Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Enhancement of thermal efficiency of nanofluid flows in a flat solar collector using CFD

Zarda Falah, Hussein Adnan Mohammed, Danook Suad H., Mohamad Barhm

Diagnostyka

|

2022

|

Vol. 23, No. 4

art. no. 2022411

EN

Flat plate solar collector (FPSC) is popular for their low cost, simplicity, and ease of installation and operation. In this work, FPSC thermal performance was analyzed. It's compared to diamond/H2O nanofluids. The volume percentage and kind of nanoparticles are analyzed numerically that validation with experimental data available in the literature. The hot climate of Iraq is employed to approximate the model. The numerical study is performed by using ANSYS/FLUENT software to simulate the case study of problem. Due to less solar intensity after midday, temperatures reduction. The greatest collector thermal efficiency is 68.90% with 1% ND/water nanofluid, a 12.2% increase over pure water. The efficiency of 1% nanofluid is better than other concentrations because of a change in physical properties and an increase in thermal conductivity. Since the intensity of radiation affects the outlet temperature from the solar collector and there is a direct link between them, this increases the efficiency of the solar collector, especially around 12:30 pm at the optimum efficiency.

2

The influence of excessive solar heat gains on heat loss in the hot water tank – case study

Olczak Piotr

Polityka Energetyczna

|

2020

|

T. 23, z. 2

91--103

EN

The analysis of a solar installation operation was conducted on the example of a detached house in the Lesser Poland province in Poland. A gas boiler and three flat-plate collectors are located inside the house, which are used for heating water in the hot water tank with a volume of 220 dm3. The installation was established in 2012. The heat measured system (for solar gains) was added in 2014. In 2015–2019 solar heat gains measured per area of absorber were higher than 340 kWh/m2. During a two-week period in June 2015, the insolation on the horizontal plane and the temperature were measured in 4 different points of the hot water tank. On this basis, heat losses from the storage tank were determined, i.e. a decrease in temperature during periods with and without the consumption of hot water by the residents. During this period, a temperature higher than 80°C was observed several times in the hot water tank. In two parts of the hot water tank, rhe determined temperature decreases were used to obtain the heat loss amount. In the analyzed period (2 weeks), 9 days were observed with solar heat gains higher than 9 kWh/day. For these days, the value of heat loss from the solar hot water tank was estimated at over 6 kWh/day. This data corresponds to the actual heat demand for hot water preparation in the building at 7.3 kWh/day. The correlation between daily solar heat gains and solar hot water tank heat losses were also determined. In addition, based on the amount of heat losses, the value of the tank loss coefficient was estimated. The obtained value was compared with the manufacturer’s data and reference data.

PL

Analiza aspektów pracy instalacji solarnej została przeprowadzona na przykładzie domu jednorodzinnego w województwie małopolskim w Polsce. W analizowanym budynku jednorodzinnym znajduje się kocioł gazowy i instalacja solarna złożona z trzech płaskich kolektorów słonecznych. Urządzenia te odpowiadają za przygotowanie ciepłej wody użytkowej magazynowanej w zasobniku o pojemności 210 dm3. Instalacja powstała w 2012 roku, w 2014 roku została opomiarowana pod kątem uzysków solarnych. W latach 2015–2019 mierzono uzyski solarne, były one wyższe niż 340 kWh/m2 powierzchni absorbera. Podczas dwutygodniowego okresu w czerwcu 2015 roku mierzono także natężenie promieniowania słonecznego na płaszczyźnie poziomej i temperaturę w 4 różnych punktach zasobnika ciepłej wody. Na tej podstawie określono straty ciepła z zasobnika, tj. spadek temperatury w zasobniku w okresach z i bez poboru ciepłej wody użytkowej przez mieszkańców. W tym okresie zanotowano temperaturę wyższą niż 80°C w zasobniku tylko przez kilka stosunkowo krótkich okresów. Wyznaczone spadki temperatury w dwóch częściach zasobnika ciepłej wody użytkowej użyto do określenia ilościowych strat ciepła. W analizowanym okresie (2 tygodnie) zaobserwowano 9 dni z uzyskami solarnymi wyższymi niż 9 kWh/dzień. Dla tych dni oszacowano wartości strat ciepła z zasobnika na poziomie powyżej 6 kWh/dzień. Dane te korespondują z rzeczywistym zapotrzebowaniem na ciepło do przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynku na poziomie 7,3 kWh/dzień. Określono także zależności między dziennymi uzyskami solarnymi a stratami ciepła z zasobnika (korelacja). Ponadto bazując na wielkościowych stratach ciepła, oszacowano wielkość współczynnika strat ciepła z zasobnika. Uzyskaną wartość porównano z danymi producenta i danymi referencyjnymi.

3

The comparison of solar installation heat gains and SHW simulation results – case study

Olczak Piotr

Polityka Energetyczna

|

2020

|

T. 23, z. 3

41--54

EN

In Poland an increase in the of number solar thermal collectors is observed in household applications. For economic and ecological profitability the creation of a solar thermal installation design in a proper manner is essential. In order to determine solar installations size, software calculating future solar heat gains is used. SHW software is an examples of such software. The aim of this work was to compare the simulation results with the real results of the solar installation operation. The comparison was performed by an example of a single-family house with flat plate collector installations located in south-east Poland. This installation supports domestic hot water preparation in a house occupied by four people (in two-year period of analyses). The additional heat source in this building is a gas boiler. Solar fraction parameter values were chosen for this comparison. Solar fraction is calculated as a ratio of solar heat gains used in the domestic hot water preparation process to the heat desired for domestic hot water preparation. The real results of Solar Fraction turned out to be higher than the simulation results from May to August (there were many days with Solar Fraction = 1). A difference of 20–50 percentage points was observed (Solar Fraction). Apart from this period no special differences were observed. Additionally analyses of differences between solar heat gains calculated by Get Solar simulation software with real values (for analyzed building) was performed. This simulation analysis was done before process of building installations.

PL

W Polsce obserwuje się wzrost liczby kolektorów słonecznych w zastosowaniach domowych. Dla opłacalności ekonomicznej i ekologicznej ważne jest właściwe zaprojektowanie instalacji solarnej. W celu ustalenia wielkości instalacji słonecznych stosuje się oprogramowanie do obliczania przyszłych zysków ciepła słonecznego. Program SHW jest jednym z przykładów takiego oprogramowania.Celem pracy było porównanie wyników symulacji z rzeczywistymi wynikami pracy instalacji solarnej. Porównanie przeprowadzono na przykładzie domu jednorodzinnego (z instalacją płaskich kolektorów słonecznych) położonego w południowo-wschodniej Polsce. Instalacja solarna obsługuje przygotowywanie ciepłej wody użytkowej w domu zamieszkanym przez cztery osoby (w dwuletnim okresie analizy). Dodatkowym źródłem ciepła w tym budynku jest kocioł gazowy. Do porównania wybrano wartości parametru Solar Fraction. Solar Fraction jest obliczany jako stosunek zysków ciepła słonecznego wykorzystywanych w procesie przygotowania ciepłej wody użytkowej do ciepła pożądanego do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Rzeczywiste wyniki frakcji słonecznej (w skali miesięcznej) okazały się wyższe od wyników symulacji w okresie od maja do sierpnia (było wiele dni z Solar Fraction = 1). Maksymalna różnica wyniosła 20–50 punktów procentowych (Solar Fraction). Oprócz tego okresu nie zaobserwowano żadnych szczególnych różnic. Dodatkowo przeprowadzono analizę osiągniętych różnic między zyskami ciepła słonecznego obliczonymi przez oprogramowanie symulacyjne Get Solar a wartościami rzeczywistymi (dla analizowanego budynku). Symulacja ta została wykonana przed procesem budowy instalacji.

4

Porównawcza analiza eksploatacji płaskich i próżniowych kolektorów słonecznych

Obstawski P., Bakoń T., Kozikowska A.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2018

|

T. 49, nr 10

390--394

PL

W artykule przedstawiono wyniki porównawczych analiz eksploatacji dwóch słonecznych instalacji grzewczych z płaskimi i próżniowymi kolektorami cieczowymi. Kolektory w obu instalacjach zorientowane są w kierunku południowym i nachylone do poziomu pod kątem 40°. Obciążenie cieplne kolektorów stanowią zasobniki buforowe o objętości 500 dm3. Celem badań była ocena właściwości statycznych i dynamicznych płaskich i próżniowych kolektorów cieczowych w warunkach eksploatacyjnych. Badania przeprowadzono przy różnych warunkach nasłonecznienia. Z przeprowadzonych badań wynika, że w stabilnych warunkach słonecznych wyższe sprawności uzyskuje instalacja z płaskimi kolektorami cieczowymi. Kolektory próżniowe uzyskują wyższą sprawność przy zmiennych warunkach słonecznych.

EN

In paper has been presented comparison of work two solar heating installations. One installation is base on the flat solar collectors, second is base on the vacuum solar collectors. Both installations are south orientation and are sloped at an angle equal 40 degrees. As a heating load for collectors used buffer tanks at 500 liters each. The objective of analysis were evaluation static and dynamic behavior flat and vacuum solar collectors in exploitation conditions. Based on the results can be concluded, that flat solar collectors has higher efficiency during stabile solar conditions. Vacuum collectors has higher efficiency during changing solar conditions.

5

Modelowanie procesów transportu masy i ciepła w płaskich kolektorach słonecznych

Demianiuk A. B., Sorko S. A.

Symulacja w Badaniach i Rozwoju

|

2014

|

Vol. 5, nr 1

5--17

PL

Przedmiotem opracowania jest zagadnienie technicznej optymalizacji płaskich rurowych kolektorów słonecznych. Przedstawiono podstawowe elementy energetycznej analizy parametrów użytkowych kolektorów słonecznych opisane równaniem Hottela-Whilliera. Zwrócono uwagę na konieczność szczegółowej analizy przepływu cieczy przez elementy przepływowe kolektorów rurowych, w szczególności w układach, w których przewody mają kształt przekroju poprzecznego różny od przekroju kołowego i na potrzebę dokładnego matematycznego opisu złożonych zjawisk przejmowania ciepła. Pokazano, że zaawansowana analiza zjawisk przepływowych i cieplnych w złożonych układach wymiany ciepła w przepływie, jakimi są rurowe, cieczowe kolektory słoneczne, umożliwia techniczną racjonalizację rozwiązań technicznych tych urządzeń.

EN

The subject of this case study is an issue of optimisation of flat tube solar collectors. Basic elements of energy analysis of performance parameters described by Hottel-Whillier equation are presented in the article. It is considered to be crucial to precisely analyse fluid flow through flow elements in evacuated tube collectors. It is especially important in the case of systems with channels of cross-sections shapes different from circular and for the use of detailed mathematical description of complex film conduction phenomena. It is presented that the advanced analysis of the flow and thermal phenomena in complex heat transfer systems, represented by evacuated tube collectors, enables engineering rationalisation of technical solutions for these devices.

6

Modelowanie transferu energii elektrycznej i ciepła w małych, autonomicznych układach solarnych

Knaga J.

Inżynieria Rolnicza

|

2013

|

R. 17, nr 2, t. 2

1--106

PL

W pracy przedstawiono nowe rozwiązanie konstrukcji solarnej instalacji do wspomagania przygotowania ciepłej wody użytkowej, które jest przeznaczone do pracy w autonomii źródła ciepła. Konstrukcja takiej instalacji solarnej będącej połączeniem modułu fotowoltaicznego i płaskiego kolektora słonecznego pozwala na wykorzystanie efektu spójności pracy tych urządzeń w jednym układzie, który zapewnia wspomaganie przygotowania cwu bez potrzeby zasilania energią elektryczną układu wymuszenia wymiany ciepła i sterowania. Rozwiązanie to wpisuje się w potrzeby gospodarstw położonych na obszarach wiejskich, gdzie ciągle jeszcze występują przerwy w zasilaniu energią elektryczną, co dla aktywnych instalacji solarnych jest dużym zagrożeniem prowadzącym do ich uszkodzenia. Na potrzeby implementacji autonomicznych instalacji solarnych w praktyce, została opracowana metodyka dająca podstawy do projektowania i badania tego typu układów solarnych. Opracowana metodyka opiera się na modelach analitycznych, które są uzupełniane zależnościami wyznaczonymi empirycznie. Do opisania mocy generowanej przez moduł PV opracowano zależność analityczną, którą sprowadzono do następujących zmiennych niezależnych, tj. gęstości strumienia promieniowania słonecznego, temperatury pracy, powierzchni modułu i stałej będącej sprawnością eksploatacyjną tego modułu. Sprawność modułu zasilającego pompę obiegową napięcia stałego sprowadzono do zależności wiążącej stałe wyznaczone dla modułu PV w warunkach STC i napięcia stabilizacji zadanego na pompie obiegowej. Moc generowana przez moduł posłużyła do wyjaśnienia natężenia przepływu czynnika roboczego w instalacji solarnej zależnością logarytmiczną, wyznaczoną empirycznie. W opracowaniu do połączenia strumienia energii elektrycznej generowanej przez moduł ze strumieniem ciepła indukowanego w płaskim kolektorze słonecznym wykorzystano bezwymiarowy współczynnik odprowadzenia ciepła z kolektora. W oparciu o tak wyznaczony współczynnik opracowano zestaw modeli opisujących stan energetyczny autonomicznej instalacji solarnej, które rozwiązano w programie Matlab Symuling. Należy podkreślić, że opracowane modele bardzo dobrze opisują procesy zachodzące w autonomicznym układzie solarnym, co zostało zweryfikowane na próbach o różnej zmienności gęstości promieniowania słonecznego. Ponadto na potrzeby weryfikacji modeli przeprowadzono analizę gęstości promieniowania słonecznego, docierającego do powierzchni pochylonej pod kątem 30º i ekspozycji południowej.

EN

The paper presents a new solution of a solar installation structure intended to support warm utility water preparation, which is intended for operation in the autonomy of the heat source. Structure of such solar installation which is a combination of a photovoltaic module and a flat solar collector allows to use the effect of operation coherence of these devices in a one system, which ensures the support of warm utility water preparation with no need to supply the system of heat exchange enforcement and control with electric energy. This solution is adequate for the needs of farms located in rural areas, where stoppages in electric energy supply still occur, which for active solar installations is a considerable threat leading to their damage. For the needs of implementation of autonomous solar installation in practice, a methodology was developed which gives basis for designing and testing this type of solar systems. A developed methodology is based on analytical models, which are completed with dependencies empirically determined. Analytical dependence was developed to describe the power generated by PV module, which was verified for the following independent variables, i.e. density of the solar radiation stream, working temperature, the area of a module and a constant which is an operational efficiency of this module. Efficiency of the module which supplies a circuit pump of the constant voltage was taken down to dependence which binds constants determined for PV module in conditions STC and the stabilization voltage set in the circuit pump. Power generated by a module was used to explain the intensity of operational factor flow in a solar installation with a logarythmic dependence which was set empirically. A dimensionless coefficient of heat removal from a collector was used in the paper for combination of the electric energy stream generated by a module with a stream of induced heat in a flat solar collector. In the paper, the set of models describing an energy conditions of an autonomous solar installation, which were later solved in Matlab Symuling, were developed based on the coefficient which was determined in the above-mentioned way. It should be emphasised that the developed models, describe well the processes occurring in the autonomous solar system, which was verified on tests of various density variability of solar radiation. Moreover, for the needs of verification of models, a density analysis of solar radiation which reaches the surface inclined under the angle 30º and the south exposition, was carried out.

7

Wyznaczanie właściwości dynamicznych płaskiego kolektora słonecznego

Obstawski P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 10

833-836

PL

W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania właściwości dynamicznych płaskiego kolektora słonecznego wg Normy PN-EN 12975-2, którą porównano z metodyką wg automatyki. Zaprezentowano występujące rozbieżności. Zwrócono uwagę na fakt dokonywanych aproksymacji w określaniu właściwości dynamicznych kolektora podczas badań normatywnych.

EN

In order to correctly design a solar installation or a power supply hybrid system based on a solar segment built of flat fluid collectors, it is necessary to know the characteristic of the applied collector efficiency and to determine its dynamic properties.. Exploitation parameters of a flat solar collector and its dynamic proprieties are determined on a basis of normative investigations according to PN - EN 12975-2 [6]. According to that norm, the collector dynamic properties are determined only on the ground of the equivalent time constant obtained from the experimental step characteristic (Fig. 1) and dependence (1). Such a procedure results in obtaining approximation of the collector dynamic properties because of neglecting the time delay and the amplification factor. Figs. 3 and 4 show the experimental step characteristics of the solar collector, basing on which there were determined the collector dynamic properties according to the standard and the classic theory of automatic control. The obtained time constants are similar, whereas the time delay neglected by the standard in the first case (the flow equal to 1.2 dm3/min) (Fig. 3) is equal to 25% of the time constant, which is a large approximation of the collector dynamic properties. The delay time is connected with the flow speed of a medium through the collector and it can be determined form relationship (6) with a good accuracy. Dynamic properties of an existing solar installation can be determined based on the exploitation data with use of the parametric identification method [5].

8

Analiza zmienności sprawności konwersji energii słonecznej dla płaskiego kolektora słonecznego

Knaga J.

Inżynieria Rolnicza

|

2011

|

R. 15, nr 5

107-115

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań płaskiego kolektora słonecznego, których celem było wyznaczenie wielkości jak i określenie zmienności sprawności konwersji energii słonecznej. Opracowane modele posłużyły do sporządzenia charakterystyk opisujących zmienność sprawności w płaskim kolektorze słonecznym.

EN

The study presents experimental results of a flat solar collector in order to determine the amount as well as the variability of solar energy conversion efficiency. The evaluated models were used to prepare certain characteristics describing the variability of efficiency in a flat solar collector.

9

Sportowa nawierzchnia solarna w kontekście pierwszej realizacji w Polsce

Podhalański B.

Czasopismo Techniczne. Architektura

|

2010

|

R. 107, z. 8-A

183-192

PL

Wielkopowierzchniowy płaski kolektor słoneczny jest fragmentem torów łuczniczych i służy do podgrzewania wody basenu. Jest sztucznym lodowiskiem. Spełnia też funkcję boisk sportowych. Kolektor jest zintegrowany z nawierzchnią sportową, która spełnia wymogi techniczne zarówno dla nawierzchni sportowych, jak i parametry przepuszczalności dla wód opadowych oraz sztucznego lodowiska. Całość wymagała wykonania odpowiedniego podłoża oraz wydajnego system drenażu. Sam kolektor jest głównym elementem systemu instalacyjnego, w skład którego wchodzi stacja sprężarek, wymienniki ciepła oraz zespół chłodniczy (zlokalizowane w odrębnym budynku technicznym), a także rurociąg przesyłowy, doprowadzający ciepło do budynku basenów. W sezonie zimowym, w nawierzchni sportowo-solarnej montowane są (na ukrytych pod nawierzchnią fundamentach): banda lodowiska i maszty nagłośnienia. Energia cieplna wydzielana przez stację sprężarkową odzyskiwana jest również w sezonie zimowym i używana do podgrzewania wody w basenach.

EN

Flat solar surface collector was designed as one of the vital elements covering the archer's range in sport complex in Kolobrzeg. Archer's sport hall is an important part of the sport complex, consisting of multifunctional sport hall, swimming pool, and game field. The collector will work as a solar energy source during summer heating large quantities of water in the swimming pool, and making indoor ice rink suitable for hockey games during the winter season. The solar collector is large enough to accommodate those needs. Archer's range (aprox. 100 m) allows for both training and international archery competitions. Sufficient drainage and underlays were very important to consider. Collector works as an element of the entire installation system, containing compressors, cooling units, heat exchangers, and piping system which is transferring heat to the swimming pool. In the winter season, ice rink borders and loudspeaker masts are mounted on underground foundations, which are in turn covered by a recreational surface. Heat emitted in the winter season by compressors in cooling station is also transfered to the swimming pool.

10

Simulation of the influence of design and meteorological factors on the efficiency of a solar plate collector

Dobriański J.

Archives of Thermodynamics

|

2009

|

Vol. 30, no. 3

45-74

EN

A mathematical model of heat transfer between the components of a solar collector and the surroundings is proposed. The model consists of the equations of heat balance for glass-covers, absorber and the rear side of a collector, as well as the heat transfer from the absorber to the heat carrying medium inside the collector. The heat balance equations take into consideration solar radiation, conduction, convection and infrared radiation between the components of the collector and its surroundings. Heat flow is calculated for solar collectors with two-glass and single-glass covers and the case where there is no cover. The subject of the investigation was to analyse the influence of different design characteristics (physical properties of materials, thickness of particular elements, distances between them) and parameters of surroundings on the efficiency of the collector. The optimal values of thickness of insulation and distances between the glass covers and the absorber, as well as other parameters were specified. The best conditions for using a collector with a double glass cover, with one glass cover and without any transparent cover were analysed. A solar collector performs better with a two-glass cover than with only a single-glass cover if the collector does not have a selective coating or if the temperature of the heat-carrier is high enough. This difference in performance, however, is not significant.

11

Wpływ warunków solarnych na efekt pracy próżniowego i płaskiego kolektora słonecznego

Latała H.

Inżynieria Rolnicza

|

2008

|

R. 12, nr 9(107)

181-188

PL

W pracy przedstawiono wpływ warunków solarnych na efekt konwersji promieniowania słonecznego w próżniowym i płaskim kolektorze słonecznym. Odmienna zasada pracy badanych kolektorów była podstawą do sprawdzenia jak ich wydajność cieplna zależy od warunków słonecznych, które były analizowane na przestrzeni 6 miesięcy. W zakresie przeprowadzonego eksperymentu zanotowano silny związek między warunkami solarnymi i ciepłem użytecznym otrzymanym z kolektorów. Porównanie pracy kolektorów w różnych warunkach klimatycznych przez okres 6 miesięcy wykazało przewagę kolektora próżniowego pod względem ilości ciepła użytecznego otrzymanego z konwersji promieniowania słonecznego. Szczególnie jest to zauważalne w okresach o mniejszym natężeniu promieniowania słonecznego.

EN

The paper presents the impact of solar conditions on the effect of solar radiation conversion in vacuum tube and flat plate solar collector. Different principle of operation of the examined collectors provided the basis for checking how their calorific effect depended on solar conditions, analysed through 6 months. Strong relation between solar conditions and useful heat obtained from collectors was observed in the scope of completed experiment. Comparison of collectors operation in various climatic conditions for 6 months proved supremacy of vacuum tube collector as regards the volume of useful heat obtained through solar radiation conversion. In particular it is noticeable in periods of lower solar radiation intensity.

12

Badanie strat energii w płaskim kolektorze słonecznym

Knaga J.

Inżynieria Rolnicza

|

2008

|

R. 12, nr 4(102)

367-373

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań płaskiego kolektora słonecznego, obecnie powszechnie stosowanego w systemach ciepłowniczych służących do przygotowania cwu. Przeprowadzona analiza statystyczna wyników pozwoliła na opracowanie istotnej zależności opisującej zmienność jednostkowego strumienia traconej energii przez kolektor przy natężeniu promieniowania słonecznego mniejszym niż 50 Wźm-2. Strumień traconej energii na kolektorze jest silnie związany z różnicą temperatur między wodą w wymienniku a temperaturą otoczenia.

EN

The paper presents the results of testing a flat-plate solar collector, which presently has been generally used in heating systems intended for preparing usable warm water. The statistical analysis of the results has made it possible to establish a significant relationship describing the variability of the unit stream of energy lost by the collector at the solar radiation intensity below 50 Wźm-2. The stream of energy lost by the collector is strongly connected with the difference between the temperature of water in the exchanger and ambient temperature.

13

Ocena jakościowa płaskich cieczowych kolektorów słonecznych na podstawie procedury probabilistycznej

Siuta-Olcha A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2004

|

T. 7, nr 2

209-225

PL

Przedstawiono metodę teoretyczną badania kolektorów słonecznych, bazującą na procedurze Exodus. Model cieplny kolektora energii promieniowania słonecznego zastąpiono modelem probabilistycznym rozchodzenia się cząstek błądzących. Modelowanie zjawisk cieplnych, zachodzących podczas pracy kolektora słonecznego w stanie ustalonym w nawiązaniu do teorii błądzenia przypadkowego, pozwoliło na sporządzenie odpowiednich charakterystyk cieplnych kolektora o znaczeniu praktycznym. Uzyskane, na drodze symulacji komputerowych, wyniki obliczeń stanowiły podstawę do przeprowadzenia oceny efektywności energetycznej kolektorów. Określono wpływ parametrów meteorologicznych i eksploatacyjnych na sprawność termiczną badanych kolektorów słonecznych. Krzywe sprawności poszczególnych kolektorów, przedstawione w funkcji temperatury zredukowanej, porównano z przebiegami podanymi przez producentów kolektorów słonecznych. Zbadano wpływ natężenia promieniowania słonecznego oraz temperatury czynnika roboczego na wlocie kolektora na przyrost temperatury wody. Stwierdzono, że istotny wpływ na uzyskiwane efekty energetyczne pracy kolektorów mają współczynnik transmisyjno-absorpcyjny, natężenie promieniowania słonecznego, temperatura otoczenia. Wnioski wynikające z analizy mogą być przydatne przy projektowaniu płaskich kolektorów słonecznych oraz mogą stanowić podstawę oceny efektywności energetycznej systemów słonecznych dla polskich warunków klimatycznych.

EN

The paper presents a theoretical method for a solar collector function analysis, using the Exodus procedure. Processes of a complex heat exchange are described on the assumption that a solar collector makes up a three--omogeneous-elements system: a glass cover, an absorber plate and a working fluid. A thermal model of a solar energy collector was substituted by a probabilistic model of random walk particle moving. A mathematical description of the model was formulated on the basis of the analogy between the conduction differential equation and the equation describing wandering particle movement. The probabilistic model of the collector's thermal performance makes it possible to perform a detailed analysis of the steady state of a flat plate collector. The computations results of the thermal resistances and the temperature field distribution in the cross section of a flat plate solar collector on the basis of the simulation programme Thermal_Resistances.PAS was obtained. The Exodus procedure allows to take into account of stochastic character of external parameters. The results of computations are a basis for the energetic efficiency evaluation of the collectors. A comparative analysis of the thermal efficiency for three selected flat plate solar collectors was presented. The influence of weather parameters (a solar radiation intensity, ambient temperature) and exploitation parameters (a working fluid volume flow, a temperature for working medium inflowing to the collector) on solar collectors thermal efficiency was analysed. The influence of a medium volume flow on its thermal resistance was determined. The influence of a solar radiation intensity and temperature for medium inflowing to the collector on the water temperature increase in solar collectors was presented. A relationship between the thermal loss coefficient and the ambient temperature was shown. Thermal efficiency curves as a function of reduced temperature were compared with collector performance characteristics from the producers. It was found that a transmittance-absorbance properties, solar radiation intensity and ambient temperature have a significant influence on the energetic effects of collector’s functioning. Solar collector performance characteristics have a practical significance. The conclusions resulting from the analysis can be useful for flat plate solar energy collectors' designers and can help to evaluate the effectiveness of solar systems in Polish climatic conditions. A theoretical collectors testing method enables a comparison of a thermal properties of solar collectors of various constructions.