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标题：A new model for sizing thermosiphon solar heating systems
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作者：Antônio Marcos de Oliveira Siqueira ; Alexandre Gurgel ; Zeji Ge 等
期刊名称：Research, Society and Development
电子版ISSN：2525-3409
出版年度：2020
卷号：9
期号：8
页码：1-17
DOI：10.33448/rsd-v9i8.5673
出版社：Grupo de Pesquisa Metodologias em Ensino e Aprendizagem em Ciências
摘要：O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia simples para que seja possível dimensionar um sistema operando em termossifão, sem recorrer sempre a uma simulação computacional. Como resultado de muitas simulações de sistemas utilizando o programa TRNSYS, variando-se diversos parâmetros do projeto e dados operacionais do sistema, obteve-se um conjunto de expressões que permitem a determinação da eficiência térmica diária (média mensal) do sistema. A correlação desenvolvida contempla os aspectos geométricos e térmicos relacionados ao coletor, ao tanque de armazenamento e às tubulações de conexão, bem como aspectos operacionais tais como carga térmica, radiação solar e temperatura ambiente. Este modelo é capaz de otimizar as variáveis do sistema de aquecimento solar de água por termossifão para os requisitos de uma aplicação específica. A correlação obtida mostra que a eficiência é uma função linear das condições meteorológicas, da qualidade do coletor e dos parâmetros que relacionam o volume do tanque de armazenamento, o volume de carga (perfil de consumo) e a área do coletor. A correlação é muito útil, uma vez que se trata de uma alternativa simples e rápida para o cálculo da eficiência do sistema, sem depender de determinação experimental ou resultados de simulação numérica. O dimensionamento, isto é, a determinação da área do coletor e do volume do tanque de armazenamento que satisfazem de maneira adequada a carga térmica necessária, pode ser realizado de maneira simples e rápida usando essa correlação.
其他摘要：The purpose of this work is to present a simple methodology which enables to size a thermosyphon system without always having to resort to a computational simulation. As a result of many system simulations using the TRNSYS software, whereby several project and equipment parameters were varied, a group of expressions were obtained which allow the determination of the system thermal daily efficiency (monthly average). The developed correlation includes geometric and thermal aspects related to the collector, the storage tank and the connecting pipes, as well as operational data such as thermal load, solar radiation and room temperature. This model is able to optimize several variables that comprise thermosyphon solar water-heating systems for the requirements of particular applications. The resulting correlation shows that the efficiency is a linear function of meteorological conditions, collector quality and parameters related to storage tank volume, volume load (consumption profile) and collector area. The correlation is very useful since it is a simple, fast alternative for the calculation of system efficiency without depending on experimental determination or numerical simulation results. The determination and sizing of the collector area and the volume storage tank that satisfy the required thermal load can be appropriately performed in a simple and fast way by using the proposed correlation.
关键词：Solar water heating; Natural circulation; Mathematical model; TRNSYS.