Experimental and CFD investigation of a hybrid solar air heater

Potgieter, M. S.; Bester, C.; Bhamjee, M.

doi:10.1016/j.solener.2019.11.058

Cited by 49 publications

(10 citation statements)

References 19 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…In the numerical simulation, the realizable K-ε turbulence model was selected. The K-ε turbulence model is the most commonly used two-equation turbulence model [56]. The realizable K-ε turbulence model is appropriate for complex shear flows involving rapid strain, slight rotation, vortex, and local transition flow.…”

Section: Computational Fluid Dynamics (Cfd) Theorymentioning

confidence: 99%

“…Thirty-two scenarios were numerically simulated, and the volume flow of the venturi cap device is shown in Table 1. Range analysis and analysis of variance (ANOVA) are commonly used to analyze the experimental results of orthogonal design [56]. ANOVA was chosen for this study, and the variance analysis table of the volume flow rate is given (see Table 3).…”

Section: Analysis Of Variancementioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Study on the Influence and Optimization of the Venturi Effect on the Natural Ventilation of Buildings in the Xichang Area

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

Natural ventilation is a way to reduce the energy consumption of building operations and improve the indoor living environment comfort. The venturi cap is designed with a roof, grille and wind deflector to intensify the natural ventilation of buildings. The structural parameters of the venturi cap were designed using an orthogonal design. Fluid analysis software was used for numerical simulation, and variance analysis was used to study the importance of seven influence factors: the width of the roof opening, the roof slope, the height of the wind deflector, the horizontal width of the wind deflector, the angle of the wind deflector, the angle of the grille, and the spacing of the grille slices. The results show that the most significant influencing factor is the width of the roof opening, while significant influence factors include the angle of the grille and the horizontal width of the wind deflector. Additionally, the optimum parameter combination for ventilation performance at the research level was put forward, with the proposed combination achieving a volume flow rate of 5.507 m3/s. The average temperature of the horizontal plane at a height of 1.2 m above the ground was 3.002 K lower than that without a venturi cap, which provides a reference for the optimization of indoor ventilation design in buildings in the Xichang area.

show abstract

Section: Computational Fluid Dynamics (Cfd) Theorymentioning

confidence: 99%

Section: Analysis Of Variancementioning

confidence: 99%

Study on the Influence and Optimization of the Venturi Effect on the Natural Ventilation of Buildings in the Xichang Area

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Yakınsama kriterleri enerji denklemi için 10 −6 ve hız, süreklilik, türbülans yayılımı ve türbülans kinetik enerji denklemlerinin her biri için 10 −3 olarak seçilmiştir. Literatürde birçok çalışmada da yakınsama kriteri aynı alınmıştır (Menasria et al, 2017;Potgieter et al, 2020).…”

Section: Başlangıç Ve Sınır şArtlarıunclassified

Trapez Yutucu Plaklı Bir Havalı Güneş Kolektörünün Deneysel Tasarımı ve Sayısal Analizi

Alic¹,

Daş²

2020

European Journal of Science and Technology

View full text Add to dashboard Cite

Öz Yenilenebilir enerji, özellikle güneş enerjisi eski çağlardan bu yana gıda ve ürün kurutmada önemli rol oynamaktadır. Güneş enerjisi ile kurutmada da her geçen gün verim artırıcı yeni çözümler üretilmektedir. Bunlardan biri de havalı güneş kolektörüleri (HGK) için en iyi çalışma şartların geliştirilmesidir. Bu makalede, özellikle gıda ürünü kurutması için geliştirilen hava ısıtmalı güneş kolektörlerin in hesaplamalı akışkan dinamiği (HAD) analizi sunulmaktadır. HAD analizi ANSYS FLUENT R18.1 ile yapılmıştır. Bu analizde ANSYS FLUENT R18.1'in radyasyon hesaplama arayüzü iletişim kutusu kullanılmıştır. Bu arayüzün özelliği, bir güneş ışını izleme algoritmas ı kullanmasıdır. Bu algoritma ile HGK üzerine düşen ve topladığı ışınımı değeri hesaplanmıştır. HAD analizi Elâzığ iklim koşullarında gerçekleştirilen bir HGK için yapılmıştır. HGK'nın modeli 800 * 1400 *150 mm düz bir plaka olmasına rağmen, güneş emici plaka kısmı trapezdir. Trapez sac güneş emiciliği yüksek (0,95) malzemelerden seçilmiştir ve trapez sacın alt kısmı iyice yalıtılmıştır. HGK'd a 800*1400*4 mm ölçülerinde şeffaf düz cam kullanılmıştır. Kolektör tek geçişli, zorlanmış taşınımlı ve azimut açısına (42° Güney-Doğu) göre sabitlenmiştir. Analizlerde iş akışkanı olarak hava kullanılmıştır. HGK değişen hava debilerinde günün belirli saatlerinde (9.00-10.00-11.00 …-16.00) test edilmiş ve modellenmiştir. Sayısal modelin çözüm ağ yapısı istatistikleri verilmiştir. Analiz zamandan bağımsızdır. Sadece belirli bir saat için analiz gerçekleştirilmiştir. Her saat dilimi için ayrı analiz yapılmıştır. Deney sonuçları sayısal analizlerle karşılaştırılmıştır. Bunun sonucunda sabit HGK için günün bazı saatlerinde Elazığ iklim şartlarının güneşlenme faktörleri belirlenmiştir. HGK içerisinde gerçekleşen hava akış hareketleri ve kolektör üzerindeki sıcaklık dağılımı gösterilmiştir. Sonuç olarak sayısal analiz ile güneş kolektörünün 3 boyutlu (3B) modellemesi gerçekleştirilmiş ve HGK çıkış sıcaklığı için % 1'den az hata ile çözümlenmiştir.

show abstract

“…exist for heating inside buildings; however, all these methods are not completely free from fossil fuel use, which causes a problem of environmental pollution [1]. A new alternative energybased heating system to solve this problem was carried out [2,3]; among them, solar air heaters with solar energy can provide unlimited power in a sunlit environment [4][5][6]. Solar air heaters are an eco-friendly energy system without worrying about the depletion of resources; therefore, it is possible to solve the problem of carbon dioxide (CO 2 ) emissions resulting from the combustion of fossil fuels in the existing heating method.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Eco-Friendly and Economical Solar Heater Design Using Internal Structure and Phase Change Materials

Lee¹,

Son²,

Kim³

2021

Energies

View full text Add to dashboard Cite

Indoor heating systems currently used are highly dependent on fossil fuels; hence, it is urgent to develop a new heating system to achieve carbon zero-emission. A solar air heater is eco-friendly because it generates nearly zero greenhouse gases. In this study, a parametric study was conducted for optimizing solar air heater design applicable to indoor heating. Installing the internal structure in the solar heater changes the interior flow characteristic, resulting in the air temperature increased by about 14.2 K on average compared to the heater without the internal structure. An additional case study was carried out to optimize the ideal quantity of phase change materials (PCM) in terms of mass fraction and heat capacity for various operating conditions. An excessive amount of PCM (e.g., 66% of the storage space filled with PCM) deteriorates the performance of the air heater unless the entire PCM could be melted during the daytime. After heating, the air temperature was maintained the longest when only 33% of the internal space was filled with PCM. The solar air heater can fully replace or partly assist a conventional heater for indoor heating, and it could reduce approximately 0.6 tCO2 per year.

show abstract

Experimental and CFD investigation of a hybrid solar air heater

Cited by 49 publications

References 19 publications

Study on the Influence and Optimization of the Venturi Effect on the Natural Ventilation of Buildings in the Xichang Area

Study on the Influence and Optimization of the Venturi Effect on the Natural Ventilation of Buildings in the Xichang Area

Trapez Yutucu Plaklı Bir Havalı Güneş Kolektörünün Deneysel Tasarımı ve Sayısal Analizi

Eco-Friendly and Economical Solar Heater Design Using Internal Structure and Phase Change Materials

Contact Info

Product

Resources

About