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Design and application of honeycomb porous-bed solar-air heaters

1971; Elsevier BV; Volume: 13; Issue: 2 Linguagem: Francês

10.1016/0038-092x(71)90004-1

1471-1257

O. Lalude, H. Buchberg,

Heat Transfer and Optimization

The honeycomb-porous bed concept is shown to be an effective means for solar air heating. Design considerations require knowledge of the best cell dimensions, and wall coating thickness accounting for collector tilt, time of year, maximum heated air temperature and ambient air temperature. Previous studies have been extended to determine the values of cell depth to spacing ratio, width to spacing ratio, and wall coating thickness that minimize the cost per useful energy collected at various times of year and for various tilt angles, ambient air temperatures and exit air temperatures. For all conditions investigated, the cost per useful energy collected was minimized for values of wall coating thickness between 0·4 and 0·8 mil, cell depth to spacing ratios between 4 and 10, and cell width to spacing ratios between 7 and 10. A design study of a solar-air heater farm crop-drier system demonstrates a method for the determination of the best values for air temperature, air flows and solar heater area, to minimize the cost per lb of moisture removal. Le concept de la couche poreuse nid d'abeilles est démontré comme étant un moyen efficace de chauffage par l'énergie solaire. Les considérations de design demandent une connaissance des meilleures dimensions des cellules et de l'épaisseur du revêtement des parois en tenant compte de l'inclinaison du collecteur, de la période de l'année, de la température maximale de l'air chauffé et de la température de l'air ambiant. Les études antérieures ont étéélargies pour déterminer les valeurs des rapports profondeur/espacement des cellules, et largeur/espacement, ainsi que l'épaisseur du revêtement des parois qui réduit le coût par énergie utile recueillie à différentes époques de l'année et pour divers angles d'inclinaison, et températures variées de l'air ambiant et de l'air de sortie. Pour toutes les conditions envisagées, le coût par énergie utile recueillie a été réduit pour les valeurs de l'épaisseur du revêtement des parois entre 0,4 et 0,8 mil, des rapports de profondeur/espacement des cellules entre 4 et 10, et des rapports de largeur/espacement des cellules entre 7 et 10. Une étude de design d'un système de chauffage solar-air pour le séchage des cultures démontre une méthode permettant de déterminer les meilleures valeurs pour la température de l'air, les courants d'air et la zone de chauffage solaire pour minimiser le coût par livre de déshumidification. Se demuestra que el concepto del lecho poroso en forma de panal constituye une solución eficaz para el calentamiento del aire por energía solar. Las consideraciones de cálculo exigen el conocimiento de las dimensiones de pila y espesor de revestimiento de pared óptimos en función del ángulo de inclinación del captador, la época del año, la temperatura máxima del aire calentado y la temperatura del aire ambiental. Los estudios ya realizados han sido objeto de ampliación a fin de determinar los valores correspondientes a la relación entre profundidad de pila y espaciado, relación entre anchura y espaciado y espesor de revestimiento de pared que minimizan el coste de captación de energía útil en distintas épocas del año y con diversos ángulos de inclinación, temperaturas ambientales y temperaturas de aire saliente. En todas las condiciones investigadas se minimizó el coste de captación de energía útil en función de los siguientes valores: espesor del revestimiento de pared, de 0,4 a 0,8 miléstimas; relaciones entre profundidad de pila y espaciado, de 4 a 10 y relaciones entre anchura de pila y espaciado, de 7 a 10. El estudio teórico de un secador de productos agrícolas con calentador de aire por energía solar demuestra un método para la determinación de los mejores valores correspondientes a la temperatura del aire, caudales de aire y superficie del calentador solar en orden a minimizar el coste por libra de peso de la higroextracción.