظور به حداکثر رساندن انتقال انرژی به مخزن ذخیره سازی مایع گردش خون، در حالی که رسیدن به درجه حرارت کاربر در مخزن ذخیره سازی آب برای افزایش راحتی حرارتی. یک مدل با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک توسعه یافته است. این مدل برای به حداکثر رساندن تفاوت بین انرژی استخراج شده از گردآورنده خورشیدی و مجموع انرژی انرژی استخراج شده توسط مبدل حرارتی و انرژی های متناظر مورد استفاده توسط پمپ ها در حلقه های اولیه و ثانویه استفاده می شود. تابع هدف حداکثر استفاده از انرژی کلی سیستم را به حداقل می رساند و مجموع انرژی استخراج شده توسط مبدل حرارتی و انرژی پمپ های مربوط به حلقه ثانویه برای حفظ انرژی ذخیره شده و برآورده کردن نیاز کاربر به دماهای آب مخزن. یک نمونه موردی برای نشان دادن اثرات مدل نشان داده شده است. در مقایسه با سایر تکنیک های کنترل جریان، به ویژه مناسب ترین استراتژی کنترل انرژی کارآمد، نتایج این مطالعه نشان می دهد افزایش 7.82٪ در انرژی استخراج شده است. نتایج همچنین نشان می دهد که خسارت های حرارتی بین 5.54٪ و 7.34٪ برای استراتژی های مختلف کنترل به علت تلفات لوله ها نشان می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی های تجدید پذیر، توسعه پایدار و محیط زیست
پیش نمایش مقاله
کنترل جریان مطلوب یک سیستم گرمایش آب خورشیدی اجباری با واحد ذخیره انرژی و لوله های اتصال
چکیده انگلیسی
This paper focuses on pump flow rate optimization for forced circulation solar water heating systems with pipes. The system consists of: an array of flat plate solar collectors, two storage tanks for the circulation fluid and water, a heat exchanger, two pumps, and connecting pipes. The storage tanks operate in the fully mixed regime to avoid thermal stratification. The pipes are considered as separated components in the system so as to account for their thermal effects. The objective is to determine optimal flow rates in the primary and secondary loops in order to maximize energy transfer to the circulation fluid storage tank, while reaching user defined temperatures in the water storage tank to increase thermal comfort. A model is developed using mainly the first and second laws of thermodynamics. The model is used to maximize the difference between the energy extracted from the solar collector and the combined sum of the energy extracted by the heat exchanger and corresponding energies used by the pumps in the primary and secondary loops. The objective function maximizes the overall system energy gain whilst minimizing the sum of the energy extracted by the heat exchanger and corresponding pump energy in the secondary loop to conserve stored energy and meet the user requirement of water tank temperatures. A case study is shown to illustrate the effects of the model. When compared to other flow control techniques, in particular the most suitable energy efficient control strategy, the results of this study show a 7.82% increase in the amount of energy extracted. The results also show system thermal losses ranging between 5.54% and 7.34% for the different control strategies due to connecting pipe losses.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Renewable Energy - Volume 89, April 2016, Pages 108-124
نویسندگان
, , ,