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A feasibility study of solar heating in Iran

1973; Elsevier BV; Volume: 15; Issue: 1 Linguagem: Francês

10.1016/0038-092x(73)90002-9

1471-1257

Mehdi N. Bahadori,

Geothermal Energy Systems and Applications

A single-glass, flat-plate solar collector for air heating is analyzed for an optimum tilt angle of 45° for Shiraz (29° 36′ N latitude, 52° 32′ E longitude, and elevation of 4500 ft). The absorbed and utilized solar energy, as well as the collector outlet air temperature, the glazing, and the blackened plate temperatures, are determined with respect to the incident solar energy, parametric with collector inlet air temperatures and flow rates and outside air temperature. A 10 ft2 collector and an 8 ft3 rock storage are built to experimentally verify the analysis and obtain cost estimates. A 5000 ft2 single-story building is considered for solar heating and economic evaluations. Based on an annual interest rate of 8 per cent amortization of the solar heating equipment over 15 yr, electrical energy costs of 3c/kWh, and fuel costs of $1·10 per 106 B.t.u., the optimum collector area which results in minimum annual operating costs (of the solar heating system and the auxiliary heating unit) is determined. A net saving results because solar heating is employed. The feasibility study is extended to eleven other Iranian cities. It is found profitable to employ solar heating in cities with low annual rainfall and relatively cold winters. An effective evaporative cooling is obtained by spraying water over the rock storage during the summer. Une plaque collectrice solaire de verre simple, utilisée pour le chauffage de l'air, est analysée à un angle optimum de 45° à Shiraz (29° 36′ latitude Nord, 52° 32′ longitude Est, altitude 1500 m). Les auteurs déterminent l'énergie solaire absorbée et utilisée, ainsi que la température de l'air à la sortie du collecteur, la température du vernis et de la plaque noircie, par arpport à l'énergie solaire indicente, aux températures de l'air à l'entrée du collecteur, aux taux de l'écoulement et la température de l'air à l'exterieur. Un collecteur de 3,3m2 et une pièce de stockage en pierre sont construits pour vérifier expérimentalement l'analyse et pour permettre d'estimer le coût. Pour l'estimation du coût et du chauffage solaire les auteurs choisissent un bâtiment de 1700 m2 sans étage. Les auteurs déterminent la surface optimum du collecteur pour des frais annuels minimum de fonctionnement (du système de chauffage solaire et de l;unité auxiliaire de chauffage) d'après plusieurs facteurs: un taux anneul d'intérêt de 8%, un amortissement sur 15 ans du matériel de chauffage solaire, une énergie électrique coûtant 3 c/kWh et le coût du carburant s'élevant à $1.10 pour 106 B.t.u. Les auteurs montrent que l'utilisation de la chaleur solaire est plus rentable. Il étudient les possibilités de réalisation dans II autres villes d'Iran et ils trouvent qu'll est rentable d'utiliser le chauffage solaire dans les villes oû la moyenne annuelle annuelle des pluies est basse et oû les hivers sont relativement groids. Un refroidissement efficace par évaporation est obtenu en arrosant d'eau la surface de pièrre pendant l'été. Se analiza un captador de energía solar de placa plana y cristal único, destinado a la calefacción ambiental, en función de un ángulo de inclinación óptimo de 45°, para Shiraz (latitud 29° 36′ N., longitud 52° 32′ E. y altura de 4.500 pies). La energía solar absorbida y aprovechada así como la temperature de aire de salida del captador, el encristalado y las temperaturas de la placa ennegrecida, son determinados con respecto a la energía solar incidente, paramétrica con las temperaturas de aire de entrada del colector así como los regímenes de flujo y la temperatura del aire exterior. Se construyen un captador de 10 pies cuadrados y una zona de almacenamiento en roca de 8 pies cúbicos, en orden a la verificación experimental del análisis y obtención de presupuestos de coste. Se considera un edificio de planta única de 5.000 pies cuadrados para evaluaciones económicas y de calefacción solar. En base a un tipo de interés anual del 8%, amortización del equipo calefactor durante un plazo de 15 años, coste de energía eléctica de 3c/kWh y coste de combustible de $1,10 por 106B.t.u, se determina el área de captador óptima de la que resultan costes anuales de explotación mínimos (del sistema de calefacción solar y del grupo calefactor auxiliar). El empleo de la calefacción solar produce un ahorro neto. El estudio de factibilidad es extendido a otras once ciudades iranianas y se encuentra que es rentable el empleo de la caelfacción solar en ciudades con baja precipitación anual e inviernos relativamente fríos. Se obtiene una refrigeración evaporativa efficaz rociando agua sobre la zona de almacenamiento durante el verano.