دانشگاه کاشان مهندسی و مدیریت انرژی 2345-2951 15 4 2026 10 03 Design and Performance Evaluation of a Solar Water Heating System with a Storage Tank to provide Hot Water for a Model Residential Building in the Cities of Tehran and Kashan طراحی و ارزیابی عملکرد سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی به همراه منبع ذخیره، برای تأمین آب‌گرم مصرفی یک ساختمان مسکونی نمونه در شهرهای تهران و کاشان 37 60 115707 10.22052/eem.2026.258962.1183 FA زهرا پارسای دانشکده مهندسی مکانیک- حرارت و سیالات، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران مجید سبزپوشانی دانشکده مهندسی مکانیک- حرارت و سیالات، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران Journal Article 2026 06 23 Solar water heating collectors are considered one of the most important options for providing thermal energy to buildings due to their use of renewable energy, reduced fossil fuel consumption, and low operating costs. In this study, the performance of a solar water heating system for a residential building in the cities of Tehran and Kashan was evaluated dynamically and over a one-year period, using the TRNSYS software. The results showed that solar radiation in both cities had a specific seasonal behavior such that the highest radiation was observed in the warm season and the lowest in the winter. The analysis of energy results showed that the useful energy produced by the collector was directly related to the intensity of radiation and reached more than 5000 kJ/h during peak radiation periods. Although heat losses increased with increasing collector operating temperature, the useful energy produced prevailed over losses during most hours of the year. Also, the need for auxiliary energy was almost zero in the summer and increased in the winter. The thermal behavior of the storage tank showed that the water temperature was within a stable range for most of the hours. The annual collector efficiency was 57.37% in Kashan and 55.08% in Tehran, indicating the optimal performance of the system in both climates. Overall, the results indicate that the system is able to adequately supply the thermal load of the building and that areas with higher radiation, such as Kashan, provide more optimal conditions for the operation of solar thermal systems. کلکتورهای آب‌گرم‌کن خورشیدی به دلیل بهره‌گیری از انرژی تجدیدپذیر، کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و هزینۀ بهره‌برداری پایین، از مهم‌ترین گزینه‌ها در تأمین انرژی حرارتی ساختمان‌ها محسوب می‌شوند. در این پژوهش، عملکرد یک سامانه آب‌گرم‌کن خورشیدی برای یک ساختمان مسکونی در دو شهر تهران و کاشان با استفاده از نرم‌افزار ترنسیس (Trnsys Software) به‌صورت دینامیکی و در بازه زمانی یک‌ساله مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که تابش خورشیدی در هر دو شهر دارای رفتار فصلی مشخصی است؛ به‌طوری که بیشترین میزان تابش در فصل گرم سال و کمترین مقدار آن در فصل زمستان مشاهده می‌شود. تحلیل نتایج انرژی نشان داد که انرژی مفید تولیدی کلکتور ارتباط مستقیمی با شدت تابش داشته و در دوره‌های اوج تابش به بیش از 5000 kJ/h رسیده است. هرچند تلفات حرارتی با افزایش دمای عملکرد کلکتور افزایش‌یافته، اما در اغلب ساعات سال انرژی مفید تولیدی بر تلفات غلبه داشته است. همچنین نیاز به انرژی کمکی در فصل تابستان تقریباً صفر بوده و در فصل زمستان افزایش‌یافته است. بررسی رفتار حرارتی مخزن ذخیره نشان داد که دمای آب در بیشتر ساعات در محدودۀ پایدار قرار داشته است. بازده سالانه کلکتور در کاشان 37/57% و در تهران 08/55% به دست آمد که نشان‌دهنده عملکرد مطلوب سامانه در هر دو اقلیم است. در مجموع، نتایج بیانگر آن است که سامانه قادر به تأمین مناسب بار حرارتی ساختمان بوده و مناطق با تابش بالاتر، مانند کاشان، شرایط بهینه‌تری برای بهره‌برداری از سامانه‌های خورشیدی حرارتی فراهم می‌کنند.

https://energy.kashanu.ac.ir/article_115707_c0057c6feec4d57a1d9c1dae52919006.pdf