ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS US-ING FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE
Effective heat transfer is paramount for increasing the productivity of solar collectors, ensuring optimal utilization of solar energy. This article explores various methods of enhancing heat transfer in solar collectors to improve their overall efficiency. Five different approaches are considered:...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/460 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: | |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103773848371200 |
|---|---|
| author | Golovko , V. Volodarskyi , V. |
| author_facet | Golovko , V. Volodarskyi , V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. Golovko ",
"institution": "National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine; Institute of Renewable Energy NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine"
},
{
"author": "V. Volodarskyi ",
"institution": "National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Golovko , V. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:20Z |
| description | Effective heat transfer is paramount for increasing the productivity of solar collectors, ensuring optimal utilization of solar energy. This article explores various methods of enhancing heat transfer in solar collectors to improve their overall efficiency. Five different approaches are considered: converting absorbing panels into heating elements, integrating nanofluids to enhance thermal conductivity, incorporating twisted tape elements to induce turbulence, injecting air bubbles, and modifying the structures of vacuum tubes to optimize heat transfer pathways. Each method is evaluated based on its enhancement of thermal conductivity, implementation complexity, cost considerations, compatibility, and potential performance improvement. Understanding the advantages and limitations of these methods, researchers and practitioners can make informed decisions regarding enhancing heat transfer efficiency in solar collectors, thereby promoting the use of solar energy for sustainable energy production. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2024.2(77).92-103 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:39:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
92
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
УДК 621.311 https://doi.org/10.36296/1819-8058.2024.2(77)92-103
АНАЛІЗ МЕТОДІВ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ТЕПЛООБМІНУ В СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРАХ З ВІЛЬНИМ
РЕЖИМОМ ЦИРКУЛЯЦІЇ ТЕПЛОНОСІЯ
Отримано 14 бер. 2024 р.; рекомендовано до публікації 21 чер. 2024 р.
Доступно онлайн 01 лип. 2024 р.
Головко В. М.1, Володарський В. Г.2
Автор для кореспонденції: Головко Володимир,
e-mail: golovkovm@ukr.net
Анотація. Ефективна теплопередача має першочергове зна-
чення для підвищення продуктивності сонячних колекторів,
забезпечуючи раціональне використання сонячної енергії. У
цій статті аналізуються різні методи інтенсифікації тепло-
передачі в сонячних колекторах для підвищення їх загальної ефективності. Розглядаються п’ять різних
підходів: перетворення абсорбуючих панелей у нагрівальні елементи, інтеграція нанофлюїдів для підви-
щення теплопровідності, включення скручених стрічкових елементів для індукування турбулентності,
впорскування повітряних бульбашок та модифікація структур вакуумних трубок для удосконалення
шляхів теплопередачі. Кожен метод оцінюється на основі його здатності підвищувати теплопровід-
ність, складності впровадження, міркувань вартості, сумісності та подальшого покращення продук-
тивності. Переваги та обмеження цих методів дозволяють на практиці приймати обґрунтовані рі-
шення щодо підвищення ефективності теплопередачі в сонячних колекторах і в такий спосіб сприяти
використанню сонячної енергії для сталого виробництва енергії.
Ключові слова: сонячна водонагрівальна установка, вільний режим теплообміну, інтенсифікація теп-
лообміну.
ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS USING
FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE
Received Mar. 14, 2024; accepted Jun. 21, 2024
Available online Jul. 01, 2024
Golovko V.1, Volodarskyi V.2
Author for correspondence: Golovko Volodymyr,
e-mail: golovkovm@ukr.net
Abstract. Effective heat transfer is paramount for increasing the
productivity of solar collectors, ensuring optimal utilization of solar
energy. This article explores various methods of enhancing heat
transfer in solar collectors to improve their overall efficiency. Five
different approaches are considered: converting absorbing panels into heating elements, integrating nanofluids
to enhance thermal conductivity, incorporating twisted tape elements to induce turbulence, injecting air bubbles,
and modifying the structures of vacuum tubes to optimize heat transfer pathways. Each method is evaluated
based on its enhancement of thermal conductivity, implementation complexity, cost considerations, compatibility,
and potential performance improvement. Understanding the advantages and limitations of these methods, re-
searchers and practitioners can make informed decisions regarding enhancing heat transfer efficiency in solar
collectors, thereby promoting the use of solar energy for sustainable energy production.
Keywords: solar water heating installation, free mode of heat exchange, intensification of heat exchange.
1 д-р техн. наук, професор.
https://orcid.org/0000-0003-0195-9654
2 аспірант.
https://orcid.org/0009-0002-6133-2298
1,2 НТУУ «Київський політехнічний інститут
ім. Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна
1 Інститут відновлюваної енергетики НАН
України, м. Київ, Україна
1 Dr. of Tech. Sciences, prof.
https://orcid.org/0000-0003-0195-9654
2 Postgraduate student.
https://orcid.org/0009-0002-6133-2298
1,2 National Technical University of Ukraine
«Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»,
Kyiv, Ukraine
1 Institute of Renewable Energy NAS of
Ukraine, Kyiv, Ukraine
93
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
Вступ. З плином часу і зростанням цін на паливо робота
над підвищенням ефективності сонячних колекторів
стала необхідною для вирішення енергетичних задач
традиційних джерел енергії [1]. В умовах глобальної
енергетичної кризи та зростаючої уваги до екологічних
аспектів виробництва енергії раціоналізація роботи со-
нячних колекторів є одним з ключових напрямів розви-
тку енергетичних технологій. Сучасний світ зіткнувся з
гострою потребою не лише пошуку відновлюваних дже-
рел енергії, але й значного підвищення ефективності їх
використання. У цьому контексті сонячна енергія як
одне з найбільш доступних та екологічно чистих джерел
виходить на передній план.
Останнім часом використання сонячної енергії в основ-
ному зосереджується на виробництві фотоелектричної
енергії, утилізації сонячної теплової енергії та комплекс-
ному їх використанні [2]. У цій роботі основна увага при-
ділятиметься дослідженню сонячного колектора, який є
особливим видом теплообмінника, що перетворює со-
нячне випромінювання на теплові хвилі, які проходять
через робоче середовище [3].
Порівняно з іншими формами пристроїв для утилізації
сонячної енергії сонячний колектор має високу ефекти-
вність, тривалий термін служби, низькі початкові інвес-
тиції, просту конструкцію, легку установку та обслугову-
вання. До того ж його можна широко використовувати
для зимового опалення, гарячого водопостачання й те-
хнологій сушіння в сільському господарстві з обнадійли-
вою перспективою розвитку та ринковим потенціалом.
Серед різноманітних типів сонячних колекторів на особ-
ливу увагу заслуговують ті, що працюють на основі віль-
ної циркуляції теплоносія. Основними перевагами їх ви-
користання є такі:
• Енергонезалежність та екологічність. Відсутність по-
треби у використанні електричної енергії для цирку-
ляції теплоносія робить ці системи ідеальними для
віддалених або автономних об’єктів. Вони не вики-
дають в атмосферу шкідливі речовини, сприяючи
збереженню довкілля.
• Простота установки та обслуговування. Спрощена
конструкція мінімізує потребу в регулярному техніч-
ному обслуговуванні, знижуючи загальні витрати на
використання системи.
• Довговічність. Завдяки меншій кількості рухомих ча-
стин, такі системи часто мають вищу надійність і три-
валіший термін експлуатації порівняно з колекто-
рами, що використовують примусову циркуляцію.
Однак ефективність таких систем безпосередньо зале-
жить від ефективності теплообміну між теплоносієм та
поверхнею абсорбера, який поглинає сонячне випромі-
нювання. Тут на перший план виходить проблема інтен-
сифікації теплообміну, що має критичне значення для
підвищення загальної продуктивності системи.
Збільшуючи швидкість, з якою теплота передається від
сонячних променів до робочої рідини всередині колек-
тора, можна значно покращити загальну продуктивність
системи. Останнім часом вивчення ефективних методів
інтенсифікації теплообміну привернуло значну увагу че-
рез підвищені вимоги промисловості до теплообмін-
ного обладнання, створення та експлуатація якого менш
дорогі. Економія матеріалів і використання енергії є си-
льною мотивацією для розробки вдосконалених мето-
дів інтенсифікації. Під час проєктування систем охоло-
дження в геліоенергетичній промисловості важливою
умовою є компактність і легкість теплообмінників. Крім
того, покращення теплообміну необхідне для багатьох
застосувань на електростанціях, у хімічній та нафтогазо-
вій промисловості. Це спонукало до розробки покраще-
них поверхонь теплообміну. Загалом покращені повер-
хні теплообміну можна використовувати для:
• зменшення загального об’єму теплообмінника й для
того, щоб зробити теплообмінники більш компакт-
ними та легкими;
• збільшення загального значення коефіцієнта тепло-
обміну та площі теплообміну;
• зменшення початкової вартості теплообмінника.
У процесі роботи розглянуто принципи, що лежать в ос-
нові режиму вільної циркуляції теплоносія, а також про-
ведено аналіз інноваційних методів і технологій, спря-
мованих на інтенсифікацію теплообміну в сонячних
колекторах.
Постановка завдання. Провести аналіз та порівняти ме-
тоди інтенсифікації теплообміну в сонячних колекторах
з вільним режимом циркуляції теплоносія.
Виклад основного матеріалу. Загалом принцип роботи
сонячного колектора полягає в захопленні сонячного
випромінювання та передачі його теплообмінній рі-
дині ‒ в такий спосіб відбувається його перетворення на
придатну для використання теплову або електричну
енергію. Однак детальніший механізм зазначеного про-
цесу залежить від конкретного типу сонячного колек-
тора та його призначення. У цьому аналізі будуть розг-
лянуті варіанти сонячних колекторів з вільним режимом
циркуляції теплоносної рідини.
Вільна (природна) циркуляція являє собою циркуляцію
рідини в трубопровідних системах або відкритих басей-
нах, що відбувається внаслідок зміни щільності, викли-
каної різницею температур. Вода рухається з малих труб
до резервуара шляхом природної конвекційної цирку-
ляції [4]. Для природної циркуляції не потрібні механічні
пристрої для підтримки потоку. Цей тип циркуляції за-
звичай має низьку вартість, але при ньому теплота пос-
тійно втрачається, особливо в холодні зимові дні, дні,
коли погода похмура, і вночі, тому що ізолятор не вико-
ристовується [5].
94
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
До основних типів сонячних колекторів належать: пло-
скі та вакуумні трубчасті колектори. Плоскі колектори
загалом складаються з металевого корпусу, поглиналь-
ної пластини темного кольору з проходами для цирку-
ляції рідини і прозорого покриття, яке забезпечує пере-
дачу сонячної енергії до пластини. Бокові та задня
сторони корпусу зазвичай ізольовані задля зменшення
втрати теплоти в навколишнє середовище.
З метою відведення теплоти від сонячного колектора
теплоносій циркулює трубками, щоб відібрати теплоту
від пластини абсорбера. Через зміну температури рі-
дини змінюються її властивості, як-от густина, в’язкість,
питома теплоємність і теплопровідність [6], внаслідок
чого виникає так званий термосифонний ефект. Рідина
збирається в ізольованому баку, щоб запобігти втратам
теплоти нагрітої рідини [7].
У вакуумних трубчастих колекторах використовується
скляна трубка для оточення абсорбера вакуумом і ефе-
ктивного протистояння атмосферному тиску. Вакуум,
який оточує абсорбер, значно зменшує втрати теплоти
конвекцією та теплопровідністю, завдяки чому досяга-
ється більша ефективність перетворення енергії. Тепло-
носна рідина може надходити в кожну трубку та вихо-
дити з неї або контактувати з теплопровідною трубкою,
що проходить усередині трубки. Теплові трубки викону-
ють функцію передачі теплоти рідині в теплообміннику,
розміщеному поперечно відносно труб. Колектор за-
звичай має ізоляцію зі скловати й покривається захис-
ним металом або пластиком. Високі температури, що
можуть виникати всередині вакуумованих трубок, мо-
жуть вимагати спеціальної конструкції для запобігання
перегріванню. Деякі вакуумні трубчасті колектори пра-
цюють як тепловий односторонній клапан завдяки теп-
ловим трубкам. Це дає змогу досягти притаманної їм
максимальної робочої температури, яка діє як функція
безпеки [8].
Перетворення сонячної енергії на теплоту характеризу-
ється ефектом теплоакумуляції, що супроводжується
низкою процесів тепло- і масообміну, основним і найва-
жливішим з яких є випромінювання [9]. Кількість соняч-
ної енергії, яку адсорбує поглинальна панель, пропор-
ційна тепловій потужності сонячної системи гарячого
водопостачання. Зниження тепловиділення відбува-
ється за рахунок дії зовнішніх факторів, що викликають
охолодження теплоносія. Серед варіантів покращення
теплообміну найефективнішими є посилення теплового
захисту елементів системи та збільшення площі радіа-
ційної поверхні сонячного колектора.
Рис. 1. Переріз сонячного колектора [10]
Fig. 1. Solar collector cross-section [10]
Рис. 2. Поздовжній розріз сонячного колектора [10]
Fig. 2. Solar collector longitudinal section [10]
95
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
У роботі [10] описана реалізація концепції інтенсифікації
поглинання теплової енергії під час роботи сонячних си-
стем гарячого водопостачання, яка здійснюється шля-
хом модернізації поглинальної панелі плоского соняч-
ного колектора шляхом перетворення її на нагрівальний
елемент. Цей пристрій складається з двох тонкостінних
мідних пластин, розташованих паралельно одна одній і
з’єднаних між собою замковим контуром бічних стінок і
стрижневих теплопровідних елементів. Зверху – проме-
неприймальна панель з утворенням сферичних сегмен-
тів; внизу розташована основа. Ця концепція наведена
на рис. 1 та 2.
Рішення про зміну форми абсорбера обумовлене ба-
жанням при збереженні габаритних розмірів корпусу
збільшити площу поглинальної поверхні, величина якої
є основною характеристикою геліотермічної установки.
У ході дослідження, проведеного в межах роботи [11] був
розроблений інноваційний підхід до підвищення ефекти-
вності теплообміну рідин, який ґрунтується на обміні ро-
бочої рідини з нанофлюїдами. У цій роботі була зроблена
спроба продемонструвати зміни в процесі теплообміну
при використанні оксиду нікелю (NiO), оксиду алюмінію
(Al2O3) і оксиду міді (CuO) як нанофлюїдів при об’ємних
концентраціях 0,05, 0,075 і 0,1 %. З цією метою було побу-
довано конічний сонячний колектор з використанням мі-
сцевих сталевих листів. Усередині конуса використову-
ється ізоляційна набивка з пінополіуретану. Сонячна
енергія фокусується на поглинальній поверхні за допомо-
гою тонкої світловідбивальної алюмінієвої фольги. Робочі
рідини, які використовуються в більшості сонячних сис-
тем, – це вода, гліколі та нанофлюїди. Найвищий рівень
ефективності, якого можна досягти в стоячих системах,
обмежується низькою теплопровідністю цих робочих рі-
дин. Отже, для підвищення ККД сонячних енергосистем
необхідно покращити характеристики теплообміну робо-
чих тіл. Було показано, що нанофлюїди є корисними як
робочі рідини, не в останню чергу завдяки своїм власти-
востям забезпечувати ефективніший теплообмін.
Загалом перевага нанофлюїдів при використанні їх як
теплоносія у сонячних колекторах пояснюється такими
аспектами:
• збільшенням густини й питомої теплоємності робо-
чого тіла, а отже, підвищення його коефіцієнта теп-
лопередачі;
• збільшенням теплообміну між рідиною та приймачем;
• зниженням температури абсорбера.
Проте хоча використання нанофлюїдів має низку пере-
ваг, існує декілька причин, через які повний перехід на
сонячні системи з нанофлюїдами як теплоносія може
становити деякі труднощі [12]:
• витрати на виробництво та підготовку нанофлюїдів є
високими;
• використання нанофлюїдів призводить до високих
експлуатаційних витрат через збільшення роботи на-
сосів;
• якщо система працює в умовах природної конвекції
та має надто високі температури, наночастинки агре-
гують і поводяться нестабільно;
• наночастинки можуть атакувати та роз’їдати мета-
леві частини системи та навіть блокувати шляхи по-
току. (Корозія залежить від матеріалу труби. Напри-
клад, навіть з водою або нанофлюїдами, руйнування
не відбувається при використанні труб з нержавіючої
сталі, але корозія рівномірно розподіляється по всій
трубі при використанні мідних труб);
• вважається, що наночастинки можуть мати згубні на-
слідки для навколишнього середовища та здоров’я
людини.
У процесі дослідження циліндричний абсорбер запов-
нювався нанорідиною, а вода циркулювала всередині
приймача за допомогою спіральної мідної трубки. Ма-
совий потік води залишався постійним, 8,33 × 10−3 кг/с,
а абсорбер ємністю 1,3 л був заповнений нанорідиною,
тоді як всю експериментальну установку зберігали на
відкритому місці для сонячного випромінювання. В ході
експерименту фотони зв’язувалися колектором і спря-
мовувалися до поглинача. Для реєстрації температури
використовувалися термопари.
Температура води та інших нанофлюїдів зростала про-
тягом дня, як показано на рис. 3. Температуру вимірю-
вали між 9:00 ранку та 6:00 вечора 10 вересня 2021 року
в Куфі, Ірак, на 32.05 широті і 44.37 довготи. Внаслідок
порівняння результатів використання трьох нанофлюї-
дів, NiO, Al2O3 і CuO (рис. 3), з різними концентраціями
(0,05, 0,075 і 0,1 %) можна зазначити, що ефект від цих
типів наночастинок є позитивним порівняно з кожною
концентрацією базової рідини (води). Експерименти
проводилися з водою та нанофлюїдами, що містять різ-
ний відсоток наночастинок NiO, Al2O3 та CuO, 0,05, 0,075
та 0,1 % за об’ємом. Підвищення температури вимірю-
вали протягом дня, і було зафіксовано різницю. Збіль-
шення концентрації подібних нанофлюїдів підвищує за-
гальну температуру дня, оскільки загальна
теплопровідність рідини збільшується. Графік показує,
що середня температура зростає зі збільшенням конце-
нтрації наночастинок.
Результати демонструють, що підвищення температури
й теплового підсилення досягається за допомогою на-
нофлюїдів і різної концентрації наночастинок. Отже, на-
нофлюїди мають кращі теплообмінні властивості, ніж
вода. Швидкість тепловіддачі безпосередньо залежить
від концентрації наночастинок для всіх об’ємних відсот-
ків. Теплообмін посилюється зі збільшенням концентра-
ції наночастинок.
96
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
Рис. 3. Порівняння температури для (а) NiO, (б) Al2O3 та (c) нанофлюїдів CuO у різних концентраціях [11]
Fig. 3. Comparison of temperature for (a) NiO, (b) Al2O3 and (c) CuO nanofluids at different concentrations [11]
Ще одним методом інтенсифікації теплообміну можна
вважати інтеграцію в структуру плоского колектора
трьох типів кручених стрічок (односкрученої стрічки
(single twisted tape – ST), подвійно скрученої стрічки
(double twisted tape – DT) і змішаної скрученої стрічки
(mixed twisted tape – SDT)), які порівнюються з простою
трубкою з коефіцієнтами кручення (TR = 2), як було ви-
конано в ході експерементального дослідження у ро-
боті [13].
Схема експериментальної установки складається з двох
листів скла товщиною 4 мм, які використовуються для
покриття сонячного колектора над пластиною з міді та
алюмінію (40 x 160 см), що має чорне покриття для мак-
симальної адсорбції енергії сонячного випромінення.
Чотири труби (діаметром 1,25 см і довжиною 160 см)
розміщені над пластиною, щоб служити для проходу те-
пловідвідної рідини. Застосовували три типи скручених
стрічок (ST, DT і SDT) для порівняння з простою трубкою,
яка використовувалася з коефіцієнтами кручення (TR =
2), як показано на рис. 4.
Система складається з двох колекторів, 40 х 160 х 15 см,
кожен з яких підключений до двох резервуарів для води
ємністю 20 л кожен. Задня та бокова сторони колектора
ізольовані скловатою товщиною 7,5 см, щоб мінімізу-
вати втрати теплоти. Дерев’яний корпус оточує вищезга-
дані компоненти і захищає їх від пилу, вологи та будь-
яких зовнішніх впливів. Експерементальна установка та-
кож доповнена резервуарами, витратоміром, сонячним
лічильником, клапаном, реєстратором даних, маномет-
ром і термопарою.
Рис. 4. Типи cкручених стрічок, що вставляються в трубу [13]
Fig. 4. Twisted tape types inserted in the pipe [13]
97
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
Як результат проведеного дослідження на рис. 5 наве-
дено залежності впливу типу скрученої стрічки на зна-
чення температури води на виході з колектора в порів-
нянні з простою трубкою, вставленою в трубку на
плоскому колекторі, виготовленому з алюмінію та міді,
який нахилений під кутом 45°, та орієнтацією колекторів
відносно південного напрямку. Результати показують,
що значення температури води на виході у скручених
стрічках подвійного типу вище, ніж у простих трубах.
Односкручена стрічка має меншу ефективність, ніж по-
двійна, а зі змішаним типом крученої стрічки результати
помірні. Також показано вплив типів металу на резуль-
тати – мідний колектор кращий за алюмінієвий, оскі-
льки мідь має вищу теплопровідність. Усі наведені ни-
жче результати отримано в стаціонарному режимі
(постійна температура води на вході протягом всього
часу спостереження). Показання температури води на
виході записували кожні 15 хв протягом однієї години.
Рис. 5. Порівняння температури води на виході колекторів з алюмінію та міді з установленою гладкою труб-
кою; скрученими стрічками ST, SDT і DT [13]
Fig. 5. Comparison of outlet water temperature among collectors of aluminum and copper with tube; ST, SDT and DT
twisted tapes [13]
Результати показують, що використання змішаної cкру-
ченої стрічки підвищує температуру на виході прибли-
зно на 10 % більше, ніж звичайна труба. Максимальна
температура води, отримана зі змішаною крученою
стрічкою, становила 67,7 і 61,4 °C для мідного та алюмі-
нієвого колектора відповідно.
Загалом, виходячи з результатів експериментального
дослідження, проведеного з використанням плоского
колектора в кліматичних умовах Іраку, можна зробити
такий висновок: використання закрученої стрічки підви-
щує температуру води на виході, при цьому подвійний
тип забезпечує вищу температуру води порівняно з ін-
шими типами.
Метою наступного дослідження [14] була модифікація
внутрішньої структури вакуумної труби колектора для
сприяння теплопередачі через алюмінієве ребро до мі-
дної теплової труби шляхом введення скруберів з нер-
жавіючої сталі у вакуумну трубу для збільшення площі
теплопровідної поверхні.
До складу експериментальної установки входили 20 ва-
куумованих трубок, що містили 10 мол.% етиленгліколю
у воді як теплообмінну рідину; пальмова олія викорис-
товувалася як нагрівальне середовище, що отримувало
теплову енергію від кінчиків вакуумованих трубок, роз-
міщених у колекторі, а потім передавалася для збері-
гання в резервуар.
Температура пальмової олії на вході та виході, темпера-
тура резервуару для зберігання та інтенсивність соняч-
ної енергії реєструвалися щогодини. Система була відк-
лючена між 16:00 та 0:00 ранку, а зміна температури
протягом цього періоду реєструвалася для оцінки втрат
теплоти з баку-акумулятора. Термопари типу k (похибка
±0,4 %) та вимірювач сонячної інтенсивності (TM-206,
похибка ±5 %, TENMARS ELECTRONICS, Тайвань) викори-
стовувалися для вимірювання температури та інтенсив-
ності сонячного випромінювання відповідно. Експери-
менти проводили протягом 6 послідовних днів з
однаковою інтенсивністю сонячного випромінювання
та температурою навколишнього середовища в листо-
паді 2020 року. Середня інтенсивність сонячних проме-
нів у ці дні становила приблизно 828,36–870,93 Вт/м2.
Експериментальний колектор та його схема наведені на
рис. 6.
98
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
Рис. 6. Установка сонячного вакуумно-трубного колектора в експерименті (a); схема вакуумно-трубного соня-
чного колектора (b) [14]
Fig. 6. A set of evacuated-tube solar collector system in the experiment (a); schematic of evacuated-tube solar collector
(b) [14]
Внутрішню структуру вакуумної трубки було модифіко-
вано для сприяння передачі теплоти до мідної теплової
трубки. Алюмінієве ребро помістили всередину вакуум-
ної трубки, як показано на рис. 7, а. Щоб модифікувати
цю трубку, скрубери з нержавіючої сталі були вставлені
в зазор між вакуумованою трубкою та мідною тепловою
трубкою для збільшення площі теплопровідної
поверхні. Частка порожнеч і маса скруберів із нержаві-
ючої сталі, розміщених у вакуумованих трубках, стано-
вили приблизно 2 % і 109,7 г відповідно. Набір для екс-
периментів складається з 2 стандартних трубок і 2
модифікованих трубок, як показано на рис. 7, b. Термо-
пари типу k (±0,4 % похибки) були прикріплені на кінцях
теплових трубок.
Рис. 7. Поперечний розріз стандартної та модифікованої труб (a); Експериментальна установка (b) [14]
Fig. 7. Cross-sectional view of the standard and modified tubes (a); e xperimental set up (b) [14]
Теплоносій є ключовим компонентом, що використову-
ється для роботи циклу вакуумного колектора. Одним із
простих способів підвищити продуктивність колектора є
збільшення швидкості передачі теплоти від внутрішньої
скляної стінки до рідини, що передає теплоту всередині
теплової труби. Досягнення вищої температури тепло-
носія приводить до збільшення швидкості збереження
його теплоти.
Експериментальні результати, що відповідають спосте-
реженню за температурою кінців стандартних і модифі-
кованих вакуумованих трубок протягом дня, проілюст-
ровано на рис. 8. Температура кінців стандартної та
модифікованої трубок різко зростає між 9:15 у та 10:15.
Між 11:24 та 12:19 температура обох трубок різко падає,
що узгоджується з тенденцією сонячної інтенсивності.
Потім температура починає підвищуватися, поки не
99
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
стане стабільною, з 12:44 до 16:06. Час нагрівання стан-
дартних і модифікованих трубок від температури навко-
лишнього середовища до стабільного рівня темпера-
тури становить приблизно 60 хв. Середня температура
модифікованої трубки (160,32 °C) була приблизно на
20 °C вищою, ніж стандартної трубки (138,71 °C). Ці тем-
ператури були використані для дослідження поведінки
фазової зміни теплоносія за умови, що:
• температура кінця теплової трубки приблизно екві-
валентна температурі теплоносія всередині теплоп-
ровідної трубки;
• перепад температур між дном і кінчиком теплової
трубки не враховується;
• падіння тиску від потоку пари не враховується.
Діаграма T-x, y (мольна частка пара / рідина етиленглі-
колю відносно температури) 10 мол.% етиленгліколю у
воді при 1 атм, наведена на рис. 9. За допомогою цієї ді-
аграми T-x, y можна визначити молярні частки етиленглі-
колю при будь-якій конкретній температурі в рівновазі.
Наприкінці слід зазначити, що скрубери з нержавіючої
сталі можуть значно покращити продуктивність соняч-
ного теплового поглинача з вакуумною трубкою, оскі-
льки вони можуть підвищити загальний коефіцієнт теп-
лопередачі в 10 разів порівняно зі стандартною трубою.
Середня температура модифікованого кінцевника тру-
бки (160,32 °C ) була приблизно на 20 °C вищою, ніж ста-
ндартного кінцевника трубки. Модифікований вакуум-
ний колектор забезпечив підвищення ефективності на
34,96 % порівняно з стандартним колектором у тих са-
мих кліматичних і робочих умовах.
Рис. 8. Порівняння температури кінців стандартної та модифікованої трубок [14]
Fig. 8. Comparison of the heat pipe tip temperature of the standard tube and modified tube [14]
Рис. 9. T-x, y діаграма 10 мол.% етиленгліколю у воді при 1 атм (a); Зв’язок між часткою пари 10 мол.% етилен-
гліколю у воді та температурою при 1 атм (b) [14]
Fig. 9. T-x,y diagram of 10 mol% of ethylene-glycol in water at 1 atm (a); r elation between vapor fraction of 10 mol% of
ethylene-glycol in water and temperature at 1 atm (b) [14]
100
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
Наступне дослідження [16] мало на меті вивчити підви-
щення продуктивності сонячного колектора шляхом
експериментального дослідження ефекту впорскування
повітря з мікробульбашками в потік води в двох спіра-
льно розташованих мідних трубках.
Схема експериментальної установки та зображення со-
нячного колектора наведені на рис. 10. Сонячний коле-
ктор був розроблений з особливими специфікаціями,
щоб забезпечити повне падіння сонячного випроміню-
вання на нього, оскільки увага приділялася його конс-
трукції з точки зору кутів та вибору форми, де труби були
встановлені у формі двох спіральних кілець, а внутрішня
поверхня сонячного колектора також була пофарбована
матовою чорною фарбою з сумішшю наноматеріалу
(термофарбник з 5 % нітрату титану) для збільшення по-
глинання випромінювання пластиною, що викликає збі-
льшення тепловіддачі воді.
Рис. 10. Схема експериментальної установки: 1 – бак, 2 – повітряний компресор, 3 – витратомір води, 4 – кла-
пан, 5 – пристрій Вентурі, 6 – витратомір повітря, 7 – зворотний клапан, 8 – реєстратор температури, 9 –
термопара, 10 – сонячний колектор води, 11 – бак для зберігання [16]
Fig. 10. Schematic diagram of the experimental rig: 1 – tank, 2 – air compressor, 3 – wter flowmeter, 4 – valve, 5 –
venturi, 6 – air flowmeter, 7 – check valve, 8 – temperature recorder, 9 – thermocouple, 10 – solar water collector, 11 –
storage tank [16]
Сонячний колектор досліджувався у Бабіль, Ірак, дов-
гота становила 44,4 E і широта – 32,4 N у найкращих екс-
периментальних умовах провінції протягом перших мі-
сяців року. Сонячний колектор був нахилений під кутом
45° і прийнятий як відповідний стандартний кут відпо-
відно до часу експериментальної роботи.
Основною метою цього дослідження було підвищення
ефективності сонячного колектора, шляхом викорис-
тання техніки впорскування повітря в проточну воду в
сонячному колекторі, що викликає збільшення турбуле-
нтності руху води всередині труб. Пристрій Вентурі ви-
користовувався для введення повітря всередину трубок
для змішування з водою, а потім стікання разом у трубку
сонячного колектора. Вигляд пристрою Вентурі наве-
дено на рис. 11.
На рис. 12 наведено зміну різниці температур з часом
для різної швидкості потоку води та постійної швидкості
потоку бульбашок повітря. Збільшення витрати води
зменшує різницю температур. Усі значення різниці тем-
ператур досягли максимального значення о 2:00 дня.
Максимальна різниця температур становила 36,1 oC при
швидкості потоку води та бульбашок повітря 1 л/хв та
0,3 л/хв відповідно, тоді як максимальна різниця темпе-
ратур становила 12,5 oC для швидкості потоку води та
повітряних бульбашок 1 л/хв та 0,3 л/хв відповідно, як
наведено на рис. 13.
101
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
Рис. 11. Вигляд пристрою Вентурі [16]
Fig. 11. Appearance of the Venturi device [16]
Рис. 12. Різниця температур із часом для закритої системи при різній швидкості потоку води та постійній
швидкості потоку повітряних бульбашок [16]
Fig. 12. Temperature difference with time for the closed system at different water flow rate and constant air bubble flow rate [16]
Рис. 13. Різниця температур із часом для закритої системи при різній швидкості потоку води та постійній
швидкості потоку повітряних бульбашок [16]
Fig. 13. Temperature difference with time for the opened system at different water flow rate and constant air bubble flow rate [16]
102
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
Після аналізу всіх вищеописаних методів, спрямованих
на інтенсифікацію теплообміну в сонячному колекторі,
між теплообмінником та рідиною-теплоносієм, задля
його більш ефективної роботи, постає важливість порів-
няння цих самих методів між собою, з метою виявлення
найефективнішого. Задля порівняння методів, викладе-
них вище, була складена таблиці, що окреслює ключові
переваги та недоліки кожного.
Перетворення поглинальної панелі на нагрівальний
елемент потенційно спрощує конструкцію колектора та
знижує витрати на його розробку, оскільки витрачається
менше матеріалів на збірку нагрівального елемента.
Крім того, використання тонких мідних пластин може
забезпечити хорошу теплопровідність. Однак слід за-
значити обмежену універсальність у регулюванні вихід-
ної температури, оскільки мідь може бути не найбільш
рентабельним або ефективним матеріалом для пере-
дачі теплоти порівняно з новими матеріалами, такими
як графен або вуглецеві нанотрубки, що становлять тру-
днощі щодо інтеграції.
Інтеграція нанофлюїдів для покращеного теплообміну
може виявитись потенційно вигідним рішенням, оскі-
льки вони пропонують значно покращену теплопровід-
ність у порівнянні з традиційними рідинами для пере-
дачі тепла, що сприяє ефективнішому теплообміну.
Проте вартість виробництва нанофлюїдів може бути ви-
щою порівняно зі звичайними рідинами. Крім того, пи-
тання щодо хімічної стабільності та довговічності нано-
флюїдів у практичних застосуваннях залишається
відкритим.
Вбудовування скручених стрічок у труби сонячних коле-
кторів має ряд переваг. По-перше, структури зі скруче-
ними стрічками можуть викликати турбулентність у по-
тоці, підвищуючи коефіцієнти теплопередачі. Різні типи
скручених стрічок пропонують різний ступінь посилення
турбулентності, забезпечуючи гнучкість у реалізації про-
цесу теплопередачі. По-друге, завдяки їхній закрученій
формі збільшується ефективна площа поверхні, до-
ступна для теплопередачі в колекторі. Звивиста геомет-
рія стрічки створює додаткову шорсткість поверхні, що
покращує тепловіддачу за рахунок збільшення коефіці-
єнтів конвективної тепловіддачі. Однак складність конс-
трукції та процесу виробництва може бути причиною
збільшених витрат. Крім того, ефективність структур з
крученої стрічки може змінюватися залежно від таких
факторів, як швидкість потоку та властивості рідини.
Модифікація внутрішньої структури вакуумних трубчас-
тих колекторів заявдяки введеннню скруберів з нержа-
віючої сталі збільшує площу теплопровідної поверхні,
потенційно підвищуючи ефективність теплопередачі.
Окрім цього, використання скруберів з нержавіючої
сталі може підвищити довговічність колекторних трубок
завдяки підвищенню їхньої стійкості до корозії. Але не
слід нехтувати тим, що процес модифікації може вима-
гати додаткових етапів виробництва та витрат. Також за-
безпечення належного вирівнювання та інтеграції скру-
берів може становити труднощі, оскільки існує ризик
завдати шкоди вакуумному ущільненню.
Технологія вдування бульбашок повітря через потік води
виявилась не менш успішною у підвищенні продуктивно-
сті сонячного колектора завдяки інтенсифікації теплооб-
міну. Введення повітряних бульбашок змінює динаміку
рідини всередині колектора, сприяючи кращому змішу-
ванню та розподілу потоку. Це може допомогти змен-
шити втрати тиску та організувати частку потоку, що спри-
ятиме ефективнішій передачі теплоти по всій
колекторній системі. Крім того, наявність бульбашок по-
вітря може зменшити загальну масову швидкість потоку,
необхідну для досягнення бажаної швидкості теплопере-
дачі, що приводить до потенційної економії енергії.
Висновки
Внаслідок проведеного аналізу та порівняння методів
інтенсифікації теплообміну в сонячних колекторах з
вільним режимом циркуляції теплоносія встановлено,
що продуктивність сонячних колекторів може бути зна-
чно підвищена за допомогою цілеспрямованого вибору
та застосування цих методів. Так, наприклад, конверсія
поглинальних панелей використовує існуючу інфрастру-
ктуру, але може мати обмеження в ефективності. Вико-
ристання нанофлюїдів забезпечує значне підвищення
теплопровідності, але є проблеми з ціною та стабільні-
стю складу в базовій рідині. Інтеграція крученої стрічки
та модифікація вакуумної трубки пропонує від серед-
нього до високого рівня підвищення продуктивності,
але пов’язана з помірною складністю впровадження та
збільшенням вартості. Бульбашки повітря, які вводяться
в потік рідини-теплообмінника, викликають турбулент-
ність, сприяють конвективній теплопередачі та покра-
щують теплові характеристики, однак існує ризик вини-
кнення коливань швидкості потоку та градієнта
температури, що може негативно вплинути на продук-
тивність і надійність системи. Порівняльний аналіз пока-
зав, що кожен з цих методів має свої переваги та обме-
ження, що мають бути враховані під час проєктування
системи. У загальному підсумку інтенсифікація теплоо-
бміну в сонячних колекторах вимагає комплексного під-
ходу, який враховує специфічні умови експлуатації та
цілі використання.
103
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
Таблиця. Порівняння методів інтенсифікації теплообміну в сонячних колекторах
Table. Generalizing comparison of methods of heat exchange intensification in solar collectors
Аспект
покращення
Конверсія
абсорбуючої
панелі
Нанофлюїди
Скручені стрі-
чки
Сталеві
скрубери
Впроскування
повітряних
бульбашок
Підвищення тер-
мопровідності
Низьке, покла-
дається на існу-
ючу конструк-
цію
Забезпечує зна-
чне підвищення.
Наночастинки,
дисперговані в
базовій рідині,
ефективно збіль-
шують теплопро-
відність
Помірне або
високе підви-
щення теплоп-
ровідності че-
рез збільшення
турбулентності
та конвектив-
ного теплооб-
міну
Від середнього
до високого
підвищення те-
плопровідності.
Використовує
структурні мо-
дифікації для
підвищення
ефективності
теплопередачі
Помірне пок-
ращення за
рахунок поси-
леного конве-
ктивного теп-
лообміну
Складність інтег-
рації
Відносно низька
складність, оскі-
льки використо-
вується існуюча
інфраструктура
Помірна склад-
ність у підготовці
та обслугову-
ванні. Вимагає
ретельного від-
бору наночасти-
нок і стабільної
дисперсії в базо-
вій рідині
Середня склад-
ність. Інтегра-
ція елементів
крученої стрі-
чки вимагає
модифікації
конструкції ко-
лектора.
Середня склад-
ність. Можуть
знадобитися
структурні
зміни та інтег-
рація додатко-
вих компонен-
тів
Середня скла-
дність, оскі-
льки вимагає
додаткового
обладнання
для створення
бульбашок
Вартість
Зазвичай низька
вартість, оскі-
льки використо-
вуються існуючі
матеріали
Від помірної до
високої вартості
через ціну нано-
частинок і потен-
ційних добавок
для підвищення
стабільності
Від помірної до
високої варто-
сті інтеграції та
обслугову-
вання елемен-
тів з крученої
стрічки
Середня або
висока вартість
модифікацій і
потенційних до-
даткових ком-
понентів
Помірна вар-
тість додатко-
вого облад-
нання та
обслугову-
вання
Сумісність
Сумісність може
відрізнятися за-
лежно від оригі-
нального ди-
зайну колектора
Універсальна су-
місність з різ-
ними матеріа-
лами, але
стабільність з різ-
ними композиці-
ями рідин може
відрізнятися
Універсальна
сумісність з ко-
лекторами різ-
них конструк-
цій і матеріалів
Сумісність
може бути об-
межена можли-
вістю модифіка-
ції конструкції
вакуумної тру-
бки
Сумісність
може бути об-
межена сис-
темними ви-
могами
Потенційне під-
вищення продук-
тивності
Пропонує помі-
рне підвищення
продуктивності
на основі існую-
чого дизайну
Забезпечує висо-
кий потенціал
для підвищення
продуктивності
завдяки знач-
ному підви-
щенню теплопро-
відності
Пропонує висо-
кий потенціал
для підви-
щення продук-
тивності за-
вдяки
сприянню тур-
булентності та
конвективному
теплообміну
Пропонує висо-
кий потенціал
для підвищення
продуктивності
за рахунок під-
вищення ефек-
тивності тепло-
передачі за
допомогою
структурних мо-
дифікацій
Пропонує по-
мірне покра-
щення, сприя-
ючи
конвектив-
ному теплоо-
бміну
104
Відновлювана енергетика. №2/2024 | Сонячна енергетика
ПОСИЛАННЯ / REFERENCES
1. Lorand Szabo. ”The history of using solar energy“. The
7th international conference on modern power systems
(MPS2017).
2. Giovanni Tanda. Heat transfer in rectangular channels
with transverse and V-shaped broken ribs.
https://doi.org/10.1016/S0017-9310(03)00414-9
3. Norton, Brian (2013-10-11). Harnessing solar heat. Dor-
drecht: Springer. ISBN 978-94-007-7275-5. OCLC
862228449
4. Chenyuan Diao. ”Solar Heating industry in china and
Sweden”, university of Gavle, 2014.
5. Soteris A. Kalogirou. ”Solar Energy Engineering”, Second
Edition. ISBN 13:978-0-12-397270-5, 2014.
6. Graebel W. P.” Advanved fluid mechanics”. ISBN 978-0-
12-370885- 4,2007
7. John A. Duffie, William A. Beckman. ”Solar Engineering
of Thermal Processes”, Fourth Edition. ISBN 978-0-470-
87366-3, 2013.
8. Honeyborne, Riaan. "Flat plate versus Evacuated tube
solar collectors" (PDF). Go Green Heat Solutions. 2009.
9. Moss, R. W.; Henshall, P.; Arya, F.; Shire, G. S. F.; Hyde,
T.; Eames. "Performance and operational effectiveness
of evacuated flat plate solar collectors compared with
conventional thermal, PVT and PV panels". Applied En-
ergy. 2018. 216: 588–601.
10. Pirozhnikova, A & Govorunov, M & Pirozhnikova, T &
Muro, G. (2019). Heat exchange process intensification
in solar collectors. IOP Conference Series: Materials Sci-
ence and Engineering. 698. 055027. 10.1088/1757-
899X/698/5/055027.
11. Smaisim, Ghassan & AbdulHussein, Widad & Abed,
Azher. (2022). Enhancement of heat transfer from solar
thermal collector using nanofluid. Open Engineering.
12. 968-976. 10.1515/eng-2022-0337.
12. Sarafraz, M. M.; Tlili, I.; Baseer, M.A.; Safaei, M.R. Po-
tential of Solar Collectors for Clean Thermal Energy Pro-
duction in SmartCities Using Nanofluids: Experimental
Assessment and Efficiency Improvement. Appl. Sci.
2019,9, 1877.
13. Ameen, Braa & Al-hadithi, Mustafa. (2015). Heat Trans-
fer Enhancement of Flat Plate Solar Collectors for Water
Heating in Iraq Climatic Conditions.
http://www.iasj.net. 18. 259-272.
14. Supankanok, Rasa & Sriwong, Sukanpirom & Ponpo,
Phisan & Wu, Wei & Chandra-Ambhorn, Walairat &
Anantpinijwatna, Amata. (2021). Modification of a Solar
Thermal Collector to Promote Heat Transfer inside an
Evacuated Tube Solar Thermal Absorber. Applied Sci-
ences. 11. 4100. 10.3390/app11094100.
15. Ma, L.; Lu, Z.; Zhang, J.; Liang, R. Thermal Performance
Analysis of the Glass Evacuated Tube Solar Collector
with U-Tube. Build.Environ. 2010,45, 1959–1967.
16. Abbas, Sarah & Abdul Redha, Zeina & Rashid, Farhan.
(2023). Thermal Performance of Flat Plate Solar Water
Collector Using Air Bubble Injection. AIP Conference
Proceedings. 2651. 050019-1. 10.1063/5.0133663.
17. Duffy J. A., Beckman W. A. 2013 Solar Engineering of
Thermal Processes, Fourth Edition.
18. S. Eiamsa, C. Thianpong and P. Eiamsa. (2010). Turbu-
lent heat transfer enhancement by counter/co-swirling
flow in a tube fitted with twin twisted tapes. Experi-
mental Thermal and Fluid Science.
19. Abd-Elhady, M. S.; Nasreldin, M.; Elsheikh, M. N. Im-
proving the Performance of Evacuated Tube Heat Pipe
Collectors Using Oil and Foamed Metals. Ain Shams Eng.
J. 2018, 9, 2683–2689.
20. Sarafraz M.; Tlili I.; Baseer M.A.; Safaei M.R. 2019 Po-
tential of Solar Collectors for Clean Thermal Energy Pro-
duction in Smart Cities Using Nanofluids: Experimental
Assessment and Efficiency Improvement.
|
| id | veorgua-article-460 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:13:32Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/d5/15a3e5358c420f7fe75ccba5337663d5.pdf |
| spelling | veorgua-article-4602026-07-18T06:32:20Z ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS US-ING FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE АНАЛІЗ МЕТОДІВ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ТЕПЛООБМІНУ В СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРАХ З ВІЛЬНИМ РЕЖИМОМ ЦИРКУЛЯЦІЇ ТЕПЛОНОСІЯ Golovko , V. Volodarskyi , V. solar water heating installation, free mode of heat exchange, intensification of heat exchange. сонячна водонагрівальна установка, вільний режим теплообміну, інтенсифікація теплообміну. Effective heat transfer is paramount for increasing the productivity of solar collectors, ensuring optimal utilization of solar energy. This article explores various methods of enhancing heat transfer in solar collectors to improve their overall efficiency. Five different approaches are considered: converting absorbing panels into heating elements, integrating nanofluids to enhance thermal conductivity, incorporating twisted tape elements to induce turbulence, injecting air bubbles, and modifying the structures of vacuum tubes to optimize heat transfer pathways. Each method is evaluated based on its enhancement of thermal conductivity, implementation complexity, cost considerations, compatibility, and potential performance improvement. Understanding the advantages and limitations of these methods, researchers and practitioners can make informed decisions regarding enhancing heat transfer efficiency in solar collectors, thereby promoting the use of solar energy for sustainable energy production. Ефективна теплопередача має першочергове значення для підвищення продуктивності сонячних колекторів, забезпечуючи раціональне використання сонячної енергії. У цій статті аналізуються різні методи інтенсифікації теплопередачі в сонячних колекторах для підвищення їх загальної ефективності. Розглядаються п’ять різних підходів: перетворення абсорбуючих панелей у нагрівальні елементи, інтеграція нанофлюїдів для підвищення теплопровідності, включення скручених стрічкових елементів для індукування турбулентності, впорскування повітряних бульбашок та модифікація структур вакуумних трубок для удосконалення шляхів теплопередачі. Кожен метод оцінюється на основі його здатності підвищувати теплопровідність, складності впровадження, міркувань вартості, сумісності та подальшого покращення продуктивності. Переваги та обмеження цих методів дозволяють на практиці приймати обґрунтовані рішення щодо підвищення ефективності теплопередачі в сонячних колекторах і в такий спосіб сприяти використанню сонячної енергії для сталого виробництва енергії. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2024-07-01 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/460 10.36296/1819-8058.2024.2(77).92-103 Vidnovluvana energetika ; No. 2(77) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 92-103 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 2(77) (2024): Scientific and applied Journal renewable energy ; 92-103 Відновлювана енергетика; № 2(77) (2024): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 92-103 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2024.2(77) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/460/369 Copyright (c) 2024 V. Golovko , V. Volodarskyi https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | solar water heating installation free mode of heat exchange intensification of heat exchange. Golovko , V. Volodarskyi , V. ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS US-ING FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE |
| title | ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS US-ING FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE |
| title_alt | АНАЛІЗ МЕТОДІВ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ТЕПЛООБМІНУ В СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРАХ З ВІЛЬНИМ РЕЖИМОМ ЦИРКУЛЯЦІЇ ТЕПЛОНОСІЯ |
| title_full | ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS US-ING FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE |
| title_fullStr | ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS US-ING FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE |
| title_full_unstemmed | ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS US-ING FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE |
| title_short | ANALYSIS OF METHODS OF THERMAL TRANSFER INTENSIFICATION IN SOLAR COLLECTORS US-ING FREE HEAT TRANSFER FLUID CIRCULATION MODE |
| title_sort | analysis of methods of thermal transfer intensification in solar collectors us-ing free heat transfer fluid circulation mode |
| topic | solar water heating installation free mode of heat exchange intensification of heat exchange. |
| topic_facet | solar water heating installation free mode of heat exchange intensification of heat exchange. сонячна водонагрівальна установка вільний режим теплообміну інтенсифікація теплообміну. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/460 |
| work_keys_str_mv | AT golovkov analysisofmethodsofthermaltransferintensificationinsolarcollectorsusingfreeheattransferfluidcirculationmode AT volodarskyiv analysisofmethodsofthermaltransferintensificationinsolarcollectorsusingfreeheattransferfluidcirculationmode AT golovkov analízmetodívíntensifíkacííteploobmínuvsonâčnihkolektorahzvílʹnimrežimomcirkulâcííteplonosíâ AT volodarskyiv analízmetodívíntensifíkacííteploobmínuvsonâčnihkolektorahzvílʹnimrežimomcirkulâcííteplonosíâ |