تاثیر فاصله هوایی بین دو پوشش شیشه ای بر عملکرد هواگرم کن های صفحه ای خورشیدی

با توجه به اهمیت روزافزون استفاده از انرژی های پاک و تجدیدپذیر، یکی از ساده ترین مکانیزم های تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی حرارتی، در مقیاس غیرنیروگاهی، استفاده از هوا گرم کن های خورشیدی است که همواره به عنوان ایده ای جذاب برای پژوهشگران مطرح بوده است. از این رو، پژوهش حاضر، به مطالعه تاثیر فاصله هوایی بر عملکرد هواگرم کن های صفحه ای خورشیدی با دو پوشش شیشه ای، از طریق شبیه سازی های عددی، می پردازد. مطالعه ای که مشابه آن در مراجع تحقیقاتی مختلف تاکنون گزارش نشده است. بدین منظور، معادلات حاکم بر جریان جابجایی اجباری هوای عبوری از داخل کانال هواگرم کن و همچنین جریان جابجایی طبیعی در فاصله هوایی بین دو پوشش شیشه ای به دلیل وجود نیروی شناوری، با بکارگیری روش المان محدود و استفاده از نرم افزار کامسول، حل عددی شده اند. به علاوه، به منظور تعیین میدان دما در اجزای جامد هواگرم کن، شامل شیشه، صفحه جاذب و لایه عایق، حل معادلات هدایت حرارتی هم زمان با معادلات جریان صورت گرفته است. صحت شبیه سازی های عددی انجام شده در این پژوهش، از طریق مقایسه با یافته های عددی و تجربی پژوهش های پیشین مورد ارزیابی قرار گرفته، که سازگاری قابل قبولی در این خصوص به دست آمده است. نتایج حاصل بیانگر تاثیر مثبت حضور لایه هوای بین دو شیشه بر عملکرد هواگرم کن های صفحه ای خورشیدی بوده، به طوری که با تغییر دبی جریان هوا از 2 تا 14 گرم بر ثانیه عملکرد این نوع از هواگرم کن ها در شار تابشی 1000 وات بر مترمربع در مقایسه با مدل ساده و بدون فاصله هوایی افزایش راندمانی در حدود 4 تا 6 درصد را نشان داده است. همچنین، در شرایط دبی جریان ورودی 9.6 گرم بر ثانیه و شار تابشی متغیر بین 400 تا 1200 وات بر مترمربع، استفاده از دو پوشش شیشه ای، در مقایسه با مدل ساده، موجب افزایش دمای هوای خروجی در حدود 2 تا 6 درجه سانتی گراد شده است.