Please use this identifier to cite or link to this item: http://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/11747
Title: Σχεδιασμός ηλιακού συστήματος θέρμανσης νερού βασισμένο σε σωλήνες θερμότητας
Authors: Θεοφάνους, Ελισάβετ 
Keywords: Ηλιακό σύστημα θέρμανσης νερού;Σωλήνας θερμότητας;Σημείο πήξης;Μετάδοση θερμότητας
metadata.dc.contributor.advisor: Καλογήρου, Σωτήρης
Issue Date: 2011
Publisher: Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών, Σχολή Μηχανικής και Τεχνολογίας, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου
Abstract: Το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζουν τα ηλιακά συστήματα θέρμανσης νερού, είναι το πάγωμα κατά τις κρύες χειμωνιάτικες νύκτες το οποίο έχει ως συνέπεια την πήξη του νερού μέσα στους σωλήνες των ηλιακών συλλεκτών και κατά συνέπεια το σπάσιμο τους. Στην εργασία αυτή, το πρόβλημα της ψύξης των σωλήνων θα αντιμετωπισθεί χρησιμοποιώντας ένα πρότυπο ηλιακό συλλέκτη τύπου σωλήνα θερμότητας το κύριο χαρακτηριστικό του οποίου είναι ότι λόγω του ότι χρησιμοποιείται υγρό με πολύ χαμηλό σημείου πήξης δεν υφίσταται πλέον η πιθανότητα ψύξης, ενώ ταυτόχρονα αποτελούν και πιο αποτελεσματικά συστήματα μετάδοσης θερμότητας. Στα πλαίσια της παρούσας πτυχιακής εργασίας σχεδιάστηκε κατάλληλα ένα σύστημα ηλιακού συλλέκτη τύπου σωλήνα θερμότητας. Στη συνέχεια μετά από έρευνα της σχετικής βιβλιογραφίας και θεωρητική μελέτη επιλέχθηκαν δύο κατάλληλα υγρά μετάδοσης θερμότητας η προπανόνη (ακετόνη) και η μεθανόλη. Ακολούθως έγινε πειραματικός προσδιορισμός των χαρακτηριστικών του ηλιακού συλλέκτη σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας με την μέτρηση και καταγραφή των απαραίτητων παραμέτρων όπως οι θερμοκρασίες εισόδου, εξόδου του νερού, η θερμοκρασία περιβάλλοντος, η ογκομετρική παροχή του νερού και η προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ένας πρότυπος ηλιακός συλλέκτης τύπου σωλήνα θερμότητας σε συνδυασμό με ένα κύλινδρο νερού χωρητικότητας 501t και όλα τα παρελκόμενα όπως σωληνώσεις, όργανα μέτρησης, διακόπτες, κυκλοφορητή κτλ. Η κρίσιμη παράμετρος στην λειτουργία του συστήματος ήταν η ποσότητα του υγρού μετάδοσης της θερμότητας που υπήρχε στους σωλήνες η οποία μετά από αναδρομή σχετικής βιβλιογραφίας και σύμφωνα με τις διαστάσεις του προς εξέταση ηλιακού συλλέκτη αποφασίστηκε ότι θα είναι 1000ml δηλαδή το 30% του συνολικού όγκου του συστήματος μετάδοσης της θερμότητας. Κατά την πειραματική διαδικασία πραγματοποιήθηκαν δύο σειρές πειραμάτων κάθε μία από τις οποίες αφορούσε ένα υγρό και είχε διάρκεια τριών ημερών. Μετά από επεξεργασία των αποτελεσμάτων προέκυψαν οι καμπύλες απόδοσης του ηλιακού συλλέκτη για κάθε υγρό οι οποίες παρουσίασαν την ίδια τάση και μορφή όπως η καμπύλη απόδοσης ενός τυπικού ηλιακού συλλέκτη νερού. Πιο αναλυτικά στην περίπτωση της μεθανόλης η καμπύλη απόδοσης είναι ελαφρώς καλύτερη από αυτή του τυπικού συλλέκτη ενώ αυτή της ακετόνης έχει ελαφρώς χαμηλότερη απόδοση από αυτή του τυπικού συλλέκτη.
Description: The main disadvantage of solar thermal systems used for heating domestic hot water is the fact that they freeze during periods of low temperature and consequently their pipes can break. In this thesis this barrier is going to be overcome by designing and experimentally characterizing a prototype solar collector based on heat pipes. The main characteristic of this kind of systems is that due to the fact that they do not use water as heat transfer medium but use proper chemical substances with very low freezing points they achieve to eliminate the problem of freezing and breaking of the pipes. The first stage was a theoretical study and a literature review where two heat transfer mediums where chosen; acetone and methanol. Consequently, the experimental characterisation of the solar collector took place in outdoor conditions by properly recording several variables like inlet and outlet water temperatures, ambient temperature, volumetric flow of water and incident solar radiation. During the experimental procedure a prototype solar collector was used together with a 50lt water storage tank and all necessary equipment such as data acquisition devices, tubing, circulator, ball valves etc. One of the main parameters to be examined was the heat transfer medium volume to be inserted to the system which after an extended literature review and a series of theoretical calculations was decided to be 1000ml which is the 30% of the total volume of the heat transfer circuit. During the experimental procedure two series of experiments where carried out, one for each medium, lasting three days in order to have repeatable results. The results of this work where plotted graphically to form the characteristic curve of the solar collectors' efficiency and where compared to the curve of a typical water solar collector plotted by the responsible service of the Ministry of Industry, Tourism and Commerce. The two curves drawn had the same trend of efficiency like the typical one; with acetone having a little lower efficiency and methanol having higher efficiency than the typical. From the results of this work it can be concluded that this type of solar collectors seem to be a very promising technology when used with the heat transfer mediums examined.
URI: http://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/11747
Rights: Απαγορεύεται η δημοσίευση ή αναπαραγωγή, ηλεκτρονική ή άλλη χωρίς τη γραπτή συγκατάθεση του δημιουργού και κάτοχου των πνευματικών δικαιωμάτων.
Type: Bachelors Thesis
Appears in Collections:Πτυχιακές Εργασίες/ Bachelor's Degree Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat
Abstract.pdf7.42 kBAdobe PDFView/Open
Περίληψη.pdf37.12 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record

Page view(s)

37
Last Week
1
Last month
6
checked on Mar 24, 2019

Download(s) 20

2
checked on Mar 24, 2019

Google ScholarTM

Check


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.