ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

3.2.1. Солнечные коллекторы с естественной циркуляцией теплоносителя

При проектировании гелиосистем удобно пользоваться удельной производительностью гелиоколлектора, то есть количеством теплоносителя, которое нагревается одним квадратным метром лицевой поверхности гелиоколлек­тора до заданной температуры на протяжении суток при определенных условиях поступления солнечной энергии. Поэтому в последующем изложении расход теплоносителя, полученную тепловую энергию и другие характеристики будем относить кім2 гелиоколлектора.

Суточное поступление теплоты от 1 м2 гелиоколлектора

image038Qcyr ~^тнстн(1 Є IKP )Vc

Время после восхода Солнца т2, на протяжении которо­го теплоноситель нагревается до заданной температуры t3ad, зависит от значения этой температуры, интенсивности сол­нечной радиации и характеристик гелиоколлектора. При синусоидальном законе изменения интенсивности солнеч­ной радиации на протяжении светового дня

Подпись: Тс Tj =—arcsin 71 image040(1.18)

где взад =9'зад/^'тах " относительная избыточная заданная температура.

image041 Подпись: (1.19)

В результате симметричности синусоиды считаем, что

2*с f 7t 71 І2

Подпись: зад
Подпись: Ат Подпись: arcsind.
Подпись: (1.20)

Если учесть возможную облачность с помощью коэффи­циента солнечного сияния |/с, то длительность работы сол­нечного коллектора

АТраб=Х1/сАт - (!-21)

В формулах (1.17)-(1.21) приняты обозначения: i1 - вре­мя, определяемое от появления Солнца, ч; тс - длитель­ность светового дня; t3ad и tH - соответственно заданная тем­пература и температура наружного воздуха; &зад - заданная избыточная температура; $тах - максимальное значение избыточной равновесной температуры неподвижного те­плоносителя; GTH~ расход теплоносителя; NrB - равновес­ная теплофизическая характеристика коллектора; |/с - ко­эффициент солнечного сияния.

Формулу для обозначения Q„,„ удобно представить так,

сути

image047 Подпись: (1.22)

чтобы в ее состав входили только относительные значения избыточных температур

После интегрирования в заданных пределах получим

Подпись: Qc- Подпись: :®ГНудСТн(1 Є Подпись: ’)vA image052 Подпись: -Овх arccos 931 Подпись: (1.23)

QcyT = ^тнудСтн (1 - e_JVrKp )|/c9max —5-[cos(arcsin Эззд) - 9ВХ arccos Эзад ]. Учитывая, что cos(arcsin 9зад) = %/l-Ззад, имеем

Масса нагретой воды, которая поступила в бак от каждо­го квадратного метра гелиоколлектора во время его работы,

2т -

туд =^ТНудАТраб = —^-^тнУс аГССОБЭзад• (1.24)

image055 Подпись: (1.25)

С другой стороны, количество удельной теплоты, кото­рая поступила с горячей водой в бак теплового аккумуля­тора во время работы гелиоколлектора, можно выразить через температуру воды в баке без учета тепловых расходов

image057 Подпись: (1.26)

Решая совместно уравнения (1.23) и (1.25) с учетом за­висимости (1.24), получим

Подпись: (1.27)Озад - Овх = (1 - Є"*"* )(L3 - Эвх )

Подпись: И

АТ _ ^ПС-^ГК с _

•‘>ГКр - п S — г

СгТнСТН СгТНеТН

Подпись: (^ТНуд )0 image062 Подпись: (1.28)

Подставив значение NrKp в уравнение (1.27) и решив его относительно расхода теплоносителя, найдем оптимальное значение

Если удельный расход теплоносителя больше, чем (стнуд)0 , то средняя температура воды, которая поступила

в бак во время работы гелиоустановки, будет ниже задан­ной. Если же удельный расход теплоносителя меньше, чем (С? ТНуД ) , то средняя температура воды, которая накопилась в баке, будет выше заданной. Потребитель же получит воду с заданной температурой, так как смеситель добавит такое количество холодной воды, чтобы температура выданной воды имела требуемое значение. Однако суммарное коли­чество горячей воды с заданной температурой будет мень­ше, поскольку гелиоколлектор работал при повышенной температуре и его коэффициент использования солнечной энергии снизился.

Подставив значения (СТнУд )0 в формулу (1.24), получим

Подпись: 2xcv|/cJfrK^ агссовФзад ЛСТН 1П ~ QBX Подпись: т„(1.29)

L9 — Эзад

Если продолжительность светового дня измерять в ча­сах, а теплоемкость воды принять стн = 4190 ДжДкг’К), то удельную суточную производительность гелиоустановки, кг/(м2,сут), можно вычислить по формуле

Подпись:Подпись: (1.30)Подпись:/Пуд =0,547т|гу

L$ — Озад

где T|j, y— коэффициент, который учитывает расход теплоты из магистрали и бака-накопителя, а также влияние тепло­вой инерционности гелиоколлектора.

Если трубы и стенка бака теплоизолированы, то при расчетах продуктивности установки можно принимать

г|гу = 0,88...0,94.

В уравнениях (1.22)—(1.30), кроме указанных выше, приняты обозначения 9сут - суточный удельный тепловой поток, Вт/м2; Звх - относительная избыточная температура на входе.

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГЕЛИОУСТАНОВОК

На основании результатов исследований автора Крас­нодарской лабораторией энергосбережения и нетрадици­онных источников энергии АКХ были разработаны Реко­мендации по проектированию гелиоустановок котельных и ЦТП. В данной работе были исследованы следующие во­просы: анализ …

СОЛНЕЧНО-ТОПЛИВНЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ

Для солнечных водонагревательных установок соотно­шение параметров при отсутствии теплового дублёра выра­жается уравнением: О Л 0,278 10-3АЕ/ лг =ОгсрУ2-Ь), i-n vi - интенсивность суммарной солнечной радиации в плоскости сол­нечных коллекторов за …

ГЕЛИОУСТАНОВКИ БОЛЬШОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

В 1989 г. по проекту автора в Краснодаре была построе­на и эксплуатируется до настоящего времени гелиоуста­новка издательства «Советская Кубань» с площадью сол­нечных коллекторов 260 м2. Солнечные коллекторы (432 шт.) размещены …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.