Badania eksperymentalne prototypowego, pasywnego powietrznego kolektora słonecznego z pokryciem poliwęglanem komorowym

W artykule przedstawiono wyniki badań prototypu powietrznego płaskiego pasywnego kolektora słonecznego. Kolektor wykonany z blachy aluminiowej miał konstrukcję skrzynkową o wymiarach 1,04x2,08x0,18m (szer. x wys. x gł.). Do kolektora dopływało powietrze przez kanał o średnicy 110 mm i długości 0,5 m. Kanał wypływu ogrzanego powietrza wykonano z rury o średnicy 130 mm i długości 0,5 m. Skrzynię kolektora zamknięto płytą komorową wykonaną z poliwęglanu w kolorze brązowym o grubości 5mm. Badania prototypu przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, gdzie uzyskano konwekcyjny przepływ powietrza przez skrzynię kolektora. Jako źródło energii dostarczonej do kolektora wykorzystano promienniki podczerwieni o maksymalnym natężeniu I = 0 – 325 W/m2 . Badania dotyczyły zmian temperatury powierzchni czynnej kolektora oraz określenia jego mocy cieplnej zależnej od zastosowanej konstrukcji kolektora oraz zmiany natężenia promieniowania. W wyniku przeprowadzonych badań określono, że dla maksymalnego natężenia promieniowania średnia prędkość powietrza na dopływie wyniosła w = 1 m/s, objętościowe natężenie przepływu powietrza wyniosło V˙ = 28 m3 /h, natomiast moc cieplna wyniosła Q = 270 W przy sprawności na poziomie η = 41%.

---

The results of experimental investigations on the prototype flat air solar collector are presented in this paper. The collector consists of an aluminum casing with dimensions 1.04 m (width) x 2.08 m (height) x 0.18 m (thickness). The air inlet to the collector has an inlet channel with diameter, din, of 110 mm and a length of 0.5 m. The air outlet channel has an internal diameter, dout, 130 mm and a length of 0.5 m. The prototype solar air collector has a cover made of a cellular polycarbonate with a thickness of 5 mm and in brown color. The study was performed on a laboratory setup. The collector worked under conditions of natural convection. The tests were performed for a range of irradiance I = 0 – 325 W/m2 . The absorber surface temperature variations, air temperature increase, the collector thermal power, and the collector efficiency were determined. It was found that at maximum irradiation, the air velocity was w = 1 m/s, volume flow rate of air V˙ = 28 m3 /h, and the corresponding heat transfer rate and thermal efficiency were Q = 270 W and η = 41%, respectively.