СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЛЕКТОРОВ
Соотношение (3:2), полученное из уравнения Хот - теля — Уиллера — Блиса, определяет общую тепловую эффективность коллектора и может быть использовано
для сравнения характеристик коллекторов различного типа. Зависимость КПД коллектора от параметра (Гср—
— Тжр) G~[2] для четырнадцати различных типов коллек-3
тора по данным, опубликованным в 1976 г., показана на] рис. 3.22. Вероятно, что такая форма представления дан-^ ных будет иметь все большее значение, поскольку во всех странах вводятся национальные стандарты, регламентирующие характеристики коллектора.
|
Рис. 3.22. КПД солнечных коллекторов различного типа. У — струйный коллектор; 2 — коллектор с тепловой трубой; 3 и 4 — коллекторы •: Хейвуда с одинарным и двойным остеклением соответственно; 5 — коллектор, j обеспечивающий небольшое повышение температуры; 6 — коллектор фирмы «Ханиуэлл»(два просветляющих покрытия, селективный); 7 — коллектор с теп-] ловой ловушкой; 8 — воздухонагреватели конструкции Лефа и Хейвуда; 9 — вакуумированный трубчатый коллектор фирмы «Филипс»; 10 — вакуумирован - ный трубчатый коллектор фирмы «Оуэнс-Иллинойс»; 11 — коллектор фирмы: «Ханиуэлл» с двойным остеклением; 12 — коллектор фирмы «Ханиуэлл* с двойным остеклением и селективной поглощающей поверхностью; УЗ—коллектор типа РРС с двойным остеклением и селективным покрытием. |
Характеристики всех типов коллектора, кроме двух простейших —коллектора для небольшого повышения температуры [40] и струйного [46, 87],—проходят через прямоугольник, ограниченный значениями КПД от 50 до 70% и значениями параметра (Тср — ?0кр) G~] от 58
0,03 до 0,05. Следовательно, при интенсивности падающей радиации более 500 Вт/м2 все эти нагреватели будут иметь почти одинаковую производительность при нагреве рабочей жидкости до температуры, на 15— 30 °С превышающей температуру окружающей среды. Указанный диапазон температур наиболее характерен для установок в коммунально-бытовой сфере. Коллектор струйного типа и коллектор для небольшого повышения температуры не приемлемы в качестве источника тепла при высокой температуре, поскольку максимальна возможное повышение температуры, по-видимому, составляет около 60°С. Обладающий хорошими эксплуатационными качествами промышленный коллектор плоского типа фирмы «Ханиуэлл» с двумя просветляющими стеклянными покрытиями и селективной поверхностью поглощающей пластины [88] и более простой по конструкции коллектор с тепловой ловушкой [46] имеют практически одинаковый КПД, хотя характеристики последнего следовало бы оценить в условиях эксплуатации. Судя по первым опубликованным результатам, к концу 70-х | годов можно ожидать значительного улучшения характеристик составного параболического концентратора [89] и коллектора с тепловой трубой [74]. Оба эти коллектора интенсивно разрабатываются в рамках научно-исследовательских программ США. Вакуу - мированные трубчатые коллекторы [24, 69] не только прекрасно работают в условиях хорошей радиации, обеспечивая высокие перепады температур, но и при плохой радиации имеют хорошие характеристики. Результаты работы Хейвуда [3] по определению характеристик коллектора с двойным и одинарным остеклением могут быть использованы в качестве эталонных для всех простых плоских коллекторов, тогда как коллектор PPG [90] принадлежит к числу более совершенных, выпускаемых промышленностью устройств. Простые воздухонагреватели [3, 81] имеют относительно хорошие характеристики по сравнению с обычными водонагревателями.
Хотя кривые на рис. 3.22 основаны на уравнении со многими упрощающими допущениями, такая форма представления данных позволяет объективно сравнивать между собой коллекторы, испытанные в разных районах при весьма различных уровнях падающего солнечного излучения. Однако она не дает возможности оценить
или сравнить экономические показатели, и коллекторы с весьма близкими тепловыми характеристиками могут по меньшей мере вдвое отличаться по стоимости. Кроме того, данный анализ не позволяет определить еще один важный с практической точки зрения параметр — рас - j четный срок службы коллектора.
