Kategorija

Iknedēļas Ziņas

1 Kamīni
Vai es varu izveidot apkures savācēju ar savām rokām
2 Katli
Siltuma patēriņa standarti
3 Radiatori
Indukcijas katli: reālas priekšrocības un trūkumi
4 Degviela
Kā veidot siltu grīdu privātmājā - soli pa solim instrukcijas
Galvenais / Degviela

Saules kolektora aprēķins karstajam ūdenim


Saules enerģija ir ne tikai gaisma, kas pārveidota par elektrību. Mājā ir arī karsts ūdens un siltums. Lai pārvērstu saules starojuma enerģiju siltumā, jums nepieciešama īpaša uzstādīšana - saules kolektori. Laikā no aprīļa līdz oktobrim šīs vienības piegādā mājas ar karstu ūdeni, un rudens-ziemas periodā tie kopā ar tradicionālajiem enerģijas avotiem silda telpas.

Pateicoties mājām, lauku mājas, kurās izmanto saules kolektorus, nodrošina ievērojamus ietaupījumus, jo karstā ūdens ieeja mājā gandrīz bez maksas. Bet, lai šīs iekārtas darbotos optimālākā veidā, pirms izvēloties uzstādīšanas veidu un atrašanās vietu, ir nepieciešams veikt vismaz aptuvenu, aptuvenu aprēķinu par saules kolektoru karstā ūdens apgādei (karstā ūdens piegāde).

Plakana helikomēra pārveidotāja aprēķina piemērs

Vispirms ir jānosaka, cik daudz saules enerģijas nokrīt uz virsmas, kas ir uzstādīta perpendikulāri saules stariem. Ir zināms, ka viena kvadrātmetra virsmas ārpus atmosfēras iegūst 1367 vatus saules enerģijā.

Caur atmosfēru saules starojums zaudē spēku no trīs simtiem līdz pieci simti vatu. Tāpēc uz Zemes virsmas skaidrā, mākoņainā vidē platuma grādos, no 800 līdz 1000 vatiem jaudas samazinās uz vienu kvadrātmetru. Aprēķiniem tiek ņemta vidējā vērtība 900 vati. Lai vienkāršotu aprēķinus, par paraugu izmanto parasto viena kvadrātmetra saules enerģijas pārveidotāju.


Plakana saules kolektora siltuma zuduma modelis

Aprēķināšanai izmantotais kolekcionāra modelis ir iekārta, kuras darba virsma ir aizsargāta ar speciālu, noturīgu, necaurlaidīgu stiklu ar pret atstarojošu pārklājumu. Absorbers ir pārklāts ar karstumizturīgu, selektīvu melnu krāsu. Tas nodrošina gandrīz 100% siltumenerģijas absorbciju. Kolektora aizmugurējā daļa ir izolācijas slānis ar desmit centimetru biezumu. Siltumizolācija visbiežāk tiek veikta, pamatojoties uz minerālvilnu. Lai aprēķinātu siltuma zudumus, kas neizbēgami rodas ēnas pusē, ir jāzina minerālvates siltuma vadītspēja. Vieglajai minerālvaļai šis koeficients ir 0,045.

Aprēķinam tiek pieņemts, ka izolācijas priekšējās un aizmugures malas temperatūras starpība ir līdz 50 °. Tātad, ja izolācijas biezums ir desmit centimetri, siltuma zudumi būs:

Aptuveni vienādi siltuma zudumi ir iespējami no kolektora gala virsmām un no caurulēm. Tādējādi kopējie siltuma zudumi ir 45 vati. Lai veiktu aprēķinu, jāveic korekcijas iespējamai mākoņainībai, kolektora stikla piesārņojumam, svešķermeņu (piemēram, koku atstājumiem) piestiprināšanai. Tāpēc, aprēķinot jāņem saules enerģijas jaudas apakšējā robeža uz vienu kvadrātmetru - 800 vati uz kvadrātmetru. Ūdens tiek izmantots kā siltumnesējs dzīvokļu saules enerģijas pārveidotājos. Lai vienā grādī uzkarsētu vienu litru ūdens, ir nepieciešams tērēt enerģiju 4200 džoulos, kas atbilst 1,16 vatu jaudai.

Zinot šīs vērtības, ir iespējams aprēķināt ūdens daudzumu, kas tiks uzkarsēts vienu stundu tradicionālajā saules kolektorā ar darba laukumu vienam kvadrātmetram:

Tas nozīmē, ka vienas stundas laikā hēlija kolektors ar platību 1 kvadrātmetru varēs sildīt gandrīz 700 litrus ūdens par vienu grādu. No šī aprēķina izriet, ka, ja ir nepieciešams sildīt ūdeni divos, trijos un desmit grādos, tad patērētā jauda ir attiecīgi jāpalielina.

800: (1,16 × 10) = 68,96

Tāpēc, lai stundu sildītu ūdeni par 10 grādiem, izmantojot parasto saules kolektoru, jums jāpaliek ne vairāk par 69 litriem ūdens (viena litra ūdens svars ir vienāds ar vienu kilogramu). Saskaņā ar sanitārajiem noteikumiem un noteikumiem (SanPiN), kas pieņemti 2009. gadā, mājās piegādātā karstā ūdens temperatūrai jābūt no + 60 ° C līdz + 75 ° C.

Kā liecina prakse, lai uzturētu komfortablu vidi vienai personai, vidēji dienā vajadzētu būt apmēram 50 litriem karsta ūdens. Lai aprēķinātu enerģijas daudzumu, mēs pieņemam šo vērtību un augšējo temperatūru - + 75 ° С. Tā kā aukstajam ūdenim, kas ieplūst rezervuārā, sākotnējā temperatūra ir aptuveni + 10 ° C, tad tiek iegūta temperatūras starpība, kurai nepieciešams ūdens sildīt:

Kolektoram jābūt novietotam tā, lai tā slīpuma leņķis apmēram atbilstu reljefa ģeogrāfiskajai platībai un orientācija būtu uz dienvidiem. Tur var būt nelielas novirzes dienvidaustrumos vai dienvidrietumos.

Lai noteiktu siltuma daudzumu, kas vajadzīgs, lai sildītu 50 litrus ūdens 65 ° temperatūrā, formula ir piemērojama:

W = Q × V × Tp = 1,16 × 50 × 65 = 3770 (vata enerģijas)

Tagad paliek aprēķināt hēlija kolektora laukumu. Saskaņā ar meteorologu tabulām šajā konkrētajā apgabalā, ir nepieciešams precizēt saules enerģijas daudzumu, ko šeit saņem viens kvadrātmetrs. Mūsu aprēķiniem šī vērtība tiek ņemta 800 vati. Sadalot aprēķināto W vērtības enerģijas daudzumu par 800 vatiem, iegūstam vajadzīgo savācēja zonu:

3770: 800 = 4,71 (kvadrātmetri)

Šī vērtība atbilst hēlija kolektora platībai, kas kalpo vienai personai. Lai sildītu ūdeni diviem, trim vai vairākiem cilvēkiem, šī platība ir jāpalielina par atbilstošu skaitu reižu. Ar standarta darba platību 2,0 m² - 2,2 m², ir nepieciešams uzstādīt sešus dzīvokļa saules kolektorus ūdens sildīšanai trīs ģimenēm.

Līdzīgi aprēķina platību un hēlija kolektoru skaitu apkures organizēšanai. Vienīgais, kas jākoriģē, ir dzesēšanas šķidruma tilpums, jo šajā gadījumā tas prasīs vairāk tilpuma.

Grafiskā metode karstā ūdens sistēmu aprēķināšanai

Tā kā, lai noteiktu aprīkojuma daudzumu, kas jāiegādājas, lai organizētu saules ūdens apkuri un piegādātu to mājā, īpaša precizitāte nav nepieciešama, daudzi karstā ūdens sistēmu ražotāji un piegādātāji ir izstrādājuši savas aprēķinu metodes, pārvēršot tās vienkāršā grafikā.

Saskaņā ar šādiem grafikiem jebkurš potenciālais pircējs var patstāvīgi noteikt savas vajadzības pēc šīm vai citām ūdens sildīšanas sistēmas sastāvdaļām. Zemāk ir redzams viens no šiem grafikiem. Lai noteiktu iekārtas sastāvu, jums jāveic vairākas secīgas darbības.


Karstā ūdens aprīkojuma sastāvu grafiskais noteikšana

  1. Nosakiet pastāvīgo klientu skaitu.
  2. Iestatiet aptuveno patērētā ūdens daudzumu.
  3. Pamatojoties uz šiem datiem, nosaka katla ieteicamo tilpumu.
  4. Iestatiet optimālo siltuma prasību aizstāšanas pakāpi saules enerģijai.
  5. Izvēlieties aptuvenu atrašanās vietu ("Ziemeļi" - "Dienvidi").
  6. Nosakiet hēlija kolektoru aptuveno orientāciju.
  7. Iestatiet kolektoru leņķi attiecībā pret horizontu.

Pēc šo darbību veikšanas jūs saņemsiet aptuvenu iekārtu komplektu, kas nepieciešams, lai apmierinātu jūsu karstā ūdens vajadzības, proti, katla tilpumu, kolektoru skaitu. Tāpēc jums ir jāizlemj, kā izmantot šo aprīkojumu - kā galveno vai papildu karstā ūdens sistēmu.

Zinot karstā ūdens apgādes sistēmas sastāvu, jūs varat viegli aprēķināt visu komponentu izmaksas, kā arī aptuveni aprēķināt šī aprīkojuma atdeves periodu.

Saules kolektora vienkāršotais siltuma aprēķins

Sākotnējā ūdens temperatūra, kas iekļūst mājā no ūdens apgādes, ir 10 ° C, un šī ūdens lietošana vajadzībām (mazgāšana, duša, apkure, tīrīšana utt.) Prasa tās apsildīšanu. Protams, lai to sildītu vismaz līdz 40 grādiem, tev vajadzēs iztērēt enerģiju - gāzi, malku, elektrību - vārdu sakot, lai samaksātu par tās sildīšanu. Ziemā saules kolektors varēs sildīt ūdeni no 40 līdz 70 ° C, bet vasarā - līdz 100 ° C.

Mēģināsim noskaidrot, cik efektīvi tiks izmantota saules apkure.

Saulainā dienā par katru kvadrātmetru virsmas, kas ir uzstādīta perpendikulāri saules stariem, no pusstundas, atbrīvo no 700 līdz 1350 vatriem saules siltuma enerģijas. Atkarībā no atmosfēras stāvokļa. Piemēram, ņem vidējo vērtību, t.i. 1000 W / m 2.

Lai sildītu 1 kg (1) ūdens par 1 grādu, tas aizņems aptuveni 1,16 vati. Tagad iedomājieties saules kolektoru ar platību 1 m 2. Saules sānu siltuma absorbcija ir gandrīz 100%. No tā izriet, ka mūsu kolektors, kura platība ir 1m 2, spēs ūdens sildīt par vienu grādu:

1000 W / 1,16 W = 862,07 kg ūdens.

Lai padarītu to ērtāku, mēs uzskatām, ka K = 862 kg x OS x m2 x stundā. Šī attiecība parāda, cik daudz ūdens daudzumā grādu uz vienu stundu var uzkarsēt saules kolektorā, kura platība ir 1 m 2.

Piemēram, komplektā esošais saules kolektors, kas sastāv no 15 vakuumlampām ar platību 3m 2. Vislabākais termosa daudzums šim kolektora šķidrumam ir 150 litri. Šī ūdens daudzuma apsildīšanas laiks līdz 45 ° C aukstā sezonā ir šāds:

(150 lx (45 ° С - 10 ° С)) / (3 m2 x 862 kg * оС * m2 * stunda) = 5250/2586 = 2,03 stundas.

Lai nodrošinātu 150 litru ūdens uzsildīšanu līdz 45 ° C temperatūrai, saules kolektoru var uzstādīt 2 stundas. Ja mēs ņemam vērā kolektora siltuma zudumus un to, ka atmosfēra ne vienmēr ir tīra un caurspīdīga, un saules kolektors nav pilnīgi tīrs, ziemas apkures laiks palielinās līdz 4 stundām.

Mēs veiksim aprēķinus konkrētā ūdens daudzuma apsildīšanai ar elektroenerģiju.

t = (m ∙ c ∙ Δθ) / (P ∙ η)
kur t ir sildīšanas laiks stundās = 1 h. c = 1,163 (Vatt / stundā) / (kg ∙ K), m ir ūdens daudzums 150 kg, P ir jauda W, η ir efektivitāte = 0,98, Δθ ir temperatūras starpība K (2 - θ1) = 35 ° C θ1 - aukstā ūdens temperatūra 10 ° C temperatūrā 2 - karstā ūdens temperatūra 45 ° C temperatūrā

P = (m ∙ c ∙ Δθ) / (t ∙ η) = (150 1.163 ∙ 35) / (1 0.98) = 6230 W. = 6,23 kW / h.

Tāpēc, lai sildītu 150 litrus ūdens ar elektrības palīdzību, ņemot vērā siltuma zudumus, jums būs jāmaksā no 7 līdz 8 kWh. x 2,3 rubļi = no 16 līdz 20 rubļiem, un 300 litriem - no 32 līdz 40 rubļiem. Apkopojot: ziemā viens saules kolektors, kura platība ir 3 m 2, ietaupīs izdevumus no 20 līdz 40 rubļiem dienā.

Mēs aprēķinām karstā ūdens patēriņu trīs cilvēku ģimenei. Ja diena sākas ar 10 minūšu dušu katram ģimenes loceklim, tad siltais ūdens ir 8 litri minūtē. Tāpēc dušas uzņemšana iet: 3 cilvēki. x 10 min x 8 l / min = 240 litri silta ūdens. Nākamās brokastis, pēc kurām mazgāšanai vajadzētu aizņemt apmēram 15 minūtes ar siltā ūdens plūsmu 3 litri minūtē. Tātad, lai mazgā traukus, nepieciešams: 15 min. x 3 l / min = 45 litri silta ūdens. Ja mēs pieņemam, ka vakarā ūdens patēriņš būs aptuveni vienāds, kā arī pievienot tīrīšanas, veļas mazgāšanas un citas vajadzības, tad mēs pievienosim vēl 100 litrus. Tā rezultātā siltā ūdens plūsma no rīta vai vakarā būs: 240 + 45 + 100 = 385 litri. No aprēķiniem izriet, ka vidēji 100-150 litru karsta ūdens dienā patērē katram ģimenes loceklim. Tad, lai aukstā sezonā nodrošinātu ģimeni ar karstu ūdeni, jums būs vajadzīgi divi kolektori un 300 litru tvertne. Ja jūs plānojat izmantot saules siltumu maksimālajā daudzumā un to izmantot apkures sildīšanai, tad ieteicams iegādāties sešus kolektorus un tvertni 500 litru ūdens. Saules uzstādīšana ir ļoti efektīva, jūs varat arī ietaupīt ievērojamu naudas summu. Iepriekšminētais aprēķins ir vienkāršots aprēķins, kas pamatojas uz ziemas periodu, un ar pavasara un vasaras saules aktivitāšu ierašanos ievērojami palielināsies, tādēļ šādu iekārtu efektivitāte palielināsies. Vasarā cilvēks ir aktīvāks un izmanto vairāk karsto ūdeni: ņem dušu, baseinu, mazgā traukus, mazgā utt. Vasarā ūdens temperatūra paaugstinās no 60 līdz 95 ° C, un tad rodas jauns jautājums - ko darīt ar lieko ūdeni, bet atcerieties Ka tu nemaksāsi naudu par apkuri. Apakšējā līnija: siltā saules periodā saules iekārtu izmantošanas efektivitāte divkāršojas, un sešu kolektoru saules kolektoru instalācija, kas ir 18 kvadrātmetri, aukstā sezonā ietaupīs no 90 līdz 200 rubļu dienā, bet vasarā - no 180 līdz 400 rubļu dienā. diena Ja auksto un silto dienu skaits gadā ir aptuveni vienāds, tad ir iespējams veikt šādu aprēķinu, kurā ietaupījumi būs no (90 + 200): 2 = 145 līdz (840 +1920): 2 = 290, tagad mēs reizināmies ar 365 dienām un saņemt summu no 52925 līdz 105000 rubļiem gadā.

Visu izmaksu atlīdzība par saules enerģijas iegādi var sagaidīt no viena līdz diviem gadiem. Pērkot saules kolektoru, jūs maksājat tikai vienu reizi. Tā ekspluatācijas laiks ir no 15 līdz 25 gadiem, neskatoties uz to, ka tā darbojas nepārtraukti.

Saules kolektoru aprēķins

Vakuuma saules kolektora uzstādīšana ir ienesīgs ieguldījums jūsu ģimenes nākotnē. Gadu kārtas piekļuve karstam ūdenim, brīva enerģija māju apkurei, neatkarība no komunālo pakalpojumu darbiem un karstā ūdens apgādes pārtraukumu trūkums ir priekšrocības, kuras aukstajā sezonā ir īpaši pamanāmas.


Faktori, kas ietekmē vakuuma kolektora darbību


Lai vakuuma kolektori varētu efektīvi darboties un būt noderīgi to paredzētajam nolūkam, ir nepieciešams precīzi aprēķināt un izvēlēties pilnīgu aprīkojuma komplektu konkrēta uzdevuma risināšanai. Nepietiekama kolektoru veiktspēja novedīs pie siltumenerģijas trūkuma māju, vannas, siltumnīcas un citu objektu apkurei, siltā ūdens patēriņam ikdienā vai baseina aizpildīšanai. Nepārsniedzamo jaudas savākšanas ierīču uzstādīšana nav ne tikai racionāla papildu finanšu izmaksu ziņā, bet arī var radīt papildu spiedienu uz sistēmu vasarā, kad samazināsies enerģijas pieprasījums un pieaugs Saules aktivitāte. Nepieciešams noteikts optimāls variants, tādēļ uz saules kolektoriem balstīta aprīkojuma komplekta aprēķināšana un izvēle būtu jāuztic speciālistiem, jo ​​šāda sistēmas turpmākā efektivitāte ietekmē daudzus faktorus.


Izvēloties saules staciju, ir svarīgi ņemt vērā šādus datus:


1) insolācijas līmenis (saules starojums) ģeogrāfiskajā punktā un mēnešos, kuros tiek aprēķināta iekārtas darbība;
2) kolektora efektivitāte (atkarībā no uzstādīšanas veida, vakuuma saules kolektoriem, koeficients vidēji svārstās no 67-80%. Lai nodrošinātu lielāku uzticamību, ieteicams koncentrēties uz minimālo rezultātu);
3) kolektora leņķis (saules enerģijas daudzums, ko kolektora virsma absorbēs dienasgaismā, ir atkarīgs no šī indikatora. Nepieciešamais slīpuma leņķis, pie kura kolektors tiks uzstādīts, ir individuāls un atkarīgs no reģiona, teritorijas ģeogrāfiskajām un klimatiskajām īpašībām);
4) kolektora efektīva absorbcijas zona.
Turklāt ir svarīgi ņemt vērā apsildāmās telpas platību neatkarīgi no tā, vai tā ir labi izolēta vai nē, patērētā karstā ūdens daudzums, apkures sistēmas veids (radiatori vai grīdas apsilde), paša kolektora tips, dzesēšanas šķidruma veids sistēmā un papildu apstākļi, kas ietekmē vakuuma efektīvu darbību. saules elektrostacijas


Vakuuma lampu raksturojums - sākuma punkts tās jaudas aprēķināšanai


Aprēķinot siltuma un karstā ūdens saules kolektoru efektivitāti, jāņem vērā sūkņa lampu īpašības. Standarta vakuuma caurule ir 1800 mm gara, ārējais diametrs ir 58 mm, un iekšējais diametrs ir 47 mm. Divas sienas konstrukcija Baloniem ir atšķirīgs biezums: ārējais ir izturīgāks - 1,8 ± 0,15 mm, iekšējais - 1,6 ± 0,15 mm. Vieta starp sienām ir piepildīta ar vakuumu (mazāk par 5x10-3 Pa) un rada šķēršļus siltuma zudumiem (termosa darbības kolbas darbības princips).
Borosilikāta stikls tiek izmantots kā ražošanas materiāls. Selektīvs pārklājums uz iekšējā cilindra ārējās virsmas - nerūsējošā tērauda, ​​alumīnija un vara kompozītmateriāla sprausla - veicina saules starojuma absorbciju.
Stikla caurules cilindriskā forma, vienlaikus ievērojot iekārtas pamatprasības, nodrošina vairāk nekā 91% visas enerģijas, kas ievadījusi virsmu, uzsūkšanos. Tajā pašā laikā siltuma zudumi nepārsniedz 8% (pie nesējā temperatūras aptuveni 80 ° C). Šādu zaudējumu koeficients vakuuma saules instalācijai nav lielāks par 0,6 W / m 2.


Mēs aprēķināsim saules kolektora efektīvas absorbcijas apgabalu, izmantojot SCH-30 modeļa saules kolektora populārā modeļa paraugu, kura sastāvā ir 30 standarta izmēra vakuumlampas. Nosakot vienas caurules efektīvo absorbcijas laukumu un reizinot to ar 30, mēs iegūstam kolektora kopējo efektīvo absorbcijas laukumu. Viena caurules absorbcijas laukums faktiski ir caurules radītās "ēnas" zona, kad to izgaismo saule. Tas ir caurules projekcija plaknē, kas iet caur tā diametru. Tā kā cauruļu diametrs ir 58 mm vai 0,058 m, un caurules garums, kas piedalās saules uztveršanā, ir aptuveni 1600 mm vai 1,6 m (kopējā caurules garums ir 1800 mm, bet augšējā un apakšējā daļa ir pārklātas ar konstrukcijas elementiem un darbā nepiedalās), tad platība "Ēnas" būs 0,058 m * 1,6 m = 0,029 m 2. Un kolektora kopējā efektīvā absorbcijas zona ir 0,029 m 2 * 30 gab. = 2,77 m 2. Tāpat var secināt, ka SCH-18 modeļu kolektoram (18 vakuumlampām) ir efektīvs absorbcijas laukums 1,66 m 2, SCH-20 modelim (20 vakuumlampām) ir 1,86 m 2, un SCH-24 modelis (24 vakuumlampas) - 2,21 m 2.


Saules kolektora radītās enerģijas aprēķināšana


Saules kolektora radīto ikgadējo enerģiju nosaka kolektora ģeogrāfiskā atrašanās vieta un statistikas dati par ikgadējo saules starojuma izolāciju šajā reģionā. Tātad, Maskavai un Maskavas apgabalam gada saules insulācijas indikators ir 1173,7 kW / stundā / m 2. Izmantojot kolektora efektīvās absorbcijas laukuma iegūto vērtību, mēs varam aprēķināt tās radīto enerģiju gadā. Tādējādi SCH-30 modeļa kolektors ģenerēs 2,77 m 2 * 1,173,7 kW * h / m 2 = 3251,15 kW * h, bet, ņemot vērā efektivitāti = 80% tikai aptuveni 2600,0 kW * h.

Ar to pašu metodi vakuuma saules kolektora radīto enerģiju ir viegli aprēķināt ar citu cauruļu skaitu. Piemēram, SCH-20 modeļa vakuuma kolektors (20 vakuumlampas) radīs 1,173,7 kW * h / m 2 * 1,86 m 2 * 0,8 = 1746,0 kW * h gadā.

Izmantojot statistiku par saules starojuma izolāciju mēnesī, jūs varat aprēķināt saražotās enerģijas daudzumu mēnesī.

Tomēr es gribētu teikt, ka iekārtu izvēle ir katram klientam individuāls process. Neatkarīgais jaudas aprēķins dod tikai ļoti aptuvenas vērtības, un risks neņem vērā vienu šķietami nenozīmīgu faktoru, kas var ievērojami samazināt sistēmas efektivitāti. Uzticot saules kolektora aprēķiniem profesionāļiem, viegli kļūt par visefektīvāko iekārtu īpašnieku. Bet jebkurā gadījumā visi aprēķini ir nosacīti. Laika apstākļi planētas maiņai, arī saules aktivitātei. Dati par saules starojuma izolāciju ir ļoti vidēji un var mainīties gadu no gada.

Lai pasūtītu atzvanu vai sazinātos ar speciālistu, izmantojiet zemāk esošo veidlapu vai zvaniet

+7 (495) 640-70-49, +7 (985) 923-35-37

Mēs veiksim aprēķinus bez maksas un atbildēsim uz visiem jūsu jautājumiem.

Saules kolektors. Aprēķinu un siksnu piemēri

Saules kolektors ir augs, kas savāc saules enerģiju un pēc tam pārveido to siltumā.
Vasaras laikā saules kolektori tiek izmantoti, lai nodrošinātu māju ar karstu ūdeni, kā arī ūdens sildīšanu baseinos. Un ziemas laikā - apkurei, kopā ar cieto kurināmo, šķidro kurināmo vai elektrisko apkuri. Saules kolektoru izmantošana var samazināt apkures izmaksas par piecdesmit procentiem vai vairāk. Neskatoties uz to, ka mūsu klimatiskajā zonā mākoņaino dienu skaits ir ievērojams, pat šajā laikā kolektors turpina strādāt, taču, lai pilnībā izmantotu karstā ūdens sistēmu vai apkures funkcionalitāti šajā gadījumā, ir nepieciešams papildu enerģijas avots. Baltkrievijas teritorijā katru gadu ir iespējams saņemt 1000-1 150 kW / m -2, kas ir apmēram puse no Eiropas dienvidu un Tuvo Austrumu radiācijas bilances
Ar pareizi izstrādātu un samontētu sistēmu daudzu gadu laikā jūs neredzēsiet darbības problēmas.
Saules kolektors atlīdzina izmaksas aptuveni pirmajos piecos darbības gados. Tāpēc nākamajos 25-30 gados Saules sistēma samazinās enerģijas izmaksas.

Esošie saules kolektoru veidi un to darba princips:

1. Plakano saules kolektoru - tas ir visizplatītākais, visbiežāk izmanto privātmāju karstā ūdens un apkures sistēmās. Plakana kolektors ir izolēts panelis, kura iekšpusē ir absorbents plāksnes formā. Plāksne ir izgatavota no metāla un ir labs siltuma vadītājs. Vara, kas ir mazāk uzņēmīga pret koroziju, parasti tiek izmantota kā metāls. Plāksnes virsma ir īpaši apstrādāta ar ļoti selektīvu pārklājumu, kas var saturēt saules enerģiju. Plakano kolektoru stikls izmanto īpašu saules enerģiju, tajā nav lielu dzelzs daudzumu, šis stikls dramatiski samazina siltuma zudumus. Saules kolektora korpuss ir paredzēts savienot visas kolektora daļas, to drošu aizsardzību pret nelabvēlīgām dabas parādībām un kolektora savienojumu ar mājas konstrukciju. Visbiežāk tas ir izgatavots no anodēta alumīnija kā rāmis.
Saules gaisma, kas iet caur stiklu, nokrīt uz absorbcijas plāksnes, kas uzsilst un ultravioleto starojumu paver siltumā. Tad siltums nokļūst dzesēšanas šķidrumā, un no turienes uz antifrīzu vai ūdeni, kas cirkulē kolektorā. Dzesētājs uzsilda un nodod siltumu ūdens siltummainī. Šeit ūdens ir karsts, līdz brīdim, kad to pieprasa patērētājs. Plakano kolekciju ir vienkāršība un uzticamība, to kalpošanas laiks sasniedz 50 gadus.

2. Saules tiešās plūsmas vakuuma kolektors - ir īpašas caurules, kurās ir iestrādāts vara absorbētājs ar īpašu pārklājumu, kas nodrošina saules enerģijas absorbciju pat ar nelielu daudzumu staru. Katra vara caurule tiek ievietota cilindriskā stikla traukā, kas noslēgta galos, un tai ir sava izolācija. Izolācijas materiāls šādā kolektorā ir vakuums. Akumulators, kas plūst caur kolektoru, nodrošina tā siltumu, šī kolektīva priekšrocība ir tāda, ka siltuma zudumi šeit ievērojami samazināti, tāpēc dzesētājs var sasilt līdz + 160 ° C.
Saules stari iziet cauri stikla caurulim ar vakuumu un nokrīt siltuma absorbētājam, šeit tos pārvērš siltumā. Siltuma enerģija tiek pārnesta uz šķidrumu, kas plūst cauri cauruļveida tieša plūsmas siltummainim. Katra no caurulēm ir savienota ar glabāšanas tvertni ar divām vara caurulēm, viena caurule nodrošina tvertni ar karstu ūdeni, otrajā tiek izvadīts dzesēts ūdens un sildīšanas process atkārtojas no jauna. Vakuuma kolektorus galvenokārt izšķir stikla lampu garums un diametrs. Jo mazāka un plānāka ir caurule, jo mazāk enerģijas, ko šāds kolektors var ražot. Garums svārstās no 1,2 līdz 2,1 m. Visbiežākais diametrs ir 58 mm.

3. Aptuvenais saules kolektoru aprēķins

Izmantojot saules kolektorus karstā ūdens sistēmā, ir nepieciešams pareizi noteikt to skaitu vai platību: veiktspēja ir atkarīga no tā. Jebkāda veida saules kolektora aprēķins pamatojas uz iepriekš zināmām vajadzībām.

3.1. Plakana saules kolektora aprēķins

Prakse liecina, ka uz virsmas kvadrātmetru, kas uzstādīts perpendikulāri spilgtām saules gaismām, vidēji ir 900 W siltumenerģijas (bez mākoņainas debesis). IC aprēķins tiks veikts, pamatojoties uz 1 m² paraugu Priekšējā puse ir matēta, melna (tā absorbē siltumenerģiju tuvu 100%). Aizmugure ir izolēta ar 10 cm putu polistirola slāni.
Ir nepieciešams aprēķināt siltuma zudumus, kas rodas otrā, ēnas pusē. Polistirola putu siltumizolācijas koeficients - 0,05 W / m × deg. Zinot biezumu un pieņemot, ka temperatūras starpība materiāla pretējā pusē ir 50 grādu robežās, mēs aprēķinām siltuma zudumus:

0,05 / 0,1 × 50 = 25 W.

Tie paši aptuvenie zaudējumi tiek gaidīti no galiem un caurulēm, tas ir, kopējā summa būs 50 vati.
Bezkrāsains debesis ir reti sastopamas, kā arī netīrumu nogulsnes uz rezervuāra. Tāpēc mēs samazinām siltumenerģijas daudzumu uz 1 m² līdz 800 W. Ūdens, kas tiek izmantots kā siltumnesējs plakanos IC, siltuma jauda ir 4200 J / kg × krusa vai 1,16 W / kg × krusa. Tas nozīmē, ka, lai paaugstinātu viena litra ūdens temperatūru par vienu grādu, būs jāiztērē 1,16 W enerģijas.
Ņemot vērā šos aprēķinus, mēs iegūstam šādu vērtību mūsu saules kolektora modelim 1 m² platībā:

Izskalojiet ērtībai līdz pat 700 / kg × deg. Šis izteiciens norāda uz ūdens daudzumu, ko var uzkarsēt kolektorā (1 m² modelis) vienu stundu. Tas neņem vērā siltuma zudumus no priekšpuses, kas palielināsies, jo tas sasilst. Šie zaudējumi ierobežos dzesēšanas šķidruma sildīšanu saules kolektorā 70-90 grādu diapazonā. Šajā sakarā vērtība 700 var tikt piemērota zemām temperatūrām (no 10 līdz 60 grādiem).
Saules kolektora aprēķins liecina, ka 1 m² sistēma spēj sildīt 10 litrus ūdens 70 grādos, kas ir pietiekami, lai mājā nodrošinātu karstu ūdeni. Jūs varat samazināt ūdens sildīšanas laiku, samazinot saules kolektora tilpumu, saglabājot tā platību. Ja mājās dzīvojošo cilvēku skaitā ir vajadzīgs lielāks ūdens daudzums, tad jāizmanto vairāki šādas apgabala kolekcionāri, kas apvienojas vienā sistēmā.
Lai saules gaisma pēc iespējas efektīvāk ietekmētu radiatoru, kolektoram jābūt orientētam leņķī pret horizontālo līniju, kas ir vienāda ar reljefa platumu.
Lai uzturētu vienas personas dzīvotspēju, vidēji ir vajadzīgi 50 litri karstā ūdens. Ņemot vērā, ka ūdens pirms apkures temperatūra ir aptuveni 10 ° C, temperatūras starpība ir 70 - 10 = 60 ° C. Siltuma daudzums ūdens sildīšanai ir šāds:

W = Q × V × Tp = 1,16 × 50 × 60 = 3,48 kW enerģija.

Sadalot W ar saules enerģijas daudzumu uz 1 m² virsmas noteiktā platībā (ko sniedz meteoroloģiskie centri), mēs iegūstam kolektoru.
Saules kolektora aprēķins apkurei tiek veikts līdzīgi. Bet ūdens daudzumam (dzesēšanas šķidrumam) nepieciešams vairāk, atkarībā no apsildāmās telpas tilpuma. Var secināt, ka šāda veida ūdens sildīšanas sistēmas efektivitātes uzlabošana ir iespējama, samazinot tilpumu un vienlaicīgi palielinot platību.

3.2. Vakuuma saules kolektora aprēķins

Sistēmas projektēšana jāveic, ņemot vērā:

reģiona klimata īpatnības;

apsildāmo telpu tilpums un ēkas stāvu skaits;

to cilvēku skaits, kuri dzīvo (strādā);

uzstādīto sildītāju tips;

sienu siltuma vadītspēja (nosaka pēc biezuma un materiāla);

siltummaina atrašanās vietas utt.

Projektēšanas darbi tiek veikti divos posmos. Pirmais attiecas uz saules kolektora aprēķināšanu apkurei, proti, apkures katram nepieciešamā daudzuma noteikšanai. Otrais posms ir iegūto rezultātu saistīšana ar esošo apkures sistēmu.
Plašāka informācija par pirmo posmu: nosaka enerģijas daudzumu, ko kolektors ražo par dienu. Lai to izdarītu, izmantojiet datus par vidējo saules radiācijas mēnesi (informācija no meteoroloģiskā centra) šajā apgabalā. Reizinot šo vērtību ar kolektora apgabalu un tā efektivitāti (mēs iegūstam vienādu ar 0,8), iegūstam:

EC = Ec. × Sp. × 0,8 (kW / diennaktī)

Tad mēs nosakām patērētās ūdens daudzumu (Vdn, l.), Ko dienas laikā silda kolektors. Tas ir atkarīgs no apkures sistēmas parametriem.
Ir zināms, ka, palielinot 1 litra ūdens temperatūru par 1 grādu, nepieciešams 1,16 W jaudas. Sadalot skaitlisko vērtību saražotās enerģijas daudzumam dienā uz ūdens siltuma jaudu, mēs iegūstam temperatūru, kurai šī modeļa saules kolektors var dzesēšanas šķidruma sildīšanu.

Ja aprēķini parāda, ka iegūtā temperatūra nav pietiekami augsta, lai to palielinātu, ir jāmaina SC zona: jāuzstāda papildu vakuuma caurules vai paneļi.

Saules kolektoru uzstādīšana

Saules kolektora kvalitāte vai drīzāk saražotās enerģijas daudzums var būt atkarīgs no daudziem faktoriem. Tomēr, uzstādot kolektoru, var ņemt vērā dažus faktorus, piemēram, tas ietver slīpuma leņķi un iekārtas novietojumu, šajā gadījumā azimuts jāuzskata par orientējošo kritēriju.
Slīpuma leņķi uzskata par leņķi starp akumulatoru un horizontu. Novecojošā jumta kolektora uzstādīšanas laikā slīpums tiek ņemts ap slīpuma leņķi. Prakse rāda, ka ideālo leņķi uzskata par leņķi no 30 līdz 45 grādiem.
Azimuts parāda kolektora novirzi attiecībā pret dienvidiem, ja tā plakne ir orientēta uz dienvidiem, tad tai jābūt vienādai ar nulli. Mūsu platumā ir vispārpieņemts, ka novirze uz dienvidiem var būt vienāda ar 45 grādiem uz dienvidrietumiem vai dienvidaustrumiem.

Elektroenerģijas taupīšana: saules kolektora veiktspējas aprēķins

Rakstā tiks aplūkots vienkāršākais veids, kā aprēķināt enerģijas daudzumu, ko var iegūt, pielietojot saules kolektoru. Statistika liecina, ka vidēji mājsaimniecībā no 2 līdz 4 kW ir nepieciešams izmantot karstu ūdeni. Siltuma enerģija dienā 1 personai.

Jaudas saules kolektora aprēķins

Piemēram, Maskavas reģiona rezervuāra aprēķini tiks doti.

Aprēķinu dati:

  1. Izmantošanas vieta - Maskavas apgabals. Absorbcijas laukums ir 2,35 m2 (pamatojoties uz vidējo saules enerģijas daudzumu tabulā Krievijas Federācijas reģioniem)
  2. Insolācijas vērtība Maskavas apgabalā - 1173,7 kW / stundā / m2
  3. Efektivitāte - no 67% līdz 80% (tiks izmantoti minimālie skaitļi, kas attiecas uz novecojušām rezervuāram, tāpēc rezultāti būs nedaudz zemi).
  4. Kolektora noliekuma leņķis - aprēķinos izmantos optimālos nolieces leņķa datus.

Krievijas insolācijas karte

Aprēķināt vienas caurules absorbcijas laukumu:

15 caurules = 2,35 kvadrātmetri; 1 caurule = 2,35 / 15 = 0,15 kvadrātmetri

Tagad, kad ir zināms apgabals, kurā absorbē viena caurule, mēs nosakām cauruļu skaitu, kas ir 1 kvadrātmetrs. kolektora virsma: 1 / 0,15 = 6, 66. Citiem vārdiem sakot, absorbcijas virsmas vienam metram ir nepieciešamas 7 kolektoru caurules.

Tālāk mēs aprēķinām vienas kolektoru caurules siltuma jaudu. Tas ļaus aprēķināt to cauruļu skaitu, kas nepieciešamas, lai iegūtu pietiekamu siltuma enerģiju uz vienu dienu un vienu gadu:

Saņemtā jauda uz vienu dienu tiek aprēķināta sekojoši: 0,15 (S absorbcija no 1 caurules) x 1173,7 (insoles vērtība Maskavas reģionā) x 0,67 (saules kolektora efektivitāte) = 117,95 kW * h / m. kv.

Lai aprēķinātu ikdienas efektivitāti vienā caurulē izvēlētajā reģionā ikdienas jaudas aprēķināšanas formulā, jums vajadzētu izmantot gada insolācijas datus. Citiem vārdiem sakot, vietā 1173, 7 ir nepieciešams likt reģionālās vērtības insolation.

Jauda, ​​ko rada viena caurule Maskavā, svārstās no 117,95 (izmantojot efektivitāti 67%) līdz 140 kW * stundai / m2. (lietojot 80% efektivitāti).

Vidēji vienu dienu termiskā kolektora vakuuma caurule ražo 0,325 kW * stundu.

Visvairāk saulainos mēnešos (jūnijā, jūlijā) viena caurule ražos 0,545 kW * stundu.

Saules kolektora darbs bez gaismas nav neiespējams, šā iemesla dēļ šie rādītāji jāizmanto, aprēķinot dienasgaismas stundas.

Cik daudz jūs varat ietaupīt elektroenerģiju Maskavā, izmantojot vienu kvadrātmetru. kolektors (kā mēs uzzinājām, tas ir 7 vakuumlampas)?

Ikgadējie enerģijas ietaupījumi būs:

117,95 kW * stunda / m2 * 7 = 825,6 kW * stunda / m2.

Saules kolektora lielākā jauda, ​​attiecīgi, tiks ražota vasaras mēnešos. Piemēram, jūnijā, izmantojot 1 kv.m. kolektora elektroenerģijas ražošana būs apmēram 115-117 kW * h / m.kv.

Citiem vārdiem sakot, enerģijas ieguvumi, izmantojot saules kolektoru ar 15 vakuumlampām, kur S = 2,35 kv. M. par periodu no marta līdz augustam ar kopējo insolācijas vērtību visā noteiktā periodā 874,2 kW * h / m.sq. būs: 874,2 * 2,35 * 0,67 = 1376 kW, tas ir, gandrīz 1,4 MegW. enerģija, kas ir aptuveni 8 kW dienā.

Atsaukt statistikas informāciju, kas sniegta raksta pirmajā daļā - mājsaimniecībā tiek izmantoti 2 līdz 4 kW enerģijas, kad viena persona katru dienu patērē karstu ūdeni. Šie rādītāji nozīmē kolektora izmantošanu karstā ūdens sildīšanai un jo īpaši tādām vajadzībām kā duša, mazgāšanas trauki utt.

Saules kolektora aprēķini, kas sastāv no 15 vakuuma lampām, ļauj secināt, ka dārzu sezonas laikā šai ierīcei pietiek, lai nodrošinātu trīs cilvēku ģimeni ar karstu ūdeni. Tā rezultātā, ņemot vērā visus nelabvēlīgos apstākļus, piemēram, nokrišņu vai lietainu laika apstākļus, ir iespējams ietaupīt naudu par elektrību, ko izmanto ūdens sildīšanai.

Ja mēs runājam par optimāliem apstākļiem (saulains laiks un lietus trūkums), šajā gadījumā saules kolektora siltumenerģijas ražošana parasti izvairīsies no nepieciešamības maksāt par elektrību.

Piezīmes

Ja tabulā ar aprēķiniem par saules enerģiju dažādos Krievijas Federācijas reģionos nav precīzas informācijas par reģionu, kurā jūs dzīvojat, tad varat izmantot informāciju, kas norādīta Krievijas insolācijas kartē. Tas ļaus jums noskaidrot saņemto siltumenerģijas aptuveno vērtību uz kvadrātmetru.

Tas tika noteikts empīriski: lai aprēķinātu insolāciju vispiemērotākajam saules kolektora slīpuma leņķim, izvēlētajā apgabalā norādītie dati jāreizina ar koeficientu 1,2.

Saules kolektora slīpuma leņķa noteikšana

Piemēram, tabulā norādīts, ka Maskavai dienā pieejamās enerģijas vērtība ir 2,63 kWh / m2. Citiem vārdiem sakot, pieejamā gada enerģija ir 2,63 * 365 = 960 kW * h / m2.

Tādējādi, optimizējot Maskavas teritorijas slīpumu, kolektors ražos aptuveni 1,174 kW * h / m2.

Protams, šī aprēķina metode nav ļoti zinātniska, tomēr, no otras puses, iegūtie dati var tikt izmantoti, lai noteiktu vajadzīgo sūkalu skaitu mājsaimniecības līmenī.

Rezultāti

No gada uz gadu saules kolektori kļūst arvien populārāki starp īpašniekiem zemes gabalu. Acīmredzot tas liecina, ka šī ierīce ļauj ievērojami ietaupīt elektroenerģiju, kad tiek uzsildīts ūdens, kas ir aprakstīts un detalizēti aprakstīts iepriekšminētajos dizaina piemēros.

Šī vienība ir piemērota gandrīz jebkuram Krievijas reģionam. Bet pirms iegādājies saules kolektoru, ir labāk aprēķināt šī aprīkojuma rentabilitāti un atmaksāšanās periodu, kas nodrošinās iesniegtās inovatīvās iekārtas atbilstību jūsu reģionam.

Saules kolektora aprēķins mājas apkurei

Saules kolektoru izmantošana apkures sistēmai - veids, kā ievērojami ietaupīt mājokļa apkures izmaksas. Saules starojums ir bezmaksas un pieejams ikvienam, un saules sistēmu izmaksas nepārtraukti samazinās. Pareiza saules kolektora aprēķināšana mājas apkurei palīdzēs izvairīties no nevajadzīgiem aprīkojuma izdevumiem un organizēt efektīvu ēkas apkures sistēmu.

Lielākā daļa ražotāju, piegādātāju un uzstādītāju veic aptuvenu saules kolektoru aprēķinu, taču mēs detalizēti apraksta visu. Šajā rakstā mēs pa solim teiksim, kā aprēķināt saules heliosistēmas apkurei, lai ziemā pilnībā nodrošinātu māju ar siltumu. Nebaidieties no formulu skaita - ir nepieciešams aprēķināt parasto kalkulatoru. Jūsu jautājumi un viedokļi, kurus varat atstāt komentāros.

Saules kolektora reālās jaudas aprēķins

Ražotāji norāda maksimālo saules kolektora jaudu pilnā apgaismojumā, vēršoties uz dienvidiem un orientējoties perpendikulāri saulei plkst. 12.00. Bet tas ne vienmēr ir iespējams vadīt paneļus šādā veidā, it īpaši, ja tie ir uzstādīti uz mājas jumta.

Zemāk mēs piedāvājam universālas formulas, kuras var izmantot gan kolekcionāru skaita skaitīšanai, gan kopējās platības aprēķināšanai kvadrātmetros.

Saules kolektora efektivitātes aprēķināšana virzienā

Jūs varat aprēķināt saules dzīvokļa vai vakuuma kolektora siltuma efektivitāti, izmantojot šādu formulu:

Pv = sin A x Pmax x S

  • Pv ir saules kolektora jauda;
  • A ir saules kolektora plaknes deformācijas leņķis no virziena uz dienvidiem;
  • Pmax - vidējais insolācijas līmenis jūsu reģionā aukstajā sezonā.

Pat ja saule netiek slēpta mākoņos, dienas laikā mainās izolācijas līmenis, kas nosaka kolektora sniegumu. Vidējos datus var redzēt šajā diagrammā:

Ilustrācijā esošie dati par ikdienas izolācijas līmeni ir vidējie, bet tie ļauj saprast atšķirību starp siltumenerģijas daudzumu, ko var iegūt dažādos gada laikos.

Maksimālais insolācijas līmenis ziemā vidēji ir 3-4 reizes mazāks nekā vasarā. Saules enerģijas daudzums, ko saules kolektors dienā var saņemt ziemā, ir 5-7 reizes mazāks (atkarībā no platuma) nekā vasarā.

Saules kolektora veiktspējas aprēķins uzstādīšanas leņķī

Optimālais saules kolektora uzstādīšanas leņķis māju apkurei ziemā ir tāds, ka tas ir perpendikulāri saules stariem pulksten 10:00. Tāpēc dienasgaismas laikā viņš var savākt maksimālo siltuma enerģiju.

Dažkārt tas nav iespējams (ja uzstādīts uz jumta, uzstādīts uz standarta balstiem). Sakarā ar novirzēm no optimālā leņķa, kolektora enerģijas efektivitāte var mainīties. Jūs varat to aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

Pm = sin (180 - A - B) x Pv

  • Pm ir saules kolektora veiktspēja;
  • A ir leņķis starp kolektoru un zemes plakni;
  • B - saules augstums virs horizonta plkst. 10:00;
  • Pv - iepriekš atrasts spēks.

Ja jums ir iespēja orientēt saules kolektoru tā, lai tā būtu perpendikulāra saulei, tad:

Pm = Pv

Fotoattēls parāda saules kolektora slīpuma leņķi, kas jāizmanto aprēķinos.

Plakana paneļa funkcijas

Plakana saules kolektoram ir nelieli siltuma zudumi caur aizmugurējo sienu, kas vidēji ir 5 vati uz kvadrātmetru. Tāpēc ir nepieciešams atņemt 5 vati uz kvadrātmetru no iepriekš iegūtās reālās jaudas P vērtības.

Saules starojuma absorbcijas līmenis no plakanas saules kolektora ir zem 100%. Tas jāņem vērā, aprēķinot tā siltuma jaudu. Ja panelis absorbē tikai 95%, tad tā reālā jauda:

P = Pm x 0,95 x S

  • Pm - kolektora jauda no iepriekšminētās formulas;
  • P - reālais rezervuāra veikums;
  • S ir kolektoru apgabals.

Veiktspējas vakuuma kolektors

Vakuuma savācēju ražotāji var norādīt kolektora jaudu, neņemot vērā attālumu starp caurulēm. Lai noteiktu caurules faktisko virsmas laukumu un vakuuma kolektora veiktspēju, mēs izmantojam formulu:

P = Pm x D / L

  • P ir saules kolektora reālais veikums;
  • Pm - kolektora jauda, ​​iepriekš aprēķināta;
  • D ir vakuuma lampu diametrs;
  • L ir attālums starp caurulēm.

Termodinamiskās saules paneļi

Šis rezervuāra veids ir daudz sarežģītāks. Tagad tie nav pārāk izplatīti, ražotāji eksperimentē ar materiāliem un selektīvo pārklājumu. Dažādi modeļi atšķiras no absorbcijas un siltuma zuduma līmeņa.

Parasti termodinamiskās saules paneļiem ir tiesības uz dzīvību. Bet mēs neiesakām apgādāt apkuri ar viņu palīdzību. Tirgū ir nedaudz efektīvu modeļu, un tos, kas tiek pārdoti, piepumpētām cenām.

Cik daudz saules kolektoru ir nepieciešams, lai sildītu māju?

Neatkarīgi no tā, kāda veida apkures sistēma ir uzstādīta mājā, siltuma zudumi no tā būs vienādi. Lai iegūtu precīzu aprēķinu, labāk ir sazināties ar speciālistiem, bet aptuvenu datu iegūšanai varat izmantot tiešsaistes pakalpojumus http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplopoter_online.

Sadalot datus ar P vērtību, kas aprēķināta, izmantojot pēdējo formulu, jūs uzzināsiet, cik daudz saules kolektoru vai kvadrātmetru kolekcionāru jums ir nepieciešams, lai ziemā apkurinātu māju.

Atsevišķi ir vērts atgādināt, ka aukstā sezonā ir nianses ar saules kolektoru darbību. Vairāk par to jūs varat uzzināt rakstā "Kā saules kolektors darbojas ziemā - efektivitāte, problēmas un to risinājumi".

Galvenā problēma ar čūsku ir tīrīt kolektorus no aukstuma.

Pievienojiet karstu ūdeni?

Papildus apkurei karstā ūdens padeve var tikt savienota ar kolektoru saules sistēmu. Lai to izdarītu, mēs aprēķinām, cik daudz siltuma vajag tērēt katru dienu. Formula ir vienkārša:

Pw = 1,163 x V x (T-t) / 24

  • Pw - siltuma daudzums, kas nepieciešams ūdens sildīšanai;
  • V ir vidējais karsta ūdens patēriņš dienā;
  • T ir temperatūra, kurai ūdens jāuzsilda;
  • t ir temperatūra, kurā ūdens iekļūst sistēmā.

Lai aprēķinātu vajadzīgo papildus karstā ūdens pieplūdes kolektoru skaitu, daliet šo vērtību ar saules kolektora P veiktspēju, kas iegūta no pēdējās formulas.

Padomi mājas apkures saules kolektoriem

Plakanie saules kolektori ir efektīvāki siltā laikā, un vakuuma lampas - ziemā. Atkarībā no modeļa un ražotāja atšķirība var sasniegt 50%. Vairāk par to varat lasīt rakstā "Saules kolektors - dzīvoklis vai vakuums?".

Neparedzētas situācijas gadījumā ir vērts izmantot alternatīvus siltumenerģijas avotus - konvektorus, gāzes vai cietā kurināmā katlus, siltumsūkņus.

Parasti kolektoriem tiek piegādāti atsevišķi uzglabāšanas tvertnes. Izdevīgāk iegādāties atsevišķi dzīvokļa vai vakuuma paneļus un vienu vai divas lielas tvertnes ar labu siltumizolāciju. Jo mazāks ir tvertnes tilpums, jo ātrāk tas atdziest.

Lai organizētu efektīvu apkuri, ir vērts iegādāties lielu uzglabāšanas tvertni, kurā kolektori dienas laikā silda ūdeni, bet naktī tas tiks iztērēts ēkas apkurei.

Kvalitatīvā kontrollera klātbūtne apkures sistēmā ļauj uzturēt vēlamo temperatūru, regulēt cirkulāciju, iestatīt temperatūras apstākļus, iestatīt taimeri.

Lai autonomi apsildītu māju ar saules kolektoriem, ir nepieciešams iegādāties lielu iekārtu daudzumu, samaksāt par tā uzstādīšanu un pieslēgšanu. Ja jūs to nevarat atļauties, varat izmantot saules kolektorus kā papildu apkures sistēmu.

Labus ietaupījumus var panākt, ja saules kolektorus izmanto kopā ar siltumsūkni. Viņi silda ūdeni, un siltumsūknis to sildīs līdz vajadzīgajai temperatūrai.

Ja ēka ir slikti izolēta, tad ir efektīvāk izmantot saules kolektorus ar apsildāmām grīdām. Tas dod maksimālu siltumu telpai, nevis sienām, piemēram, apkures radiatoriem.

Kā redzat, mājas apkures saules kolektoru aprēķins ir pavisam vienkāršs. Protams, speciālistam būs jāskaita daudzas citas nianses, taču viņi nevarēs ievērojami ietekmēt gala rezultātu. Dažos gadījumos ēka ar kolektoru apkuri nav praktiska, bet kā papildu siltuma avots ir nepieciešami saules kolektori.

Neaizmirstiet kopīgot publikāciju sociālajos tīklos!

Saules kolektora efektivitāte un efektivitāte

Šajā rakstā mēs centīsimies izklāstīt pamatformulas saules kolektora (SC) efektivitātes aprēķināšanai vienkāršākā iespējamā valodā. Saules kolektors (ūdens sildītājs) ir paredzēts saules starojuma pārvēršanai siltumā, lai sildītu siltuma pārneses šķidrumu vai vienkārši ūdeni.

Pirmkārt, mēs esam ieinteresēti efektivitātē vai efektivitātē, t.i. kāda ir notikuma saules radiācijas spēka daļa, kolektors spēj pārvērst siltuma dzesētājā.

Negadīgā saules starojuma spēks ir apzīmēts ar burtu - G

Noderīgā saules kolektora jauda - Q

Q (kolektīva neto jauda (dT)) = G (kritošā jauda) - P (saules siltuma zudums)

Neto jaudas standarta diagramma ir parādīta 1. attēlā.

X ass: - Delta T (dT) ir starpība starp apkārtējās vides temperatūru un siltumnesēju Saules kolektorā.

Y ass: Q (neto kolektora jauda no (dT) vai efektivitāte.

Šī ir standarta efektivitātes diagramma visiem saules kolektoriem (ūdens sildītājiem).

Jebkuram saules kolektoram raksturīga sarežģīta siltuma zuduma funkcija P no dT. Bet praksē visērtāk ir strādāt nevis ar siltuma zudumu funkciju P dT, bet ar tā tuvināšanu Taylor sērijas otrajā kārtībā.

Institūts kažoks Solar energie forscung GmbH, kas apliecina saules kolektorus Vācijā, ziņojumos norāda visus vajadzīgos kvadrātiskās tuvināšanas koeficientus, kas ļauj precīzi aprēķināt saules kolektora lietderīgo jaudu atkarībā no darbības apstākļiem.

Kolekcijas Q efektīvajai jaudai no (dT) iegūst skaidru priekšstatu.

Q = G "() * K () * R-a1 * dT-a2 * (dT) ^ 2

G - krītošā starojuma spēks, kas ir perpendikulārs Saules kolektora plaknei G "= G * cos () - jauda pie biežuma leņķa.

- staru biežuma leņķis

K () - IAM (sastopamības leņķa mainītājs) - Koeficients, ņemot vērā saules kolektora jaudas zudumus, atkarībā no saules gaismas sastopamības leņķa. Parasti tiek dota leņķa vērtība = 50 °.

Labam plakanam saules kolektoram
K (50 °) aptuveni 0,92
K (70 °) apmēram 0,55

Vakuuma saules kolektoram
K (50 °) aptuveni 1,42
K (70 °) apmēram 1,50

R ir optiskā efektivitāte, ņemot vērā absorbētāja faktisko laukumu, siltuma caurlaidības koeficientu no absorbētāja līdz siltuma pārneses šķidrumam un gaismas pārraides pārklājuma caurspīdīguma zudumu. Skaitlis ir vienāds ar jaudu pie nulles temperatūras delta.

REM: pie vakuuma kolektora K () aug, ņemot vērā absorbētāja cilindrisko formu, novirzoties no normāla, kompensējot jaudu G * cos ().

dT ir starpība starp apkārtējās vides un dzesēšanas šķidruma temperatūrām saules kolektorā.
a1 un a2 tad ir skaidra fiziskā nozīme:
a1 - siltuma zudumi ar siltuma vadāmību
a2 - siltuma zudumi ar starojumu.

Labam plakanam saules kolektoram
a1, apmēram 4 vati / (m ^ 2 * T)
a2, apmēram 0,015 vati / (m ^ 2 * T ^ 2)

Vakuuma saules kolektoram
a1, aptuveni 1,8 vati / (m ^ 2 * T)
a2, apmēram 0,005 vati / (m ^ 2 * T ^ 2)

Tagad atpakaļ uz mūsu grafiku.

Pirmais punkts ir krustojums ar Y asi - maksimālā Saules kolektora jauda ar dT = 0

Otrais punkts - krustojums ar X asi ir stagnācijas temperatūra vai maksimālā delta pie Q = 0 (nulles veiktspēja).

Sakarā ar - a2 * (dT) ^ 2 klātbūtni, diagramma nav taisna līnija, kas savieno maksimālo jaudu un stagnācijas temperatūru, bet parabola noliekšanos.

Tagad, izmantojot lietderīgās enerģijas formulu, mēs varam to vizuāli analizēt un saprast, kas ir saistīts ar to, no ko un no kā tas atkarīgs.

Stagnācijas temperatūra

Stagnācijas temperatūru galvenokārt nosaka selektīvās pārklājuma īpašības (iekšējā kolbā vakuumcaurulī un absorbētājā plakanajā kolektorā). Tas ir saistīts ar faktu, ka termins a2 * (dT) ^ 2, kas ir atbildīgs par atkārtošanos, būtiski veicina saules kolektora siltuma zudumus maksimālajā temperatūrā. Eksperimentos, lai novērtētu selektīvās pārklājuma kvalitāti, ir iespējams neļaut ūdenim cauri izmērīt stagnācijas temperatūru.

Gaismas pārlaidošā pārklājuma pārredzamība

Gaismas pārraides pārklājums saules starojumam. Tas paaugstina visu grafiku, palielinot optisko efektivitāti, pateicoties lielākai enerģijas pārnešanai saules kolektorā. Jo augstāka ir pārredzamība, jo lielāka efektivitāte.

Brilles skaits

Samazina maksimālo jaudu dT = 0, bet arī samazina diagrammas slīpumu, kas var būt izdevīgāks lieliem dT. Var palielināties stagnācijas temperatūra

Izolācijas kvalitāte un daudzums

Gandrīz neietekmē maksimālo jaudu, bet samazina diagrammas slīpumu un palielina stagnācijas temperatūru.

Absorberis

Absorbers ir galvenais saules kolektora elements. Ir nepieciešams ne tikai sildīt absorbējošo virsmu, bet arī efektīvi nodot šo siltumu siltuma pārneses šķidrumā. Saskaņā ar fizikas likumiem siltuma pārneses koeficients ir atkarīgs no materiāla biezuma, tādēļ plānā vara siltuma uztveršanas panelis plakanā kolektorā var būt mazāk efektīvs nekā biezāks alumīnijs vai tērauds.

Siltuma apmaiņa starp siltuma atdalīšanas caurulēm un šķidrumu ir atkarīga no to kontakta laukuma. Tādēļ maza diametra plānā vara caurule, nododot siltumu šķidrajam siltumnesētājam, var strādāt sliktāk par to pašu tēraudu, bet ar lielāku diametru, kuram ir liela virsmas siltuma apmaiņa ar šķidrumu.

Šo iemeslu dēļ ļoti bieži absorbētājs, kas izgatavots no tērauda vara ar plānām vara siltuma atdalīšanas caurulēm, darbojas sliktāk nekā biezs alumīnijs vai tērauds ar lielāka diametra caurulēm. Siltuma pārneses koeficienta samazinājums no siltuma uztvērējpaneļa uz dzesēšanas šķidrumu samazinās, kā rezultātā tiek samazināta absorbētāja temperatūra tajā pašā dzesēšanas šķidruma temperatūrā, jo siltuma pārneses ātrums ir zemāks. Absorbētāja augstā temperatūra palielina siltuma zudumus un siltuma vadītspēju un atkārtotai starojumam, samazinot kolektora efektivitāti. Stagnācijas temperatūra var nebūt mainījusies, tomēr maksimālā jauda un lietderīgā jauda slīd uz leju pa Y asi, it kā pārnesot gar X asi (dT) gar diagrammu, visi pārējie parametri ir vienādi, kā parādīts 3. attēlā.

Top