Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Θερμική μοντελοποίηση και προσομοίωση ηλιακού συλλέκτη

Papanikolas Alexandros

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να δώσουν μία χρήσιμη και εύκολη λύση στις θερμικές απαιτήσεις των κτιρίων, όπως η θέρμανση οικιακού νερού. Εκτός από εφαρμογές στη θέρμανση, υπάρχει επίσης η ανάγκη να ικανοποιηθεί η αυξανόμενη κατανάλωση ενέργειας, λόγω του κλιματισμού κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Οι συλλέκτες έρχονται να καλύψουν αυτή την ανάγκη, εκμεταλλευόμενοι την πράσινη ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, αποτελεί η μαθηματική, υπολογιστική μοντελοποίηση και η προσομοίωση ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη. Κύριος στόχος είναι η παραμετρική ανάλυση της θερμικής συμπεριφοράς ενός συλλέκτη από τις παραμέτρους που τον επηρεάζουν, καθώς και η ανάλυση ρίσκου/αβεβαιότητας σχετικά με τις αβέβαιες μεταβλητές.Ξεκινώντας με το 1ο Κεφάλαιο, γίνεται εισαγωγή των δύο κατηγοριών ηλιακού συλλέκτη, των συγκεντρωτικών και των μη συγκεντρωτικών. Αναλυτικότερα, αναφέρονται οι πέντε κατηγορίες συγκεντρωτικών, με μια σύντομη περιγραφή τους και στη συνέχεια γίνεται εκτενέστερη αναφορά, στα δύο είδη μη συγκεντρωτικών, τους επίπεδους συλλέκτες και τους συλλέκτες κενού. Τέλος παρουσιάζονται τα είδη μοντέλων, επεξηγώντας την χρησιμότητα της κάθε μοντελοποίησης. Στη συνέχεια, στο 2ο Κεφάλαιο, παρατίθεται η μαθηματική μοντελοποίηση του ηλιακού συλλέκτη. Πιο συγκεκριμένα παρουσιάζονται οι μαθηματικές εξισώσεις και διαδικασίες εύρεσης, του συντελεστή ολικών θερμικών απωλειών, των παραγόντων απόδοσης, θερμικής απολαβής και ροής, καθώς και τον βαθμό απόδοσης του συλλέκτη.Στο 3ο Κεφάλαιο, παρουσιάζεται και επεξηγείται ο υπολογιστικός κώδικας που προγραμματίστηκε στο πρόγραμμα Matlab. Ο κώδικας δέχεται σαν είσοδο δεδομένα (χαρακτηριστικά του συλλέκτη και καιρικές μεταβλητές) και επιστρέφει σαν αποτελέσματα, μεταβλητές που αναφέρθηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο με πιο σημαντικό τον βαθμό απόδοσης του συλλέκτη. Επιπρόσθετα στο παρόν κεφάλαιο, παρουσιάζεται ο έλεγχος εγκυρότητας του προγράμματος. Με απλά λόγια, για την επιβεβαίωση της σωστής λειτουργίας του προγράμματος, χρησιμοποιούνται δεδομένα και αποτελέσματα έγκυρης πηγής, όπου τα δεδομένα εισάγονται στο πρόγραμμα της διπλωματικής και τα αποτελέσματα που επιστρέφονται, συγκρίνονται με αυτά της πηγής.Το προτελευταίο, 4ο Κεφάλαιο, εστιάζει στην βελτιστοποίηση παραμέτρων του συλλέκτη. Αρχικά, παρουσιάζονται διαγράμματα συμπεριφοράς, των παραμέτρων που μας ενδιαφέρουν, σε σχέση με τον βαθμό απόδοσης. Στη συνέχεια, διεξάγεται ανάλυση παλινδρόμησης, με σκοπό να παρουσιαστεί αριθμητικά, η σειρά κατάταξης των παραμέτρων, ως προς την μεταβολή που προκαλούν στον βαθμό απόδοσης . Στο τέλος του κεφαλαίου, γίνεται ανάλυση ρίσκου στις αβέβαιες καιρικές μεταβλητές, με εφαρμογή της μεθόδου Monte Carlo. Αυτό επιτυγχάνεται, εισάγοντας γεννήτριες τυχαίων μεταβλητών, που ακολουθούν κατανομές σχετικές με την κάθε μεταβλητή, και επαναλαμβάνοντας τον κώδικα πολλές φορές. Τα αποτελέσματα, συλλέγονται, εξετάζονται και ομαδοποιούνται σε συστάδες. Στη συνέχεια, υπολογίζεται η μέση τιμή τους, η κατανομή τους, καθώς και η πιθανότητα της κάθε συστάδας. Τέλος παρουσιάζεται διάγραμμα σύγκλισης, για την εξακρίβωση της σύγκλισης της τιμής, ανάλογα με τον αριθμό των επαναλήψεων του κώδικα.Εν κατακλείδι, στο 5ο Κεφάλαιο, με βάση τα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν στις παραπάνω ενότητες, συνοψίζονται εδώ, οι σημαντικότερες παρατηρήσεις και συμπεράσματα, που εξήχθησαν από αυτές.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες