view in publisher's site

Experimental and numerical study of a solar collector using phase change material as heat storage

Highlights•The PCM has a great influence on the production of hot water.•The heat storage-recovery mechanism acts as a thermal compensator.•The PCM allows the PTC to stabilizing energy output during the short time cloudy conditions.•The outlet water temperature using PCM in the concentric tube was highest.•The outlet water temperature using phase change material is about 15% higher than the simple tube.AbstractThe present work present numerical and experimental investigations to study the performance of a small-scale parabolic trough solar concentrator integrated with thermal energy storage system. A new design of receiver which uses the phase change material to store the thermal energy is built. A parabolic-trough solar concentrator was proposed and constructed using a concentric absorber tube with phase change material. The absorber is considered as a temporary thermal heat storage component. The heat storage-recovery mechanism will act as a thermal compensator that allows the parabolic trough solar concentrator to stabilizing energy output during the absence of intense radiation or for short time cloudy conditions. The PCM used a binary salt composed of a mixture of 60% NaNO3 and 40% KNO3, filling the annular space of the absorber tube. Solar energy is converted to heat, stored in the phase change material and is discharged to cold water, which is the final heat transfer fluid in the inner pipe of the receiver. The simultaneous testing of the receiver with and without phase change material is investigated. A commercial computational fluid dynamics model of the whole system is presented and numerical results are compared to experimental results, which were conducted with and without phase change material in the receiver tube. The maximum outlet water temperature achieved using phase change material in the receiver tube is about 16.80% and 14.86% higher than the simple tube for 21 July and 21 October respectively. The daily thermal efficiency of the parabolic trough solar concentrator increases by 6.56% and 8.32 respectively for a both days using a receiver with a phase change material concentric tube. The phase change material showed good heat retention of 2 h to 1 h 40 min for water inlet temperature 30°C and 40°C respectively.

مطالعه تجربی و عددی کلکتور با استفاده از مواد تغییر فاز به عنوان مخزن گرمایی

کاره‌ای مهم: The تاثیر زیادی بر تولید آب‌گرم دارد. مکانیزم بازیابی - بازیابی گرما به عنوان یک جبران‌کننده حرارتی عمل می‌کند. * به شورای اولیا اجازه می‌دهد تا در طول شرایط کوتاه زمانی کوتاه، تولید انرژی را تثبیت کند. دمای آب خروجی با استفاده از PCM در لوله المرکز پیشرفته است. دمای آب خروجی با استفاده از مواد تغییر فاز حدود ۱۵ درصد بیشتر از تحقیقات ساده و تجربی است. طراحی جدیدی از گیرنده که از مواد تغییر فاز برای ذخیره انرژی حرارتی استفاده می‌کند. یک متراکم کننده نور سهموی خورشیدی پیشنهادی و با استفاده از یک لوله جاذب متحد با مواد تغییر فاز ساخته و ساخته شد. جاذب به عنوان یک مولفه ذخیره‌سازی حرارتی موقتی در نظر گرفته می‌شود. مکانیزم بازیابی - بازیابی گرما به عنوان یک جبران‌کننده حرارتی عمل می‌کند که به متراکم کننده نور سهموی خورشیدی اجازه می‌دهد تا در طول عدم حضور تابش شدید یا برای شرایط کوتاه‌مدت در شرایط ابری، خروجی انرژی را تثبیت کند. The از یک نمک باینری متشکل از ترکیبی از ۶۰ % NaNO۳ و ۴۰ % KNO۳ استفاده کردند و فضای حلقوی لوله جاذب را پر کردند. انرژی خورشیدی به گرما تبدیل می‌شود و در ماده تغییر فاز ذخیره می‌شود و به آب سرد تخلیه می‌شود که آخرین سیال انتقال حرارت در لوله داخلی دریافت‌کننده است. تست همزمان گیرنده با و بدون تغییر فاز، مورد بررسی قرار می‌گیرد. یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی برای کل سیستم ارائه شده‌است و نتایج عددی با نتایج تجربی مقایسه می‌شود که با و بدون تغییر فاز در لوله گیرنده انجام شد. حداکثر درجه‌حرارت آب خروجی با استفاده از مواد تغییر فاز در لوله گیرنده حدود ۱۶.۸۰ % و ۱۴.۸۶ % بیشتر از لوله ساده برای ۲۱ جولای و ۲۱ اکتبر است. بازده حرارتی روزانه متراکم کننده trough پارابولیک با ۶.۵۶ % و ۸.۳۲ برای هر دو روز با استفاده از یک گیرنده با یک لوله تغییر فاز یا لوله هم مرکز افزایش می‌یابد. مواد تغییر فاز حفظ حرارت خوب ۲ ساعت تا ۱ ساعت را برای دمای ورودی آب ۳۰ ° C و ۴۰ درجه سانتی گراد به ترتیب نشان دادند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.