Parametric study of active solar heating using a pebble bed as a thermal collector and storage unit

Other Title(s)

دراسة استدلالية للطاقة الشمسية الفعالة باستخدام فرشة الحصاة كوحدة جمع و خزن للحرارة

Joint Authors

Salih, Sad Muhsin
al-Askari, Mustafa Mahdi Mustafa

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 20, Issue 8 (31 Aug. 2014), pp.52-69, 18 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2014-08-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

18

Main Subjects

Engineering & Technology Sciences (Multidisciplinary)

Topics

Abstract AR

في هذه الدراسة، وضعت فرشة حصاة باعتبارها مادة امتصاص و تخزين للحرارة باتجاه الجنوب، وقد تم إجراء دراسة عملية و نظرية لأداء المجمع الشمسي بزاوية كائلة ثابتة (45°) و دراسة تغيير العوامل المختلفة على كفاءة المجمع الشمسي.

تم تشغيل المنظومة بطريقتين للتشغيل لتقييم أداء منظومة تجميع الطاقة الشمسية.

طريقة متكاملة من التشغيل المستمر للمنظومة الشمسية خلال الفترة (3:00 pm-11:00 pm ) و طريقة غير متكاملة حيث يتم خزن الطاقة الشمسية خلال النهار و تستخدم الطاقة الشمسية المخزونة لاحقا خلال الفترة (3:00 pm -8:00 pm).

أظهرت نتائج الدراسة في حالة التشغيل المستمر أن معدل الحد الأقصى للفرق في درجة حرارة دخول و خروج الهواء من المجمع الشمسي كانت عند معدل تدفق (0.018 kg / s) و التي تجاوزت (17°C) و أعلى درجة حرارة للهواء الخارج من المجمع الشمسي تجاوزت (34°C) لفترة الثلاثة أشهر (ديسمبر، يناير و فبراير) من التجارب.

و قد تراوحت متوسط كفاءة المجمع الشمسي من و قد تراوحت متوسط كفاءة المجمع الشمسي من 53 % إلى 65 %.

أما في حالة التخزين و التشغيل، تراوحت درجة الحرارة القصوى لمخرج الهواء من المجمع الشمسي من (27°C) إلى (31°C) ثم انخفضت مع استهلاك الطاقة ليصل إلى مدى تراوح من (13°C) إلى (18°C).

و كانت طاقة الخزن القصوى (165.14 W) و ذلك عندما كانت المسامية (0.29) و ارتفاع فرشة الحصاة (20 cm) و بمعدل تدفق للهواء (0.01 kg / s).

أيضا أظهرت النتائج أن المجمع الشمسي الهوائي يجهز نسبة تدفئة بالطاقة الشمسية (SHF) بمتوسط (0.65) لغرفة الاجتماعات الواقعة في بغداد كحالة دراسية.

Abstract EN

In this study, pebble bed as an absorber and storage material was placed in a south facing, flat plate air-type solar collector at fixed tilt angle of (45°).

The effect of this material and differ-ent parameters on collector efficiency has been investigated experimentally and theoretically.

Two operation modes were employed to study the performance of the solar air heater.

An inte-grated mode of continuous operation of the system during the period of (11:00 am–3:00 pm) and non-integrated mode in which the system stored the solar energy through the day then used the stored energy during the period of (3:00 pm–8:00 pm).

The results of parametric study in case of continuous operating showed that the maximum average temperature difference of air between inlet and outlet sections observed on (0.018 kg / s) air mass flow rate were exceeded (17°C) and the maximum outlet temperature that got was exceeded (34°C) for the three months (December, January and February) of experiments.

Average efficiency was ranged from 53 % to 65 %.

In the case of storage and then operating, the maximum outlet air temperature was ranged from (27°C) up to (31°C) then decreased with spend of energy to reach (13°C) to (18°C) and the maximum storage energy was (165.14 W) for the porosity of (0.29) , height of (20 cm) and (0.01 kg / s) mass flow rate.

The results also, showed that the solar air collector supplied a solar heating fraction (SHF) with an average of (0.65) for a meeting room (3 * 4 * 7 m) located in Baghdad as a case study.

American Psychological Association (APA)

Salih, Sad Muhsin& al-Askari, Mustafa Mahdi Mustafa. 2014. Parametric study of active solar heating using a pebble bed as a thermal collector and storage unit. Journal of Engineering،Vol. 20, no. 8, pp.52-69.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-388604

Modern Language Association (MLA)

Salih, Sad Muhsin& al-Askari, Mustafa Mahdi Mustafa. Parametric study of active solar heating using a pebble bed as a thermal collector and storage unit. Journal of Engineering Vol. 20, no. 8 (Aug. 2014), pp.52-69.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-388604

American Medical Association (AMA)

Salih, Sad Muhsin& al-Askari, Mustafa Mahdi Mustafa. Parametric study of active solar heating using a pebble bed as a thermal collector and storage unit. Journal of Engineering. 2014. Vol. 20, no. 8, pp.52-69.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-388604

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 61-69

Record ID

BIM-388604