Optimized parameters of an air solar collector for drying applications using the experimental design method

Abstract

Laprésenteétudeaportésurl'optimisationducapteursolaireplanà)air,afin d’améliorer ses performances thermiques, en réalisant un certain nombred'expériences de simulation numérique basées sur le logiciel TRNSYS pourl'étude de l'efficacité énergétique et STATGRAPHICS pour la modélisationmathématique menant aux conditions idéales pour les facteursaffectant l’efficacité du capteur solaire. Afin d’obtenir une efficacité optimaledu capteursolaire, nous avons utilisé la méthode des plans d’expériences qui donne desrésultats analytiques corrects et objectifs, en alternative à la procédured'expérimentation classique. Après quelques comparaisons avec les donnéesexpérimentales, des résultats satisfaisants ont été obtenus dans cette étude. Enoutre,ilaétéconstatéquel'efficacitéénergétiqueducapteursolaire,enutilisantlesconditionsoptimalesextraitesdanslaméthodedesplansd’expériences,s’estaméliorée de manière significative par rapport aux expériences précédentesmenées au laboratoire LENREZA. Les meilleures conditions pour unetempératuredesortieetuneefficacitéoptimalesétaienttellesque:surfacede

normal, débit d'air 35 kg / h qui est un facteur important pour augmenter latempérature, épaisseur de verre 3 mm offrant une quantité maximale derayonnement solaire traversant. La température de sortie en hiver atteint41,86 °C et l'efficacité du collecteur 25%, tandis qu’en été, elle atteint 75°C avec unrendement de 16%.

The present study focused on the optimization of flat plane solar air collector, to improve its thermal performance, by conducting a number of numerical simulation experiments based on the TRNSYS software for the study of energy efficiency and STATGRAPHICS for mathematical modeling in order to find the ideal conditions for the factors affecting the efficiency of the solar collector. In order to obtain optimal efficiency of the collector, we used the experimental design method that gives correct and objective analytical results instead of the traditional procedure of experiments. After making some comparisons with the experimental data, satisfactory results were obtained in this study. In addition, it was found that the energy efficiency of the collector using the optimal conditions, extracted in the experimental design method, improved significantly compared with the previous experiments conducted at LENREZA laboratory. The best conditions for optimum outlet temperature and efficiency were as: 2.14 m2 area, absorbent surface type stainless steel, glass type normal glass, air flow 35 kg / h which is an important factor in increasing temperature, glass thickness 3 mm allowing the maximum possible amount of solar radiation. The outlet temperature in the winter reaches 41.86 °C and the efficiency of the collector 25%, while in the summer it reaches 75°C with efficiency of 16%.