태양광열 기반 하이브리드 히트펌프 시스템의 수치모델링 및 유량별 성능해석

채수원; 남유진

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자료유형: 학술대회자료

저자정보: 채수원 (부산대학교) 남유진 (부산대학교)

저널정보: 대한설비공학회 대한설비공학회 학술발표대회논문집 대한설비공학회 2023년도 동계학술발표대회 논문집

발행연도: 2023.11

수록면: 423 - 426 (4page)

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Photovoltaic-thermal (PVT) systems effectively harness the advantages of thermal management in solar technologies by utilizing waste heat. Nonetheless, system performance can vary significantly based on heat usage conditions on the load side. Notably, the temperature of the fluid circulating within the PVT is influenced by the state of the thermal energy storage (TES), which, in turn, impacts thermal efficiency. Accurate design, especially of the TES, is thus crucial. Many existing design tools, however, represent the TES using a single node or a few nodes, leading to potentially significant errors in performance predictions. In this study, we introduced a numerical model for the TES and evaluated the system's performance using a convection heat diffusion model tailored for the PVT system. The energy balance of TES model is determined by the net heat transfer into the control volume due to mass flow, using a Cartesian coordinate system. Considering forced flow occurred within the control volume, forced convection heat transfer was assumed to be when heat flux was applied to a moving plate. Natural convection heat transfer was analyzed assuming that the nodes form vertical and horizontal planes. The developed numerical model not only reduced the time required for predictions compared to CFD software, but also
improved accuracy compared to physical models in existing dynamic simulation tools. As a result of evaluating PVT performance during representative days through numerical models, it was confirmed that the change in power generation efficiency according to flow rate was minimal, but there was a difference of more than 10% in heat collection amount.

#Photovoltaic-thermal(태양광열) #Thermal energy storage(열저장장치) #Thermal efficiency(열효율) #Forced convection(강제대류) #Natural convection(자연대류)

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