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Design and performance of a large-size solar water heater

1973; Elsevier BV; Volume: 14; Issue: 3 Linguagem: Francês

10.1016/0038-092x(73)90097-2

1471-1257

H.P. Garg,

Solar Thermal and Photovoltaic Systems

The paper reports the design details of a solar water heater suitable for the large, intermittent demands for hot water by hospitals and hostels. It employs a flat-plate collector consisting of a wire-tied aluminium fin of 28 gauge with galvanized iron pipes of 19 mm diam spaced at 10 cm centres. The unit is adjusted to give maximum efficiency per unit cost under Indian conditions. Various arrangements for connecting the collectors, such as cascade, series, series parallel, and true parallel, were experimentally studied. This revealed that for a solar water heating system having a large number of absorber banks, the true parallel arrangement yields maximum efficiency and economy. The system is fully-automatic and heats 600 l. of water up to 55°C in winter months at Roorkee. Heat losses at night may be compensated for, if required, by an auxiliary electric heater provided in the storage tank and controlled by a low-cost radiation-sensing device. A simple electric circuit controls the tank mean temperature of water in the storage tank. Required collector areas based on meteorological observations for various water capacities and water temperatures are given for several Indian cities. L'exposé rapporte les détails de la conception d'un chauffe-eau solaire capable de servir les fortes demandes intermittentes en eau chaude d'hopitaux et d'hotels. Il fait emploi d'un collecteur à plaque consistant d'une ailette en aluminium de jauge 28 attachée par fils et de tuyaux en fer galvanisé de 19 mm de diamètre et dont les centres sont espacés de 10 cm. L'unité est réglée pour donner une efficacité maximum par unité de coût sous des conditions de climat Indien. Divers arrangements de connection des collecteurs tels que cascade, série, série parallèle, et véritablement en parallèle, ont été expérimentalement étudiés et il est ressorti que pour un système chauffe-eau solaire comportant un grand nombre de rangées d'absorbeurs, l'arrangement véritablement en parallèle donne la maximum d'efficacité et d'économie. Le système est entièrement automatique et chauffe 600 litres d'eau jusqu'à 55°C en hiver à Roorkee. Les pertes de chaleur pendant la nuit peuvent être compensées au cas voulu par un chauggage électrique auxilliaire prévu dans le réservoir d'emmagasinage et contrôlé par un dispositif sensible à la radiation et à bas prix. Un circuit électrique simple contröle la température moyenne du réservoir d'eau. Les zones de collection voulues fondées sur les observations météorologiques pour diverses capacités et températures d'eau sont données pour plusieurs villes indiennes. El artículo informa sobre los detalles del diseño de un heliocalentador de agua adecuado para satisfacer las grandes e intermitentes demandas de agua caliente de parte de hospitales y paradores. Empleas un colector de chapas planas que consiste de una aleta de aluminio de calibre 28 atada con alambre con tubos de hierro galvanizado de un diámetro de 19 mm., espaciados a 10 cms. de centro a centro. El aparato está ajustado para rendir la eficacia máxima calculada por coste de la unidad en las condiciones que prevalecen en India. Se experimentó con varias disposiciones para conectar los colectores, tales como en cascada, en serie, en serie paralela y paralelo simple. El resultado reveló que para un sistema de heliocalentamiento que tiene un gran número de baterías absorbedoras, la disposición en paralelo verdadero es la que rinde la máxima eficacia y economía. El sistema es completamente automático, calentando 600 litros de agua hasta los 55°C durante los meses de invierno en Roorkee. Un calentador eléctrico auxiliar que se halla en el depósito de agua y que es gobernado por un dispositivo barato sensible a la radiación compensa, de ser necesario, la pérdida de calor de noche. Un circuito eléctrico simple ajusta la temperatura media del agua en el depósito. Se detalla la superficie de los colectores necesaria para varias capacidades y temperaturas de agua en diferentes ciudades de India. Estos datos se basan en observaciones meteorológicas.