Neįstiklinto pratakaus saulės kolektoriaus tyrimas taikant skaičiuojamosios fluidų dinamikos metodą

Abstract

Neįstiklintas pratakus saulės kolektorius – puikus ekologiškas ir nemokamas būdas sušildyti į patalpas tiekiamą lauko orą, vartojant saulės energiją. Tai orinis saulės kolektorius, skirtas pro jį pratekančiam orui sušildyti saulės spinduliuotės energija, montuojamas ant labiausiai saulės apšviesto (dažniausiai pietinio) pastato fasado. Jis taip pat dažnai vadinamas saulės siena dėl dažno jo montavimo ant pastato išorinės sienos. Šio straipsnio tikslas – naudojant „ANSYS Fluent“ skaičiuojamosios fluidų dinamikos (SFD) programų paketą, skaitiškai išnagrinėti neįstiklinto pratakaus saulės kolektoriaus (saulės sienos) veikimą vėsaus vidutinių platumų klimate, kuriam priklauso ir Lietuvos klimatas. Straipsnyje tiriamas Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VILNIUS TECH) Aplinkos inžinerijos fakulteto neįstiklintas pratakus saulės kolektorius, priklausantis universiteto Pastatų energetinio mikroklimato sistemų (PEMS) laboratorijai, įrengtas ant išorinės fakulteto sienos, kurio bendras plotas yra 100 m². Kadangi visa minėta saulės siena yra labai didelė, tai gali labai apkrauti SFD skaičiavimus, todėl pasirinktas tirti tik nedidelis 0,085 m² ploto jos fragmentas. Tyrimui atlikti naudojamas vienas populiariausių tarp pasaulio mokslininkų „ANSYS Fluent“ SFD programų paketas minėtam nagrinėjamos saulės sienos fragmentui analizuoti. Straipsnyje nagrinėjamas oro temperatūros bei greičio pasiskirstymas nagrinėjamame saulės sienos fragmente, taip pat nustatomas bendras kolektoriaus efektyvumas.