MATHEMATICAL MODEL USING FOR ANALYSIS OF THE HEAT OPERATION OF CONCRETE SOLAR COLLECTOR
Concrete solar collectors have long been used as low-temperature water heaters, for example for water heating in swimming pools. Their main advantages are cheapness, simplicity of realization and high operational qualities. One of the modern directions of concrete solar collector development is thei...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/277 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-277 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
concrete solar collector storage tank mathematical model building integration. бетонний сонячний колектор бак-акумулятор математична модель вбудований колектор. |
| spellingShingle |
concrete solar collector storage tank mathematical model building integration. бетонний сонячний колектор бак-акумулятор математична модель вбудований колектор. Reshetnyak, І. Sukhyy, М. MATHEMATICAL MODEL USING FOR ANALYSIS OF THE HEAT OPERATION OF CONCRETE SOLAR COLLECTOR |
| topic_facet |
concrete solar collector storage tank mathematical model building integration. бетонний сонячний колектор бак-акумулятор математична модель вбудований колектор. |
| format |
Article |
| author |
Reshetnyak, І. Sukhyy, М. |
| author_facet |
Reshetnyak, І. Sukhyy, М. |
| author_sort |
Reshetnyak, І. |
| title |
MATHEMATICAL MODEL USING FOR ANALYSIS OF THE HEAT OPERATION OF CONCRETE SOLAR COLLECTOR |
| title_short |
MATHEMATICAL MODEL USING FOR ANALYSIS OF THE HEAT OPERATION OF CONCRETE SOLAR COLLECTOR |
| title_full |
MATHEMATICAL MODEL USING FOR ANALYSIS OF THE HEAT OPERATION OF CONCRETE SOLAR COLLECTOR |
| title_fullStr |
MATHEMATICAL MODEL USING FOR ANALYSIS OF THE HEAT OPERATION OF CONCRETE SOLAR COLLECTOR |
| title_full_unstemmed |
MATHEMATICAL MODEL USING FOR ANALYSIS OF THE HEAT OPERATION OF CONCRETE SOLAR COLLECTOR |
| title_sort |
mathematical model using for analysis of the heat operation of concrete solar collector |
| title_alt |
ЗАСТОСУВАННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ДЛЯ АНАЛІЗУ ТЕПЛОВОЇ РОБОТИ БЕТОННОГО СОНЯЧНОГО КОЛЕКТОРА |
| description |
Concrete solar collectors have long been used as low-temperature water heaters, for example for water heating in swimming pools. Their main advantages are cheapness, simplicity of realization and high operational qualities. One of the modern directions of concrete solar collector development is their integration into facades of buildings and constructions. They can be integrated to historical buildings without compromising the building’s appearance. The advantage of such systems is their aesthetics and structural strength, as they do not contain a brittle glass coating. At the same time, non-glazed absorbers, especially in the cold season and at night, can have significant heat loss due to convective heat exchange with the ambient air, as well as by long-wave radiation into the atmosphere. A mathematical model was used to analyze the influence of various factors upon the heat operation of a solar system with concrete collector. It calculates the changes of direct and diffused solar radiation on the collector surface during the day, taking into account the surface location and orientation, and time of year and day. The model solves the problem of non-stationary heat conductivity in a concrete absorber with a built-in pipes system with circulating liquid and storage tank. The daily water consumption mode is taken into account by changing the water flow rate to the circulation pump. The model was used to analyze the concrete collectors operating under Ukrainian conditions. The comparative calculations of heat operation of glazed and unglazed concrete collector were performed. It is shown that the efficiency of the solar system is significantly affected by the storage tank volume and the mode of water withdrawal, when concrete collector operating under closed-circuit conditions. This is due to the fact that after a sunny day much of the accumulated heat can be lost to the environment. Була вивчена можливість кращого використання накопиченого тепла, накопиченого поглиначем бетону після закінчення сонячного дня, за рахунок збільшення обсягу накопичувального резервуару та різних режимів розвантаження резервуарів. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/277 |
| work_keys_str_mv |
AT reshetnyakí mathematicalmodelusingforanalysisoftheheatoperationofconcretesolarcollector AT sukhyym mathematicalmodelusingforanalysisoftheheatoperationofconcretesolarcollector AT reshetnyakí zastosuvannâmatematičnoímodelídlâanalízuteplovoírobotibetonnogosonâčnogokolektora AT sukhyym zastosuvannâmatematičnoímodelídlâanalízuteplovoírobotibetonnogosonâčnogokolektora |
| first_indexed |
2024-06-01T14:34:03Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:34:03Z |
| _version_ |
1800669697994129408 |
| spelling |
veorgua-article-2772020-12-28T09:03:37Z MATHEMATICAL MODEL USING FOR ANALYSIS OF THE HEAT OPERATION OF CONCRETE SOLAR COLLECTOR ЗАСТОСУВАННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ДЛЯ АНАЛІЗУ ТЕПЛОВОЇ РОБОТИ БЕТОННОГО СОНЯЧНОГО КОЛЕКТОРА Reshetnyak, І. Sukhyy, М. concrete solar collector, storage tank, mathematical model, building integration. бетонний сонячний колектор, бак-акумулятор, математична модель, вбудований колектор. Concrete solar collectors have long been used as low-temperature water heaters, for example for water heating in swimming pools. Their main advantages are cheapness, simplicity of realization and high operational qualities. One of the modern directions of concrete solar collector development is their integration into facades of buildings and constructions. They can be integrated to historical buildings without compromising the building’s appearance. The advantage of such systems is their aesthetics and structural strength, as they do not contain a brittle glass coating. At the same time, non-glazed absorbers, especially in the cold season and at night, can have significant heat loss due to convective heat exchange with the ambient air, as well as by long-wave radiation into the atmosphere. A mathematical model was used to analyze the influence of various factors upon the heat operation of a solar system with concrete collector. It calculates the changes of direct and diffused solar radiation on the collector surface during the day, taking into account the surface location and orientation, and time of year and day. The model solves the problem of non-stationary heat conductivity in a concrete absorber with a built-in pipes system with circulating liquid and storage tank. The daily water consumption mode is taken into account by changing the water flow rate to the circulation pump. The model was used to analyze the concrete collectors operating under Ukrainian conditions. The comparative calculations of heat operation of glazed and unglazed concrete collector were performed. It is shown that the efficiency of the solar system is significantly affected by the storage tank volume and the mode of water withdrawal, when concrete collector operating under closed-circuit conditions. This is due to the fact that after a sunny day much of the accumulated heat can be lost to the environment. Була вивчена можливість кращого використання накопиченого тепла, накопиченого поглиначем бетону після закінчення сонячного дня, за рахунок збільшення обсягу накопичувального резервуару та різних режимів розвантаження резервуарів. Бетонні сонячні колектори давно застосовуються в якості низькотемпературних водопідігрівачів, наприклад для підігріву води в басейнах. Їхніми основними перевагами є дешевизна, простота виконання та високі експлуатаційні якості. Одним з сучасних напрямків застосування бетонних сонячних колекторів є їх інтегрування в фасади та дахи будівель та споруд. Їх можна встановлювати на будівлях, що мають історичну цінність, не порушуючи їх зовнішній вигляд. Перевагою таких систем є естетичність та міцність, через те що вони не містять крихкого скляного покриття. В той же час абсорбери без скління, особливо в холодний сезон та нічний час, можуть мати значні втрати тепла за рахунок конвективного теплообміну з навколишнім повітрям, а також через довгохвильове випромінювання в атмосферу. Для аналізу впливу різних факторів на теплову роботу сонячної системи з бетонним колектором використовували математичну модель. Вона розраховує зміни прямого і розсіяного сонячного випромінювання на поверхню колектора протягом дня з урахуванням місця розташування і орієнтації приймаючої поверхні, пори року і доби. В моделі вирішується задача нестаціонарної теплопровідності в бетонній плиті з вбудованою системою труб з циркулюючою рідиною та баком-акумулятором. Режим добового водоспоживання враховується шляхом зміни режиму роботи циркуляційного насоса. Модель застосовувалась для аналізу роботи бетонних колекторів для умов України. Виконані порівняльні розрахунки теплової роботи заскленого та незаскленого бетонного колектора. Показано, що в умовах роботи бетонного колектора із замкнутим контуром на ефективність сонячної системи істотно впливає об’єм теплового бака-акумулятора і режим відбору води, так як після закінчення сонячного дня значна частина тепла, накопиченого бетонним абсорбером, може бути втрачена в навколишнє середовище. Була розглянута можливість покращення корисного використання тепла, що накопичується бетонним абсорбером, після закінчення сонячного дня за рахунок збільшення об’єму бака-акумулятора і різних режимів його розгрузки. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2020-12-27 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/277 10.36296/1819-8058.2020.4(63).42-49 Возобновляемая энергетика; № 4(63) (2020): Научно-прикладной журнал Возобновляемая энергетика; 42-49 Відновлювана енергетика; № 4(63) (2020): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 42-49 Vidnovluvana energetika ; No. 4(63) (2020): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 42-49 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2020.4(63) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/277/199 Copyright (c) 2020 Vidnovluvana energetika |