Analysis of the Top Loss Coefficient for Flat Plate Collector in a Solar Air-Conditioning System during Winter

태양열 이용 냉난방 공조시스템중 평판형 집열기의 동계 상부 열손실 해석

There are mainly 3 heat losses from solar collector; top, bottom, and edge heat loss. Usually edge heat loss is small so that could be neglected. Of the total thermal losses occurring in a flat plate solar collector, top loss heat losses are dominant. Therefore it is necessary to calculate the top loss coefficient accurately in order to find out performance of solar collector. The flat plate solar collector(regenerator in summer) used in this study was made for year-round all conditioning. In order to find out collector efficiency for heating in winter without a system change, outdoor experiment was done. The top loss coefficient of this collector was about 3 to $4.5W/m^2^{\circ}C$. Futhermore use of selective coating in trickling surface can improve a performance of flat plate solar collector.

태양열 집열기의 열손실은 크게 3가지 즉 상부 열손실, 하부 열손실, 측부 열손실로 대별되나 단열이 양호한 집열기에서는 일반적으로 측면으로의 열손실은 무시한다. 측부 열손실을 제외한 두 열손실 중에서도 상부 열손실은 집열기의 대부분의 열손실을 차지하는 지배적인 요소이다. 따라서 태양열 집열기의 집열 성능을 정확하게 파악하기 위해서는 상부 열손실 계수를 정확하게 계산할 필요가 있다. 본 연구에서 사용한 평판형 태양열 집열기(재생기)는 하계에는 제습 및 냉방을 행하고 동계에는 난방을 행하는 전천후 집열판으로 제작되었다. 따라서 장치의 전환없이 겨울에 난방용으로 사용하였을 경우의 집열 성능을 파악하기 위하여 옥외에서 실험을 하였다. 동계 기간 실험을 통하여 본 집열기의 상부 열손실 계수는 약 $3{\sim}4.5W/m^2^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 그리고 집열표면에 선택흡수막을 입혀서 난방용으로 사용하면 주위와의 복사 열손실을 크게 줄일 수 있기 때문에 본 집열기의 집열 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.